配合比設(shè)計是根據(jù)現(xiàn)場施工特點在混凝土最大密實度理論的基礎(chǔ)上,考慮集料比表面積對起潤滑作用的漿體數(shù)量的影響,根據(jù)工藝特點,使填滿集料孔隙外提供混凝土工作性的過剩漿體量最佳、性能最優(yōu)的過程。配比設(shè)計應(yīng)優(yōu)先采用正交法設(shè)計統(tǒng)計分析技術(shù)確定合適的各配比參數(shù),提高工作效率。

(1)在進行混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計時,關(guān)鍵要考慮的是水泥的價格比集料的價格貴得多,因而,所有可能采取的步驟都首先應(yīng)該是用以減少混凝土拌和物中的水泥用量,并滿足工藝性和工程技術(shù)性能;

或者用價格更便宜的磨細材料(如粉煤灰、礦渣、高嶺土等)替代部分水泥用量并保證混凝土拌和物的主要性能特征,以此來提高混凝土性能,降低混凝土造價;

(2)從結(jié)構(gòu)的安全角度出發(fā),強度等級應(yīng)作為最低強度。由于材料、拌和方法、運輸、灌注以及混凝土試樣的制作、養(yǎng)護和測試等各方面發(fā)生的波動,按照統(tǒng)計學原則,為保證達到工程設(shè)計強度的概率滿足規(guī)范規(guī)定要求,則混凝土設(shè)計強度必須有一定的富余,該富余值應(yīng)與混凝土的生產(chǎn)控制水平相聯(lián)系,即一定階段同規(guī)格混凝土的強度變異性即標準差決定。

技術(shù)上要求的工作性與現(xiàn)場結(jié)構(gòu)類型、運輸及密實方式相關(guān),要想優(yōu)化混凝土配合比就必須與現(xiàn)場施工工藝控制水平相聯(lián)系。在配比設(shè)計計算中,配制強度應(yīng)是試拌或施工平均強度,因此,控制材料穩(wěn)定、計量精密、拌和規(guī)范是優(yōu)化混凝土配合比的前提和基礎(chǔ);

(3)工作性是混凝土的重要性質(zhì),混凝土拌和物的工作性通常用新拌混凝土的黏聚性、保水性和坍落度、擴展度以及它們的經(jīng)時變化來衡量。

當集料棱角減少、表面粗糙顆粒減少時,混凝土的工作性會有所提高:混凝土中微氣泡含量適量增加時,混凝土流動性會有所提高,但含氣量應(yīng)控制在3%~6%范圍內(nèi);否則,對強度影響較大。

黏聚性與施工時的振搗易密性和實體及外觀質(zhì)量密切相關(guān),設(shè)計拌和物工作性的重要依據(jù)是混凝土的坍落度(稠度)不應(yīng)超出運輸、澆灌、搗實和抹面的需要。

混凝土流動性在運輸或灌注時間較長或氣溫較高時,必須事先確定經(jīng)時損失能滿足要求的配合比。

工作性差的混凝土,易產(chǎn)生離析、泌水、坍損快等有害現(xiàn)象,不僅使施工難于灌注和搗實,增加施工費用,而且使混凝土強度、耐久性和外觀質(zhì)量變差;

(4)提高混凝土的密實性首先要考慮混凝土的骨料級配,在相同條件下,良好的骨料級配其孔隙率最小,拌制的混凝土在一定坍落度下所需的用水量最少。