如何强化混凝土配合比设计？

复合型施工材料，由多种物质组成，如：水泥、砂石、外加剂、水等。在建筑工程施工中，混凝土材料应用范围最为广泛。因为其不仅具有较高的结构强度，而且还拥有十分良好的塑性性能。但是混凝土材料在实际应用时，常常会受到多种因素影响，尤其是配合比的影响，因此，要想进一步扩大混凝土材料的应用范围，就要从强化配合比设计方法上入手。

一般情况下，施工单位在设计混凝土配合比时，都会根据混凝土中的水泥性质来确定。水泥是混凝土组合原料中占比最大的材料，并且在混凝土配制过程中可以有效融合各种外加剂、砂石以及若干矿物粉体材料，进而形成一种胶状的浆体，形成较高强度的完整混凝土结构。所以在设计混凝土配合比时，前提条件就是要保证水泥用量均匀性，并且控制好混凝土的搅拌速度，使砂石能够充分与浆体融合。同时还要采用专门的振捣设备对混凝土进行夯实，以便使各种组合原料更紧密地进行交融，最终形成高强度、高稳定性的混凝土结构。
另外，若是需要泵送的超高度混凝土或自密实混凝土，则必须确保其配制效果要达到一定的密实度和流动性，并且在进行混凝土施工时，能够使砂石等原材料全部悬浮在混凝土胶结材料中，这样才能确保混凝土的配制质量，使其在工程施工中发挥出真正的效用。但是由于混凝土在搅拌过程中会带动一部分空气进入，再加上外加剂的影响，难免会影响到混凝土的应用性能。因此，必须合理设计混凝土配合比，具体可以按照以下几点设计原则来进行：
⑴由于混凝土材料是由多种物质复合所制，所以在进行配合比设计时，相关施工人员就要对胶结材料体积、外部空气体积、砂体积、石块体积等进行科学精准的计算，进而根据计算结果来确定各组成原料的用量，这样才能提升混凝土设计的合理性，为日后顺利开展工程施工打下良好的基础。
⑵在混凝土材料中，水泥的占比最大，对整体施工质量以及整体混凝土结构的应用性能的影响也是十分大。因此，在合理设计混凝土配合比时，要严格控制好水泥质量，尽量选择水化热低、标号和强度高的水泥。同时在配制混凝土时，还要注意水灰比以及水量的标准化，必要时，还可以添加适量的高效减水剂，这样才能确保混凝土的应用性能，使其完全满足建筑工程施工需求。
⑶在选择混凝土中所用的砂石材料时，应确保其整体结构呈粉末状颗粒，并能够紧密地堆积在一起，这样才能促进混凝土材料的配制效果，使其强度、负荷承载力等都能达到最高标准。
⑷在混凝土振捣完毕后，相关质检人员还要对其各项指标参数进行全面的检测，确保其能够完全满足结构性能，并采取适宜的养护措施，这样才能进一步提升混凝土结构的抗拉性和抗剪性，使其弹性模量达到最佳状态。

2.1自密实混凝土配合比设计要点
2.1.1满足工作性要求
自密实混凝土的最大应用优势就是具备优良的工作性，正是基于这点优势，才能进一步提高混凝土的应用价值，使其在工程建设施工中发挥应有的效用。因此，在对自密实混凝土配合比进行科学设计时，要严格按照相应的设计规范对自密实混凝土的各项指标性能进行全面的分析，如：流动性、稳定性、保水性、粘聚性等，使其能够与相应的设计标准相吻合，这样才能确保混凝土的工作性，保证建筑工程的整体建设质量。
2.1.2满足强度要求
要确保自密实混凝土的强度要求达到最高标准，就要在对其配合比进行合理设计，对混凝土的含砂率、水胶比、掺和料品种、掺和料数量以及外加剂掺量等进行精准的配置和控制，这样才能实现最终的设计目标。
2.1.3满足耐久性要求
据相关实践证明，影响自密实混凝土耐久性的重要因素包括：胶结料、水灰比、含砂率等，若这些因素在配合比设计时配比不标准，则会降低自密实混凝土的应用性能，使其出现快速收缩反应，导致混凝土表面常常会出现干裂纹。因此，必须采取科学合理的设计方法来优化配置胶结料、水灰比、含砂率等组成原料，并严格控制减缩剂、粉煤灰及膨胀剂的用量，全面保证自密实混凝土的耐久性。
2.2高性能混凝土配合比设计要点
2.2.1提高混凝土配制强度
高性能混凝土的强度会受到很多因素的影响，在进行生产应用时，如果某环节出现问题，将会对混凝土强度产生直接影响。因此，在进行混凝土配合比设计时，需要提高混凝土的配制强度。
2.2.2严格控制水胶比
在进行高性能混凝土配制的过程中，需要保证胶凝材料用量以及用水量，从而有效地降低水胶比，同时还应有效地控制其范围，不能太低，确保使用要求。
2.2.3合理设计含砂率
对于高性能混凝土而言，含砂率的高低可以直接影响其工作性能的有效发挥。所以，在进行配合比优化设计时，相关工作人员要对混凝土的含砂率进行严格的控制，可以通过减少粗骨料孔隙率、颗粒级配以及胶凝材料用量来实现。
2.2.4合理选择外加剂及矿物掺合料
无论是外加剂，还是矿物掺合料，在选择时都必须保持其具有良好的应用性能，满足高性能混凝土的配制需求，这样才能确保混凝土的配制质量。因此，在优化设计高性能混凝土配合比时，合理选择外加剂以及矿物掺合料也是极为关键的环节。
2.3高标号混凝土配合比设计要点
2.3.1严格控制含水率及用量
基于高标号混凝土结构中波纹管间距的特殊性，在对混凝土进行配合比设计时，要充分考虑混凝土的和易性，这样才能保证工程施工质量，提高效益。相关设计人员可以从控制混凝土含水率及用量入手，进而确保水灰比不变，这样才能达到理想的设计效果，提高高标号混凝土的应用性能。
2.3.2准确计算砂、石用量
通常，配料机都具有自动称重功能，为了使其在高标号混凝土配合比设计中发挥真正的效用，就要对砂、石用量进行准确的计算，采用计算机进行控制，这样才能提高配料机的应用功能，增强高标号混凝土的使用价值。
2.3.3合理设计水泥用量
为了在高标号混凝土配制过程中有效减少水泥用量，应在混凝土配合比设计阶段，对水泥用量进行严格的控制，使其处在标准范围内，这样才能达到最终的目的。因为水泥用量过多，不仅会给混凝土凝结带来一定的影响，出现裂缝问题，而且还会降低高标号混凝土的稳定性和耐久性。反之，过少也会阻碍混凝土应用性能的最大化发挥。所以只有用量适中，才能实现高标号混凝土的有效应用。
2.3.4保证混凝土试配质量和经济效益
首先，要按照国家相应的设计标准来优化设计高标号混凝土配合比，同时，还要充分考虑混凝土试配施工、组成原料以及工程的经济性，以免在试配过程中，水泥用量过多，导致混凝土出现收缩裂缝，增加施工成本；其次，要结合施工现场、施工要求、评定方式等来优化设计高标号混凝土配合比，以便可以获得最为精准的配合比参数，提高高标号混凝土各项应用性能；最后，要确保高标号混凝土配合比设计人员的专业化水平以及专业素质，使其能够按部就班地做好混凝土配合比设计工作，这样才能保证高标号混凝土的应用价值，延长其使用寿命。

3.1自密实混凝土配合比设计方法
3.1.1全计算法
该配合比设计方法也可称之为定量设计法，主要是先将高性能混凝土单方用水量和砂率的计算方式准确地推导出来，然后再利用该计算公式来确定骨料的用量，进而更好地提升自密实混凝土配合比设计的合理性和科学性。在实际设计过程中，为了进一步发挥全计算法的优势，相关设计人员必须按照相应的计算步骤合理操作，不仅要对自密实混凝土的适配强度、水胶比、用水量等进行认真的分析和确定，还要规范化设计自密实混凝土的胶凝材料用量、砂率以及粗细骨料用量等，这样才能在节省施工成本的基础上，最大化提高混凝土的流动性，从而使其在工程建设施工中发挥最大的优势。
3.1.2固定砂石体积含量方法
该配合比设计方法可以大大提升自密实混凝土配合比设计的合理性和精确性。在实际设计过程中，要想进一步突显固定砂石体积含量方法的应用效用，相关设计人员也要严格遵守其具体应用要求和计算程序来进行操作。不仅要根据每立方米混凝土石子的松堆体积标准来确定石子用量、砂浆含量、砂用量以及浆体含量，而且还要结合水胶比与胶凝材料中掺合料比例来准确计算自密实混凝土中的用水量和胶凝材料总量。同时，还要将水泥用量和掺合料用量精准地计算出来，这样才能实现自密实混凝土配合比优化设计目标，更好地为整体工程建设打下坚实的基础。
3.2高性能混凝土配合比设计方法
3.2.1混凝土结构设计方法
在对高性能混凝土结构进行设计时，相关工作人员必须对混凝土的配合比要求、设计标准等进行全面的了解，在此基础上科学有序地展开配合比设计工作，这样才能确保各个设计步骤的标准性，使高性能混凝土的应用性能以及结构强度提升到最大化。
3.2.2原材料筛选方法
原材料质量对于高性能混凝土的应用性能有着很大的影响。所以，在对其整体配合比进行优化设计时，还要对各种进场的原材料质量进行全面的检查以及控制，杜绝一切不合格产品的使用。同时，还要充分考虑各种原材料的经济性，尽量按照图纸资料对各种原料性能进行筛选，这样才能减少外加剂的使用，从而在满足配比设计要求的基础上，最大化降低高性能混凝土的施工成本。
3.2.3设计图纸审核方法
设计图纸是促进高性能混凝土配合比设计的最佳参考依据，所以，要想确保混凝土的配制质量，就要对设计图纸进行全面的审核，确保其可行性和科学性，这样才能有效指导混凝土配合比设计工作，为提升高性能混凝土的强度和耐久性提供可靠的保障。
3.3高标号混凝土配合比设计方法
3.3.1试配强度设计方法
在高标号混凝土配制阶段，按照相应的配制标准，其试配强度应尽量大于60MPa。一般可按照feu,o=feu,k+1.645σ公式进行推算。其中，feu,o代表施工配制强度；feu,k代表设计配制强度；σ代表混凝土强度标准差。所以，在配合比设计中，必须确保高标号混凝土试配强度达到60MPa，这样才能满足工程建设施工需求。
3.3.2水灰比设计方法
为了确保高标号混凝土水灰比设计的合理性和精确性，相关设计人员都要通过不同等级的水灰比试拌试验来进行确定，通常，试验结果为0.37 时，就可证明高标号混凝土水灰比设计处于标准范围内。
3.3.3用水量设计方法
一般情况下，高标号混凝土用水量计算，可以通过对高效减水剂减水率以及石料掺量的分析结果来进行确定。若是高标号混凝土对坍落度要求为75～90mm时，则用水量可以按照145～160kg/m3进行添加；若是高标号混凝土对坍落度要求为170～200mm 时，则用水量可以按照160～170kg/m3进行添加。
3.3.4水胶比设计方法
在对高标号混凝土水胶比进行优化设计时，可以根据设计图纸要求以及强度标准先将混凝土的配制强度计算出来，然后再按照水灰比公式进行推算，就可获得最佳的水灰比数值，一般以0.33 为基准，这样才能提升高标号混凝土的耐久性及施工强度。

综上所述，混凝土是现代建筑工程施工中应用率最高的施工材料之一，其整体配置质量可以直接影响到工程的建设质量。因此，相关施工单位一定要对混凝土配合比设计工作给予相应的重视，不仅要掌握混凝土配合比设计原则和设计要点，而且还要根据实际情况以及混凝土类型选择适宜的设计方法，这样才能确保混凝土的配制质量，使其在工程建设施工中发挥最大的应用性能。