混凝土掺合料技术的发展促进了混凝土配合比技术的提高，外加剂技术的进步改善了混凝土的施工性能。对环境与混凝土性能关系的认知已提高到与强度同等重要的地位，结构物使用领域的不断扩大，使混凝土在不同工程领域范围内性能要求不断深化。在混凝土配合比设计中如何兼顾力学性能、变形性能以及耐久性能，能否通过配合比设计的优化减少裂缝，不同使用领域的混凝土如何正确制定其要求的技术指标，外加剂的选用应遵循什么原则……。这一系列问题都启示从事混凝土生产的业内人士应更重视如何来搞好混凝土配合比设计，以便为本已十分紧缺的原材料资源能更充分地发挥作用，使所有的混凝土结构更耐久。

混凝土是一门试验科学，配合比设计（计算）是仅供参考的初步比例，其最终配比应通过实验室验证并调整后获得。目前国内对新拌混凝土阶段一些性能指标测试手段、仪器设备、技术指标都相当落后，导致至今仍以强度作为混凝土配合比设计最主要的（甚至是唯一的）指标。

材料科学追求的目标是按使用要求提出性能目标，通过已积累的知识设计出符合这些性能的配比和工艺。工程学的目标是在最经济的条件下制作出符合性能要求的材料。然而，对于混凝土这一复杂的复合材料，它的各项性能要达到完全按设计的要求来获得需要的性能在目前来说还有一定的差距。逐步从定性的要求向定量的性能指标过渡，使混凝土配合比设计更趋合理、更科学，是当前应该追求的目标，在混凝土配合比设计时应逐步端正观念。

混凝土性能使由工程需要而定的，混凝土结构的性能是由它所在的环境和服役期荷载决定的，通过正确的配合比设计，混凝土性能指标是有可能逐步接近预期目标的。混凝土配合比设计应该是应时应地根据工程对象，正确选用原材料，按工程对混凝土性能要求进行配合比设计。在混凝土配合比设计时，还要针对设计对混凝土结构耐久性的要求来考虑混凝土的抗碳化性能、抗氯离子侵蚀的性能和抗渗性、抗冻性等指标进行科学合理的配合比设计。

（一）以工程对象要求确定混凝土性能指标

现今，对混凝土性能的要求不是从工程需要角度考虑，而往往单纯地追求强度指标，或片面要求大流动度（大坍落度），或不切实际地追求早期强度，或不分场合地使用补偿收缩混凝土，或抗冻、抗渗指标的要求与工程不对号，或为降低成本盲目使用矿物掺合料……。这些指标不是针对性地提出要求，而对混凝土配合比设计产生误导。根据工程结构需要的功能和施工要求提出的混凝土性能，在性能要求的指导下进行配合比设计仍是十分重要也是必须遵循的原则。从材料科学的角度来讲，按性能要求进行设计，选择工艺，组织生产，规范施工……在理论上是完全可行的。但对于像混凝土这种复杂的复合材料要完全做到是十分困难的。从目前混凝土工程实际状况和接触到的问题可以从以下几个方面思考：1.新拌混凝土阶段的性能要求；2.硬化过程和硬化后混凝土的物理力学性能要求；3.混凝土结构服役期的耐久性和其环境荷载对性能的要求。

（二）以不同工程对象确定混凝土耐久性指标

混凝土耐久性应考虑的各项指标，应从工程结构的年限分级、环境类别、不同环境类别下的作用等级出发，考虑混凝土的抗碳化、抗冻融、抗氯离子侵入、电通量、抗磨蚀等各项指标进行配合比设计。

（三）以混凝土性能要求设计配合比

（1）有关流变学性能评价指标

坍落度是目前世界上应用最普遍也是最简单的测试和评价混凝土流动性的试验方法，然而，随着混凝土技术的进步，坍落度已不是评价混凝土流动性的唯一指标。例如，屈服应力也是评价混凝土工作性的重要指标，屈服应力低于某一临界值时混凝土才能流动。但在自密实混凝土中，除考虑坍落度和屈服应力外还必须考虑到他的粘聚性和稳定性。因此，大流动混凝土要求屈服值τ小，自密实混凝土要求塑性粘度η大。在配制自密实混凝土时，必须考虑系统具有足够的浆体并使浆体具有足够的粘度客服在流动过程中混凝土拌合物的骨料在自重作用下沉降。当系统中胶凝材料组成的浆体粘度不能满足要求时，应考虑在添加增稠剂。大流动性混凝土配合比设计时考虑的重点是减水剂的选用和用水量的控制，而自密实混凝土则要考虑浆体量，骨料的体积含量，外加剂的选择和增稠剂的选用。

（2）硬化过程中体积变形与混凝土配合比的关系

在大体积混凝土和有抗裂要求的钢筋混凝土结构中，混凝土硬化过程中由于温度、湿度以及混凝土结构形成过程中体积稳定性是非常重要的指标，在配合比设计时应予以关注。

（3）主要物理力学性能指标应考虑的问题

随着混凝土工程结构应用范围的不断扩大，混凝土配合比设计的目标已从单一的28天抗压强度（即强度等级）为目标逐步转向针对不同工程结构对象在满足28天抗压强度的同时，还必须达到不同使用领域的指标要求。如在配制道路混凝土时，除了考虑抗压强度还要考虑抗折强度、耐磨性、抗冻性等。

抗压强度是混凝土长期物理力学性能中最重要的性能指标之一，因为它与混凝土的密实性、渗透性、耐磨性、耐蚀性……等性能紧密相关。在一般工程领域中，往往可以用抗压强度指标来粗略地表达这些性能，即混凝土强度高，其密实度高，抗渗性能好，耐磨性能好……等等。但在实践中，由于对原材料的性能掌握不全面，质量管理水平差，为保证工地验收时能满足强度评定合格，不分工程对象盲目提高混凝土强度，不但增加水泥用量，如果水泥用量适度控制不当，而引发开裂，影响混凝土耐久性。因此，在混凝土配合比设计时正确地设计抗压强度指标仍是核心问题。

混凝土的收缩除了注意塑性收缩（化学收缩、自收缩、干燥收缩）对大体积混凝土及混凝土结构的裂缝引发产生影响外，在硬化后混凝土也存在收缩和徐变的问题。骨料一般不产生收缩变形，骨料对浆体有约束作用，体系中骨料用量越大，收缩变形越小。混凝土徐变主要是水泥石中凝胶颗粒的性质引起的，骨料含量越高，徐变越小。因此，在混凝土配合比设计时，浆骨比很重要，在满足强度等级和工作性要求的前提下，尽量减少胶凝材料用量，增加粗骨料用量。

（4）耐久性

通过配合比设计达到预期的混凝土耐久性指标也是需要考虑的问题，主要围绕以下几个方面：抗裂性、抗碳化性、抗氯离子渗透、抗冻融、耐化学腐蚀、碱—骨料反应。在配合比设计时应避免盲目提高混凝土强度等级，在满足施工要求的前提下降低用水量，降低胶凝材料用量，减少水泥用量，合理使用矿物掺合料和外加剂提高混凝土密实性。

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知识点：混凝土配合比设计