混凝土配合比的成本优化一直是企业关注的核心问题,尤其是当今原材料受到环保与运输的双重限制,原材料价格波动大,上涨浮动大,市场竞争压力大,不仅要满足混凝土质量相关要求,也要积极地保护资源和节约资源,必将成为今后发展的重心和前进的方向。
现阶段,混凝土企业竞争激烈,成本居高不下,想要脱颖而出就得进一步学习新的技术和方法,实现配合比的优化,来降低成本。
目前,因掺合料质量参差不齐,以假乱真,砂石骨料级配等不合格,加之砂率偏大,导致水泥用量必须提高使用,所以需要掌握各种原材料的物理及化学性能,采取性价比高的原材料,结合混凝土各个工程项目的结构特点、施工工艺、环境条件和运输距离等因素,设计出最优的配合比方案。
以大厂品牌水泥为主导,水泥各项物理性能和化学指标达到国家标准要求的,且质量可靠度(富余系数)、稳定性较好的,选取与外加剂适用性良好的,并了解水泥中掺和料的成分和比例,可便于在使用中优化调整配合比。
首先通过试验确定出与大多数大厂水泥适应性良好的品牌,应严格控制外加剂的减水率和抗压强度比等指标,注重外加剂长期稳定性,较好的外加剂可达到降低水泥用量的目的。
根据设计要求,粉煤灰可选用Ⅰ、Ⅱ级活性高的优质灰,既能满足增加和易性、等量取代水泥、降低水化热防止开裂的效果,又能满足降低成本的要求。矿渣粉的活性比粉煤灰高出很多,S95级以上的可以等量取代水泥,在混凝土拌合物中可以直接加入使用,可提高混凝土强度和改善混凝土工作性能,增加混凝土的密实性,进而满足耐久性和经济型要求。
河砂的选取注重含泥量、泥块含量、细度模数、级配良好、氯离子含量等达标的,尽可能选择中砂中偏粗的砂子,机制砂选取注重MB大小和压碎指标、级配、有害物含量等指标;石子选取注重粒径、连续级配范围、含泥量、泥块含量、压碎指标、针片状含量、孔隙率等指标,条件不允许时选取二级配、配组合搭配,调整优化成连续粒级。
利用矿物掺合料与水泥在价格上的差异优势,采用矿物掺合料双掺、多掺技术设计配合比是实现混凝土经济性的重要手段。混凝土设计时采用矿物掺合料双掺、多掺技术,有利于不同掺合料的性能相互叠加,发挥出良好的综合效应。在优化配合比时,可根据工程要求、性质特点、环境条件、季节气温等各方面因素选取掺合料品种和掺量,掺用在普通硅酸盐水泥中的掺合料最大占胶材总量的50%(水胶比≤0.4),最大掺量40%(水胶比>0.4)(表1)。
在优化配合比时,通过降低骨料的空隙率来实现浆体用量,进而降低水泥用量,选取粒型较好的骨料,按最大松堆密度法优化级配骨料降低空隙率,采取二级配或配调整骨料密实度,达到采用最少的浆体体积。采取粗骨料和细骨料紧密堆积方法,做到混凝土结构最密实,进而降低水泥和胶材用量,大幅减少水化热,降低了生产成本,降低孔隙率,从而实现配合比的优化。减少石子孔隙率可以相应的减少填充空隙的胶材用量,调整碎石最大紧密密度,提高混凝土密实度,从而改善混凝土内部结构,降低孔隙率,提高强度达到优化配合比的效果。
浆体体积和骨料总体积的比例就是浆骨比(表2),为达到一定的强度要求,优化提高骨料的总体体积,改善减少浆体体积总量,既能保证体积稳定性,又能防止混凝土开裂,进而达到降本目的。
在配合比优化时采用新技术、采用新材料降低混凝土的成本,选用增效剂、减胶剂等降低胶凝材料用量,比如说掺入质量较好的6%的减胶剂可降低水泥用量20kg/m3,高强混凝土必要时掺入硅灰等材料降低水泥用量,掺入质量较好,的5%的硅灰可降低水泥用量10%~15%,同时保证混凝土的强度。
砂率的选择,应视混凝土的技术要求、浇筑部位及浇筑方式等而定。对级配良好的石子,泵送混凝土的砂率不宜小于36%,并不宜大于45%,合适的砂率可以增加混凝土密实性,降低一定的水泥用量。另外采用水洗砂+机制砂+尾矿砂的混合砂,即可以调整出需要的砂子集配和细度,可以改变混凝土的工作性,在保证强度的前提下利用品种之间的差价来降低成本。
(6)大体积混凝土一般采用60d或90d强度验收,尤其是大体积基础底板等,GB50496-2018中规定:拌合物用水量不宜大于170kg/m3,水胶比不宜大于0.45,砂率以为38%-45%,矿物掺合料可以用到最大复合掺量(粉煤灰掺量不宜大于胶凝材料用量的40%,矿渣粉掺量不宜大于胶凝材料用量的40%,粉煤灰和矿渣粉等总掺量不宜大于胶凝材料用量的50%),加大掺合料用量,适当减少水泥用量、采用后期强度增长空间来优化配合比达到降本。
(1)采用矿物掺合料双掺、多掺等技术降低了水泥用量,同时也防止了开裂,根据工程特点,施工周期、环境条件等优化掺合料品种和掺量,达到降成本的目的。
(2)采用最紧密堆积粗细骨料,选取空隙率小,集配良好的骨料,同时骨料采用两级配、配可以提高混凝土的密实度,得到最大堆积密度,保证强度的同时降低水泥用量,达到降低成本的目的。
(3)调整适宜的浆骨比,有效降低胶材用量,提高骨料的总体积,降低浆体体积,即防止开裂又能降低成本。
(6)大体积混凝土采取60天或90天龄期作为验收标准依据,可适当增加掺合料用量,降低水泥用量,降低水化热和减少开裂问题的发生。(来源:《陕西建筑》2022.11)返回搜狐,查看更多