隨著商品混凝土業(yè)的蓬勃發(fā)展，商品混凝土材料的不斷革新，混凝土配合比設(shè)計(jì)技術(shù)也不斷與時(shí)俱進(jìn)。各個(gè)商品混凝土攪拌站都在不斷研究實(shí)驗(yàn)優(yōu)化配合比，使之達(dá)到配合比設(shè)計(jì)更加滿足強(qiáng)度、施工性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的要求。
1、設(shè)計(jì)的立足點(diǎn)
據(jù)了解，南方混凝土配合比設(shè)計(jì)最大的亮點(diǎn)就是充分發(fā)揮外加劑的減水性能，即充分運(yùn)用外加劑最高減水率來設(shè)計(jì)每個(gè)型號(hào)的配合比，從而最大程度地降低用水量，最大程度使用較少的水泥用量作為配合比的設(shè)計(jì)宗旨。其次，適當(dāng)降低水膠比，提高混凝土的摻合料用量。這種設(shè)計(jì)的主角就是外加劑。這就要求外加劑的品質(zhì)要好，這樣才能在這種混凝土配合比設(shè)計(jì)的思路下更好充當(dāng)主角，才能設(shè)計(jì)出滿足要求的混凝土。而北方混凝土配合比設(shè)計(jì)的思路是均衡看待各種材料在混凝土配合比設(shè)計(jì)中的角色。在混凝土中，各種材料都是主角，又都是配角。對(duì)于外加劑也僅是通過摻量和減水率之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系來設(shè)計(jì)不同的混凝土強(qiáng)度等級(jí)。
2、計(jì)算設(shè)計(jì)差異性
南方混凝土配合比設(shè)計(jì)基本上根據(jù)現(xiàn)有材料和外加劑最大減水率確定用水量，比如通過實(shí)驗(yàn)確定固定用水量比如為145kg/m3，然后根據(jù)固定水膠比W/B=αafb/（fcu,0+αaαbfb），很方便求出配合比其他組分的用量。這種模式基本上不需要測(cè)定外加劑減水率，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單清楚。而北方混凝土配合比設(shè)計(jì)是利用外加劑摻量和減水率之間的關(guān)系來確定用水量，即mwo=m/wo（1-β），這樣的用水量基本是靈活的，用水量根據(jù)實(shí)際減水率來確定。這樣設(shè)計(jì)就要求對(duì)外加劑的摻量和減水率有一個(gè)準(zhǔn)確的把握。根據(jù)不同的強(qiáng)度等級(jí)靈活取用。
3、配合比設(shè)計(jì)原則
混凝土配合比設(shè)計(jì)原則滿足強(qiáng)度、工作性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性的要求。南方混凝土配合比設(shè)計(jì)為了充分發(fā)揮外加劑在混凝土中的作用效果，摻量往往相對(duì)很大，外加劑在混凝土成本也相對(duì)上升。總之，最終的外加劑上升的成本與各種材料之間降低成本差價(jià)即可達(dá)到配合比優(yōu)化的目的，即混凝土的經(jīng)濟(jì)性。而北方混凝土講究的是一個(gè)平衡，各種材料都是主角，所以最終的性價(jià)比也是能滿足經(jīng)濟(jì)性要求的。對(duì)于配合比設(shè)計(jì)強(qiáng)度主要取決于膠凝材料的強(qiáng)度和水膠比W/B，所以無論南方還是北方的配合比設(shè)計(jì)立腳點(diǎn)再怎么不同，最終都是可以滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求的。如果從混凝土本身穩(wěn)定性來看，南方混凝土膠凝總量相對(duì)偏少，化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較高，耐久性好。而北方混凝土膠凝總量相對(duì)偏多，化學(xué)穩(wěn)定性差，但是由于膠凝總量相對(duì)較高，還沒有水化的膠凝材料對(duì)于抵御外界環(huán)境的能力增強(qiáng)。從耐久性的角度分析各有優(yōu)劣。但都能滿足GB/T50746-2008《混凝土耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求。為什么把工作性放到最后進(jìn)行比較呢？因?yàn)槟?、北方配合比設(shè)計(jì)出混凝土的工作性能差別非常大。南方混凝土由于用水量偏低，外加劑用量偏高，混凝土的流動(dòng)性、凝聚性、保水性等工作性能更具有外加劑左右的狀態(tài)性能。就是施工一線人員所反饋的信息“你們家混凝土是不是加膠水了”，而相對(duì)北方混凝土對(duì)不同強(qiáng)度等級(jí)取用不同外加劑摻量和不同的用水量，最終生產(chǎn)出的混凝土狀態(tài)更加柔和，就像最早混凝土不摻加外加劑一樣。
4、生產(chǎn)環(huán)節(jié)的比較
南方混凝土由于采用低用水量，高摻外加劑用量，就造成混凝土的狀態(tài)更接近高強(qiáng)度混凝土的性能特點(diǎn)。攪拌主機(jī)要是完全把外加劑充分?jǐn)嚢杈鶆颍枰臄嚢钑r(shí)間就大大延長，由于攪拌初始，外加劑效果不能完全發(fā)揮出來，造成了攪拌里面缺“水”，攪拌摩擦力增大。而北方混凝土設(shè)計(jì)追求平衡設(shè)計(jì)，即所謂的不缺“水”攪拌相對(duì)輕松，摩擦力相對(duì)小，外加劑用量少，更容易攪拌均勻，攪拌時(shí)間短。通過實(shí)際情況比較，北方混凝土配合比設(shè)計(jì)出的混凝土，對(duì)于混凝土攪拌主機(jī)磨損更小和攪拌效率高。 對(duì)于攪拌運(yùn)輸中，由于南方混凝土更偏向使用外加劑來調(diào)整混凝土，所以混凝土的狀態(tài)偏粘，更容易粘在攪拌罐體里。沖刷效果也不太理想，據(jù)了解，如果混凝土方量大的時(shí)候，再加上管理不善，可能不需要多長時(shí)間，混凝土攪拌罐就需要清理一次。如不清理，運(yùn)輸效率就會(huì)偏低。而北方混凝土不同，混凝土本身摻加外加劑用量偏少，混凝土用水量高，即使膠凝總量偏高一些，通過水沖刷攪拌，更容易清理，減少了凝固在罐體的混凝土漿體。 現(xiàn)代混凝土施工大部分情況都采用泵送設(shè)備進(jìn)行泵送混凝土。南方混凝土的配合比由于混凝土粘聚性大，泵送阻力大，對(duì)泵送管壁摩擦力也大。這就造成了泵送設(shè)備油耗增大，泵管損壞嚴(yán)重，泵送效率相對(duì)偏低。而北方混凝土配合比設(shè)計(jì)恰恰相反，泵送速度快，泵管泵送順暢，泵管摩擦力小，泵送效率相對(duì)提高。 南方混凝土的特點(diǎn)粘性大，流動(dòng)性高。這就要求施工要及時(shí)跟上，這樣施工會(huì)更為方便，而北方混凝土的特點(diǎn)偏向柔和，對(duì)施工的素質(zhì)要求偏低。南方混凝土如果施工速度跟不上或者間歇時(shí)間長，混凝土找平相對(duì)費(fèi)勁。所以南方混凝土使用到北方來，施工工人很難適應(yīng)緊張的混凝土澆筑工作，否則會(huì)造成混凝土的一些澆筑質(zhì)量缺陷問題。
5、技術(shù)管理比較
南方混凝土配合比設(shè)計(jì)外加劑摻加量高，由于混凝土中外加劑與其他材料之間存在一定的適應(yīng)性關(guān)系。如果外加劑摻量高，對(duì)其他材料質(zhì)量穩(wěn)定性要求更會(huì)嚴(yán)格。一旦其他材料有細(xì)微的變化，混凝土狀態(tài)發(fā)生明顯變化，控制難度相對(duì)較大。這就要求配備更多的技術(shù)人員，對(duì)每一個(gè)質(zhì)量環(huán)節(jié)都要時(shí)刻警惕。比如說砂含水的控制就要嚴(yán)格對(duì)待，一旦出現(xiàn)差別，可能就會(huì)造成混凝土和易性發(fā)生裂化，不能滿足工地施工的要求。 北方混凝土配合比設(shè)計(jì)更均衡各種采用的使用，所以對(duì)材料的細(xì)微變化，基本不會(huì)影響混凝土的整體狀態(tài)。除非采用有明顯的變化和技術(shù)管理的失控等原因造成混凝土和易性變差等情況。同時(shí)北方的實(shí)驗(yàn)室人員配備也是非常少，甚至很多站配備不到要求的一半的技術(shù)人員，這無形也造成了技術(shù)管理上的缺失。 最后，通過以上比較和成本比較，如果水泥價(jià)格相對(duì)高的情況下，南方混凝土?xí)鄬?duì)經(jīng)濟(jì)。但如果把南方這種配合比運(yùn)用到北方來，面臨的質(zhì)量控制，客戶滿意度大大降低，因?yàn)?，北方人已?jīng)喜歡北方的配合比設(shè)計(jì)模式，通過我站在實(shí)踐中運(yùn)用南方配合比進(jìn)行施工，造成了一系列不適應(yīng)的負(fù)面影響。南北方的混凝土差異性造就了很多模式不能“拿來主義”。南方的技術(shù)人員看待北方的混凝土很不舒服，總感覺混凝土狀態(tài)很“死板”，沒有南方那種外加劑調(diào)出的“活性”。所以無論哪種模式，作為混凝土配合比設(shè)計(jì)人員都要全面把控設(shè)計(jì)的原則，而這種設(shè)計(jì)出的成果最終運(yùn)用到實(shí)踐中去，去滿足，去適應(yīng)，去改進(jìn)。這樣才能設(shè)計(jì)出更加滿意的高品質(zhì)混凝土。