混凝土配合比引數——外加劑摻量和用水量

外加劑摻量和用水量是混凝土配合比的重要引數，兩者既存在對立又有相互統一的關係。兩者相互影響，相互關聯，只有兩者相互協調，均衡作用，才能獲得滿意的混凝土。在兩者的確立上一定要關注兩者的協調，因為，混凝土拌合物要獲得滿意的工作性需要有一定的漿體，並不是用水量越低用好。在配合比設計上，如果外加劑不足，一方面造成用水量增加，另一方面混凝土動感不足（流動性差，灰呆滯）。反之，外加劑過多而用水不足，混凝土漿體容易發粘，甚至泌漿。此外，過多的外加劑用量也容易造成混凝土用水量敏感，混凝土拌合物難以控制。

（1）外加劑用量

在水泥、礦物摻合料和砂石用量一定的條件下，混凝土用水量和外加劑摻量存在一個比較合適的組合，能使混凝土的粘聚性、流動性和保水性達到相對最佳狀態。在使用外加劑時，確定摻量時應有一個允許的富餘值以保障混凝土的工作性安全。例如，外加劑的最大摻量為2。2%，外加劑摻量確定在1。8%左右，使外加劑有0。3%～0。5%的允許上調空間。

如果設計配合比時，可以先確定用水量，則外加劑摻量可以依據減水率進行評估，再混凝土試配驗證確定。也可以在水泥、礦物摻合料和砂石用量確定的情況下，根據混凝土工作性要求，先確定一個基準混凝土用水量，再根據外加劑的減水率，估算混凝土用水量的大致範圍。例如，碎石最大粒徑31。5mm，砂細度模數2。6，混凝土坍落度設計值為180mm，基本用水量為227。5kg/m3，外加劑摻量為2。0時，減水率為25%，則摻加外加劑的混凝土用水量約為170kg/m3。

外加劑摻量的大小不僅受水泥質量的影響，礦物摻合料和砂石質量也影響外加劑的作用效果。對於已經確定的材料組合，最佳用水量和最佳外加劑摻量都不相同，應根據試驗確定。試配時以混凝土拌合物各組分均勻分佈，漿體飽滿，拌合物具有滿意的流動度，不泌水、離析為判斷準則。

試配時如果拌合物坍落度過大，出現嚴重泌水、離析，調整時可以先將用水量降下來，也可以在降用水量的同時降低外加劑摻量；如果混凝土拌合物坍落度偏小不是太多，可以適當調整外加劑摻量0。1%左右；若混凝土拌合物坍落度偏小太多，則應根據經驗調整用水量，混凝土用水量提高5kg/m3，混凝土拌合物坍落度可增加20mm。至於外加劑摻量變化增加0。1%，混凝土拌合物坍落度變化多少，應透過試驗確定，因為不同品種外加劑甚至同品種不同廠家的外加劑差異很大。

當外加劑摻量一定時，存在一個臨界用水量，即用水量大於該值時，混凝土拌合物容易離析、泌水。如果混凝土的用水量在臨界用水量附近時，生產混凝土時會給質量控制帶來難度，用水量的細微變化將會引起混凝土拌合物狀態的巨大變動，砂石含水率的變化，會讓人誤誤以為外加劑質量有問題，其實是配合比的問題。

（2）用水量

水泥標準稠度用水量、粉煤灰需水量比以及礦物摻合料流動度比的大小都會影響到混凝土用水量，但混凝土坍落度對用水量的影響是最直接的。雖然隨著外加劑的使用，混凝土拌合物坍落度的大小不再與用水量有直接的關係，即在用水量一定的情況下，調整外加劑摻量也可以改變混凝土坍落度。但是，如果混凝土坍落度要求較大，用水量較少，在水膠比一定的情況下，混凝土漿體偏低，僅僅靠增加外加劑摻量很多獲得滿意的混凝土工作性，甚至過大的外加劑摻量可能引起離析、泌水。對於水泥、礦物摻合料和砂石比例確定時，要拌制一定坍落度的混凝土，可能存在一個最少用水量，低於該值時，外加劑很難發揮出良好的作用。

混凝土原材料變差，容易造成混凝土原材料與外加劑適應性變差，減水率降低。生產時應注意觀察原材料的變化，利用外加劑控制混凝土用水量，不能一味地靠增加用水量來提高混凝土工作性。尤其是使用聚羧酸減水劑時，對砂石含泥量和石粉含量更敏感，所以在遇到具體的問題時，適當提高外加劑摻量。

（3）用水量和外加劑用量的確定

在用水量的問題上，應堅持最低水膠比法則，低用水量法則是指在滿足工作性條件下儘量減少用水量。提高混凝土用水量的後果是：混凝土內部孔隙率增加、吸水率和滲透性增大、水密性降低，幹縮裂縫出現的機率加大；骨料與水泥石介面粘結力和鋼筋與灌漿料握裹力減小；混凝土乾溼體積變化率加大和抗風化、化學侵蝕能力降低。堅持最小漿體用量法則，漿體太多不利於混凝土體積穩定性，混凝土內部發生收縮裂縫的機率增加；漿體太少，包裹骨料的厚度不夠，混凝土流動性降低，也不利於耐久性。

表1 用水量和膠凝材料用量推薦表

強度等級

C10

C15

C20

C25

C30

C35

用水量kg/m3

195～175

190～175

185～175

180～170

175～170

膠凝材料用量kg/m3

260～280

270～290

280～310

320～340

350～380

380～400

漿體量m3

0。27

0。28

0。29

0。30

0。31

強度等級

C40

C45

C50

C55

C60

供

參

考

用水量kg/m3

170～165

165～160

160～155

155～150

150

膠凝材料用量kg/m3

400～420

420～440

450～480

490～520

520～ 540

漿體量m3

0。32

0。33

0。34

0。35

0。36

注：①對於路面、地坪等坍落度要求較低時，用水量可以降低10kg/m3。

外加劑是當代混凝土的重要組成部分，外加劑摻量的方法可以按下面公式確定：

式中：μ——外加劑摻量（%）

μ0——外加劑飽和摻量（%）

β0——外加劑飽和減水率（%）

W0一坍落度7～9cm的基準混凝土用水量，與石子最大粒徑有關：

表2 石子最大粒徑與基準用水量的關係

石子最大粒徑（mm）

16。0

19。0

25。0

31。5

用水量（kg/m3）

230

215

210

205

W——配製混凝土的用水量（kg/m3）

Δη——坍落度從7～9cm提到16～24cm所需的減水率增量

Δη＝0。005×T0一0。04

T0——配製混凝土的初始坍落度16～24cm。

（來源：砼話）