从成本谈商品混凝土配合比的优化设计！

引言

商品混凝土一般是由水泥、水、粗骨料、细骨料、掺合料、外加剂等按适当比例配合，按顺序在工厂预先拌制成的拌合物，商品混凝土最重要的性能是强度、工作性以及耐久性。随着商品混凝土应用的普及，商品混凝土不仅要提高混凝土拌合物性能，同时还必须降低商品混凝土的生产成本，只有这样才能提高企业的经济效益和竞争能力。

商品混凝土生产企业采用的混凝土配合比是经过实验室拌制优化得到的，并经生产实践检验是可行的混凝土配合比，但这一配合比不一定是生产时最经济的混凝土配合比，仅是一个可行的混凝土配合比。混凝土配合比优化通常情况是从满足工程对混凝土性能要求的多个混凝土配合比中，选出一个既能满足混凝土性能指标，同时成本最低的混凝土配合比的程序。

1 优化条件

1.1 原材料性能

对所使用的材料性能做必要的检测，并按质量管理体系的要求进行必要的审查外，还必须对材料生产企业的质量控制水平进行必要的评价，并尽可能将其质量体系纳入自己的管理体系中。

1.2 施工条件

考虑到混凝土实际施工中气温、运输距离、浇筑方式和工程部位等参数对混凝土性能的要求和影响，应选择适当的混凝土。

1.3 内控标准

实际生产过程与试验室试配在称量、搅拌时间、室温等方面有很大差距，考虑生产过程中不稳定因素影响混凝土强度和坍落度，从搅拌站到施工现场的交通状况及工地施工组织水平也将直接影响到搅拌车内混凝土质量的稳定性。制定相应的控制指标，以严格控制混凝土质量，满足施工要求。

2　经济指数

经济指数就是每立方混凝土原材料价格与混凝土试块28d抗压强度值比值。

根据前述优化条件得出的混凝土配合比，然后在已有的商品混凝土配合比基础上使原材料在±5% 的有效范围内，即某材料增加或减少 5%，而其他材料相对比例不变的条件下计算得出混凝土配合比，按此配合比进行试拌，得到试件 28d 抗压强度值，然后根据经济指数选择最佳生产配合比。

3 试验计算举例

如某商品混凝土搅拌站试验室出具的 C40 商品混凝土配合比为：水泥∶中砂∶碎石∶粉煤灰∶外加剂=320∶730∶1130∶65∶3.6。

水泥为磊达牌 P·O 42.5 级;碎石：5～20mm 连续级配;I 级粉煤灰，坍落度要求：180mm;外加剂为 JM 系外加剂。

按每个组分上下波动5%后配合比及试件28d 抗压强度值具体结果见表1。

从上述试验结果及单位材料价格可看出序号为3 水泥用量减少 5% 的配合比单价为 293元/m3 最低，该配比的 28d抗压强度比基本配比稍低，效益指数 0.160MPa/元也低于基本配比0.162 MPa/元，由此该配合比不适合作生产配比。序号为 4 碎石用量增加 5%的配合比单价为 297元/m3 次低，该配比的28d 抗压强度比基本配比高 5MPa，效益指数 0.180 MPa/元也高于基本配比 0.162MPa/元，因此选择该配合比作生产配合比最优。可以判断，石子多加5%的配合比都是比较合理的。

由于设计的混凝土强度等级为 C40，但实际强度达到了53.3 MPa，故按碎石增加 5% 的配合比，与初始配合比相比优化混凝土配合比的强度提高了 5.0MPa，成本还下降 2 元。实际应用证明了这种方法具有一定的实用性，对生产企业控制产品质量降低生产成本是行之有效的。同理是在第一次优化配合比的基础上还可以再进一步优化，使其逐渐接近优化混凝土配合比成为可能。

4 结语

当混凝土原材料的性质比较稳定时，按照混凝土的工作性、强度、耐久性及经济性的要求，对混凝土配合比进行综合评价，使其配出既能满足施工要求，又能满足强度等级和经济性要求的最优混凝土配合比。采用本方法优化商品混凝土配合比不仅可以找到混凝土配合比的优化方向，为调整配合比提供依据，而且还能在混凝土原材料的价格发生较大的、波动时及时调整混凝土配合比，使混凝土生产成本控制在较低水平。