优化配合（精选8篇）
优化配合 篇1
影响混凝土配合比的因素很多, 也很复杂, 如混凝土不同的使用要求, 不同的施工工艺和不同的材料性能等的影响, 所以就不可能用一个能够适应各种要求的万能配方。只有排除各种因素, 取得科学的合理的混凝土配合比, 才能符合施工要求建造优质工程。
1具体的不同要求与影响因素
1.1工程特点不同, 对混凝土的配合比有不同的要求, 如水池要求混凝土具有较高的密实性和抗渗性能;大体积的混凝土则要求较小的水化热, 以避免过大的温度应力产生裂缝;路面混凝土要求具有较高的耐磨强度;一般承重结构要求混凝土具有可靠的力学性能;钢筋过密的构件要求有适宜的坍落度和控制石子的最大粒径;而建筑外墙则要求一定的保温性能等。
1.2施工条件对配合比的影响
泵送工艺要求混凝土有较好的流动性, 应适当加大含砂率和水泥用量;而滑模或大模板施工工艺, 则要求混凝土有适宜的坍落度和较高的早期强度。
1.3原材料性能不同对配合比的影响
普通水泥有较高的水化热, 不适于大体积和混凝土;而矿渣水泥或火山灰水泥的水化热较小, 使用大体积混凝土, 但其早期强度低, 又不适于拆模期要求早的工程;矾土水泥具有早强、硬化快的优点, 适于紧急抢修、拆模早的工程。不同产区的骨料, 具有不同料径和形状, 其总体表面积也不尽相同, 影响水泥用量;各种粒径在骨料中所占比例的不同, 影响骨料的颗粒级配和混凝土的密实度。此外, 骨料中有机物的含量、含泥量、含水率等等, 对配合比都有桌不同的影响。
2如何确定科学的合理的混凝土配合比
2.1混凝土配合比, 是指各项组成材料之间的组成比例, 配合比设计的四项基本要求为:
2.1.1施工性能
硬化后的混凝土应满足工程操作的和易性。
2.1.2力学性能
硬化后的混凝土应满足工程结构设计或施工进度所要求的强度和其他有关力学性能。
2.1.3耐久性
硬化后的混凝土应满足与使用条件相适应的耐久性, 如抗动性、抗渗性等。
2.1.4经济性能应在保证混凝土全面质量的前提下, 尽量节约水泥, 合理利用原材料, 降低成本。
在进行混凝土配合比设计时, 须事先掌握的基本资料有: (1) 水泥品种及强度等级; (2) 砂、石特征, 品种、砂的细度模数、石子的最大粒径及密度等; (3) 工程混凝土设计强度等级; (4) 工程耐久性要求, 抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗磨耗等; (5) 工程特征, 工程所处环境、结构断面、钢筋最小净距等; (6) 施工方法, 搅拌方法、运输方法、浇注方法、振捣、养护方法等。
2.2混凝土配合比设计的三个重要的参数
混凝土配合比设计, 实质上即是确定四项材料用料之间的三个对比关系, 三个参数为:
2.2.1水灰比
2.2.2砂率
2.2.3单位用水量
2.3混凝土配合比设计程序
2.3.1计算配合比 (又称理论配合比)
2.3.2基准配合比
2.3.3试验室配合比
2.3.4施工配合比
2.4混凝土配合比设计方法
2.4.1配制强度的确定fCU.O≥FCU.K+1.645σ;混凝土强度标准差 (σ) 的确定。
2.4.2混凝土配合比设计中三个参数的选取:
初步确定: (1) 水灰比 (W/C) ; (2) 砂率; (3) 单位用水量。
2.4.3用水量的确定Mwaa=Mwao (1-β) ;外加剂的减水率应经试验确定。
2.4.4计算水泥用量
2.4.5混凝土的砂率确定
2.4.6混凝土中粗骨料和细骨料用量的确定
2.4.7混凝土基准配合比的确定
2.4.8混凝土试验室配合比的确定
2.4.9混凝土施工配合比的确定
2.5普通混凝土配合比设计实例
某工程采用现浇钢筋混凝土梁;最小截面尺寸为300mm, 钢筋最小净距离为60mm, 设计要求强度等级为C20。施工要求混凝土拌合物坍落度为30～50mm。原材料条件:水泥为32.5级普通硅酸盐水泥、密度3.1kg/cm3;砂为中砂, 级配合格, 表观密度2.60kg/cm3;碎石最大粒径40mm, 级配合格, 表观密度2.65kg/cm3;水为自来水。采用机械搅拌和振动成形。试设计该混凝土的配合比 (按干燥材料计算) 。施工现场实测砂的含水率为3%, 石子含水率为1%, 求施工配合比。
2.5.1初步计算配合比
2.5.1.1确定配制强度:FCU.O=FCU.K+1.645σ=20+1.645×4=26.6MPa
2.5.1.2确定水灰比;若水泥实际统计富余系数γc=1.08。
fcu.o=1.08×32.5=35.1MPa
W/C=0.58
2.5.1.3确定用水量:对于中砂, 最大粒径为40mm的碎石混凝土, 当所需坍落度为30-50mm时, 1m3混凝土的用水量可确定为175kg。
2.5.1.4计算水泥用量Mco=302kg
2.5.1.5计算砂、石用量:用体积法计算, 求得:求得mso=637时, mgo=1237kg
该混凝土初步计算配合比为:Mco:mso:mgo=302:637:1237:=1:2.11:4.10
Mwo/mco=0.58确定基准配合比。
按照初步计算配合比, 计算出15L混凝土拌合物材料的用量:
水泥:4.53kg;水:2.63kg砂:9.56kg;石:18.56kg
搅拌均匀后作坍落度试验, 测得坍落度为20mm, 不符合设计要求。进行调整, 增加5%的水泥浆量, 即水泥用量增加到4.76kg, 水用量增加到2.76kg;测得坍落度为35mm, 粘聚性、保水性均良好。试拌调整后的材料用量为:水泥4.76kg;水:2.76kg;砂:9.56kg;石:18.56kg。混凝土拌合物的实测值表观密度为2410kg/m3, 拌制1m3混凝土的用量为:
水泥:砂:石:水=322:646:1255:187=1:2.01:3.90:0.58
2.5.1.6确定试验室配合比:配制三种不同水灰比的混凝土, 并制作三组试件。一组水灰比为0.58, 另外两组的水灰比分别为0.53及0.63。三组混凝土经过试拌, 检查和易性满足要求。制作试件进行强度检验, 结果表明, 三组中以水灰比为0.58的一组, 水泥用量小, 强度能满足26.6MPa的混凝土配置强度要求。因此该组配合比可确定为试验室配合比, 即:水泥:砂:石:水=322:646:1255:187=1:2.01:3.90:0.58
2.5.1.7确定施工配合比:若施工现场施测砂的含水率为3%, 石子含水率为1%, 则施工配合比为:水泥:322kg砂:665kg石:1268kg水:155kg
所以调整后的施工混凝土每m3材料用量为:水泥:砂:石:水=322:665:1268:155若以两袋水泥 (100kg) 为标准, 则:水泥100kg:砂206kg:石394kg:水48kg。
按《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000规定:
根据本单位常用的材料, 可设计出常用的混凝土配合比备用;在使用过程中, 应根据原材料情况及混凝土质量检验的结果予以调整。但遇有对混凝土性能损坏标有特殊要求时;水泥、外加剂或矿物掺合料品种、质量有显著变化时;或该配合比的混凝土生产间断半年以上时, 应重新进行混凝土配合比设计。
3结束语
综上所述, 不能用一个通用的配合比去适应种种情况。混凝土的配合比, 必须根据各种不同的客观条件, 为获得最大密实度, 在满足强度要求的前提下, 取得最小水泥用量, 经过理论计算和试配才确定, 没一种配合比只能满足某一、两个或几个方面的要求, 不可能用一个“万灵”的通用配合比, 在任何情况下都能适用。
只有根据工程要求和客观条件, 经计算、试验验证、施工实际调整三个阶段才能科学地确定合理的混凝土配合比。
优化配合 篇2
关键词：溧马高速公路路面工程 沥青面层配合比优化设计 成本控制
公路路面工程施工一直是公路工程施工企业经营活动的重要组成部分，是企业利润增长的重要来源。无论是路面工程的施工进度质量还是路面施工的成本控制都为施工企业乃至监理和业主重点关注。2013年本人有幸参加了溧马高速公路路面工程的建设，2013年是溧马高速公路通车决战的关键一年，为确保2013年底能够顺利通车，溧马路面施工必须在2013年10月底全部完成，工程进度压力前所未有，进度质量管理和成本控制也面临相当大的难度。为了加快工程进度，降低工程成本，提高工程质量，溧马21标工地试验室在沥青混合料配合比设计与优化上狠下苦功，及时进行目标配合比设计、生产配合比优化、拌合楼生产配合比试拌，配合拌合楼和前场施工班组完成试铺工作，并在后续施工中及时跟踪拌合楼混合料检测和现场检测，及时反馈和调整施工配比，不仅顺利完成施工任务，还节约了成本。通过这次路面工程的攻坚战，怎么样做好沥青面层配合比优化与成本控制呢？主要从以下几个方面入手。
1 组建功能完备的工地试验室，建立和健全各项试验检测规章制度
试验检测的各项数据是质量控制、指导施工和成本控制的重要依据，因此组建工地试验室对路面工程的成本控制尤其重要。为了加强工程中的成本和质量控制，工地试验室应做到以下几点：①要有可靠的质量保证体系，完善的各项质量保证的规章制度，分层落实，责任到人。②要有齐全的试验检测设备。只有性能完好的试验仪器才能提供可靠的试验检测数据，才能提供更好施工参数，也才能更好地指导施工。③要有技术熟练、业务能力过硬的试验检测队伍。试验检测人员的技能水平直接影响工程质量的检测数据，直接影响到工程中的成本控制，因此只有准确的提供检测数据，才能为节约施工成本打下坚实的基础。
2 路面施工中沥青面层的配合比设计对成本控制的重要性
路面施工中沥青面层的配合比设计对成本的控制十分关键，主要表现在以下几个方面：①同样性能的混合料，较低的油石比可以节约沥青，是成本控制的首选方向。我们知道沥青在混合料中所占的比例很小，但它的价格是石料的50倍左右，每节约一吨沥青，相当于节约50吨石料。以SMA13混合料为例，油石比每降低0.2，每吨沥青混合料大约可以节约10元钱，因此选定合适的油石比对成本控制尤其重要。面层配合比设计时的空隙率是非常重要的指标，过小的空隙率会造成路面泛油和混合料碾压时推移，影响平整度和外观；过大的空隙率又会造成路面渗水，压实度偏低等质量问题，影响路面的使用和耐久性，因此应根据配合比设计和试拌试铺检测数据及时调整热料仓比例，严格控制沥青混合料的体积指标，以达到最佳的施工质量和最小的施工成本。②碎石质量对路面成本的控制也十分重要。由于近年来中国基础设施建设的飞速发展，市场上各种建材供不应求。由于政府对环境保护日益重视，南京附近的石料生产厂家几乎全部关停，仅剩下的几个石料生产厂家的产能远远满足不了建筑市场的需求，这就造成了路面材料质量大幅下降，石料的针片状超标和吸水率偏大，都会造成沥青混合料的路用性能下降，不易于压实，用油加大和压实功的提高都造成了路面的成本加大，所以选用合适的石料对路面成本控制非常重要。③合理选择添加剂也能够降低成本。通常的添加剂一般为抗剥落剂和木质素纤维，在配合比设计时选用规定用量的靠下限，通过反复试配，以确定最佳用量。这样不仅能够节约添加剂的成本，还能降低添加剂的吸油率，更好地节省沥青用量，达到最佳的混合料性能和最小的施工成本。④配合比设计一定要做到准确，多做室内试拌试验，确保试拌和试铺的一次成功。在室内做一组配比的成本只有几十元钱，而拌合楼一次试拌的成本要几千元钱，如果不能一次成功就要浪费大量的人力、物力和财力。只有多做室内配合比试验与调整，在室内试验数据充分积累的基础上再上楼试拌，才能够确保一次试拌的成功。通常在试拌时选择两个或两个以上的配合比上楼试拌，这样才能在众多的生产配合比中进行比选，选择最佳的配合比进行试铺，通常一次试铺就能成功，取得较好的成本控制效果。
3 沥青混合料的配合比设计要结合拌合楼性能和摊铺碾压现场实际情况
在拌合楼生产过程中通常会出现冷热料供料不平衡，产生大量的溢料，造成原材料和燃料油的浪费，在SMA的生产过程中这种情况尤其突出。这就要求我们进行生产配合比设计时注重冷热料供料平衡设计，对每一档石料在通过筛网后的热料仓比例有充分的了解，严格按照原材料的筛分频率进行检测，严格控制原材料的质量和级配，只有这样才能减少溢料的产生，才能更好地控制住施工成本。
4 结语
通过沥青混凝土配合比设计降低工程成本的方法还有很多，如用生产配合比试拌时用试拌的黑料铺垫桥梁毛勒缝等方法都能够很好地节约施工成本。总之，沥青路面的配合比设计与成本管理是一个复杂而系统的工作，只有长期坚持不懈地学习、磨练和积累，才能真正发挥工地试验室在质量管理和成本控制中的排头兵的作用。在工作中要及时编排试验工作的年计划、月计划、周计划和日计划，结合工程特点和施工阶段及时安排相应的配合比设计和试验检测工作。在配合比设计工作中还要大力提倡积极采用新技术、新工艺、新材料和新设备，理论联系实际，大胆创新。只有这样才能更好地控制工程质量和施工成本，圆满地完成工程建设任务。
参考文献：
[1]部颁《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）.
[2]部颁《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）.
[3]马庆雷.基于刚性基层的耐久性沥青路面结构研究[D].长安大学，2006.
超高泵送混凝土配合比优化 篇3
西塔主塔楼共103层, 高度432m。其中41~80层剪力墙和8~17区钢管混凝土采用C60混凝土。最大泵送高度为432m。为保证混凝土的可泵性, 我们在施工前期泵送高度较小的情况下, 对C60混凝土进行监控、分析和优化, 为施工后期的超高泵送作保障。
1 前期混凝土配合比及现场情况
1.1 混凝土配合比 (见表1)
说明:配制C60混凝土所用外加剂为聚羧酸高效减水剂, 浓度22%。
1.2 现场情况
1.2.1 混凝土工作性能测试 (见表2)
1.2.2 混凝土泵简介 (见表3)
注:P1:系统压力q:液压泵排量Q:液压泵流量P2:泵送压力H:泵送方量Z:泵送次数
本工程采用中联重科生产的HBT110.40.572RS型超高压混凝土泵, 其液压系统工作压力32MPa, 混凝土出口压力可达40MPa, 理论泵送高度为638m, 可满足本工程的泵送要求。
1.2.3 出现问题
41层开始泵送C60混凝土后, 经常出现C60混凝土堵泵现象, 根据现场监测主要存在以下问题:
⑴10~25mm骨料粒径比较大, 针、片状颗粒含量较多且棱角多, 级配较差, 增大了混凝土的摩擦阻力 (见图1) 。
⑵C60混凝土的粘性差, 在大流动度下, 混凝土在泵机中, 骨料容易下沉, 造成混凝土分层, 尤其在泵机长时间等料后, 容易堵泵 (见图2) 。
2 分析和改进措施
经过与其它标号混凝土进行对比, 我们发现以下问题:与C35和C50混凝土相比, 泵送压力随高度的增加而增大的趋势不明显;与C70、C80和C90混凝土相比, 泵送压力偏大。这说明C60混凝土在同样是大流动度 (坍落度为24±2cm) 的情况下, 工作性能不如高标号混凝土;原材料质量波动对其工作性能的影响要远大于流动度较低的低标号混凝土 (坍落度为16±2cm) 。
我们通过对混凝土原材料进行复检, 发现各组分都符合标准要求, 没有出现超标现象, 质量波动也不明显。只有石子粒径偏大、级配不良, 质量波动大。我们估计这是出现以上问题的主要原因。为解决这一问题, 我们将粗骨料进行更换, 选用质量稳定、用于高标号混凝土的材料, 并相应调整配合比。
新旧石子相比之下, 除了最大粒径的变化外, 新石子的粒型更加圆润, 针片状含量也有了大幅度的降低。
下面是相同泵送高度, 配合比改良前后的工作性能对比。
3 总结
高强混凝土配合比的选择与优化 篇4
关键词：高强混凝土,配合比,优化设计
随着大跨度、高层建筑物的不断涌现,对于混凝土的应用量也越来越多,混凝土具有高性能,应用于施工中能够提高建筑施工质量,保证施工进度,降低施工成本。而如果对混凝土的配合比设计不够重视,则难以确保混凝土达到高性能,而且难以提升混凝土的施工质量,进而影响整体的建筑工程施工质量。对此,优化高性能混凝土的配合比具有重要意义。
1 高强混凝土分析
混凝土主要是由多种原材料根据一定比例所配制的,混凝土的强度及性能与组成混凝土的各项材料配比有密切关系。随着混凝土施工技术在建筑工程范围内的广泛应用,对于混凝土原材料的质量也提出了更高的要求,高性能混凝土开始逐步应用到施工过程中,其主要包括的成分除了水泥、砂子、石子和水等,还在其中掺加了硅灰、聚羧酸高效减水剂和粉煤灰等材料。优质粉煤灰可以改善混凝土的综合性能,并提高混凝土强度,硅粉是硅铁生产时产生的烟灰,在配置高性能混凝土的过程中对此种材料的应用最早、最多,而且技术也最成熟,聚羧酸高效减水剂具有耐热性好、强度高、环境适应性强的特点,具有良好的流动性。相对于普通混凝土来说,高性能混凝土的应用在一定程度上克服了传统混凝土的缺点,在很大程度上提高了混凝土的耐久性和材料质量,对于提高建筑工程施工质量、降低施工成本起到了重要的帮助作用。但高性能混凝土的构成部分较为复杂,而且受环境的影响,容易导致性能受到影响,因此,针对高性能混凝土的配合比设计应当进行优化,以提高高性能混凝土的施工质量。
2 高强混凝土配合比设计应遵循的原则
2.1 砂率设计最优
对于混凝土性能的确定,通常会涉及混凝土中所含有的砂石,而混凝土中的砂石一般用砂率进行表示,砂率会对混凝土的工作性能产生影响,对于高性能混凝土的配合比设计,通常要求采用低用水量,因此,要保证砂浆量,就需要增加砂率进行补充,以保证混凝土配合比的合理性。
2.2 浆集设计最优
浆集主要是指混凝土中的水泥浆和集料之间的比例。浆集的工作性能较好,将对于混凝土的配合比要求有较高的流动性,根据研究显示,混凝土在配合比设计过程中,随着凝胶材料用量的增加,会导致混凝土的弹性模量降低,收缩性增加,进而对混凝土的性能产生影响。对此,应当优化设计浆集比例,确保混凝土的弹性及强度。
2.3 低水胶比设计最优
高性能混凝土要求具有较强的耐久性,因此,对于高性能混凝土的配置需要满足较低渗透性的要求,在混凝土配合比设计过程中,水胶比会维持在0.2~0.4之间,以确保混凝土的密实度较高。在确保密实度的基础上再对混凝土的水胶比进行适当调整,然后掺入一定量的其他材料实现强度的增加,进而达到耐久性的目的。
3 高性能混凝土配合比优化设计策略
3.1 确定材料参数
对于高性能混凝土的配制,首先应当确定各类材料的最佳参数,如水泥:对于水泥的强度等级选择,一般C60~C80混凝土的强度等级为52.5,C80以上则需选用强度更高的水泥,1m3的混凝土中,水泥用量应控制在500kg以内,要尽量减少水泥用量,水泥和矿物之间的掺和总量应小于600kg/m3。掺和料中主要包括硅粉、优质粉煤灰,硅粉能够在很大程度上提升混凝土的强度及密实度,硅粉在掺和料中的含量应小于胶凝材料量的20%,可以控制在5%~10%之间,优质粉煤灰主要选用1级灰,粉煤灰的含量应小于胶凝材料量的30%,可以控制在20%~30%之间。外加剂采用高效减水剂,减水率要大于20%,实现最大限度地降低水灰比,提高混凝土的强度。高效减水剂中的掺和量应占胶凝材料量的0.4%~1.5%。砂和石料,选择级配较高的中砂,细度模数要大于2.6,含泥量要小于1.5%,砂中的砂率应在28%~34%之间,如果采用泵送工艺,则应在34%~44%之间。石子要选择碎石,最大的骨料粒径要小于25mm,强度应是混凝土强度的1.2倍。如果强度等级大于C80,则最大粒径要小于20mm,含泥量要小于1%,如果强度等级大于C100,则其中的含泥量要小于0.5%。水胶比,水与胶凝材料的比重应为0.25~0.42,如果混凝土强度越高,则水与凝胶材料的比应越低。
3.2 进行测算和试拌
1)对混凝土中的氯离子和碱含量进行测算,确定混凝土中这两个部分的含量。
2)根据混凝土的配合设计要求,对所需要的水量、水泥用量及矿物质掺和料的用量进行估算,在估算过程中还要考虑需达到的混凝土强度,以保证混凝土的后期应用需求。
3)应用外加剂,对混凝土的坍落度进行调整,并明确坍落度。
4)应用外加剂,对混凝土配合的用水量及凝胶材料的用量进行改善,调整其中的含气量。
3.3 调整配合比参数
在确定好基本的参数数据后,对凝胶材料的用量和组成变化情况进行分析,然后进行相应的试拌处理,同时对混凝土配合比设计中涉及的含气量、坍落度、早期强度和弹性模量等因素进行测试分析。在测试分析的过程中,要对各种材料的配合比情况进行确定,并对混凝土中含有的有害物含量进行测算,然后进行影响的抗裂性对比试验处理,评估加入外加剂后的混凝土抗裂性情况。
3.4 案例分析
以某建筑工程施工为例,需要使用C80高性能混凝土,水泥选用普通水泥,强度等级为52.5,密度为3.1g/cm3,细骨料选择河沙,密度为2.2t/cm3,粉煤灰采用1级,密度为2.2g/cm3,减水剂采用聚羧酸高效减水剂,在进行搅拌的过程中,坍落度要求为18~20cm。根据上述数据及各种材料的约束条件,计算得出各种材料用量优化后的配合比为:水泥为449.5,砂为564.4,水位162.1,聚羧酸系高效减水剂为7.5,粉煤灰为119.9,硅粉为40.9,根据各种材料的市场价格计算得出所有材料的总费用为302.94元。这比优化前的材料费用要低很多,由此可见,通过优化高性能混凝土的配合比,能够有效提升混凝土的强度及耐久度,同时还能够降低材料费用,进而降低整体的施工成本。
4 结语
目前,建筑工程项目中对于高性能混凝土的应用越来越广泛,因此对于高性能混凝土的性能也提出了更高的要求,在未来的发展过程中,应当注重改善高性能混凝土的配合比,进行优化设计,以提高耐久性,从而提升整体的工程建设质量,也为我国的建筑事业发展奠定良好基础。
参考文献
[1]郑山锁,赵鹏,商效瑀.高强高性能混凝土配合比优化设计[J].中国科技论文,2013(5):413-416.
[2]李雁,曹新刚.戈壁沙漠地区高性能混凝土配合比优化设计[J].高速铁路技术,2015(6):85-89.
硅粉混凝土配合比的优化探讨 篇5
1 硅粉混凝土的性能特点
硅粉俗称硅灰, 是从半导体或冶炼硅钢的烟尘里面提取的粉末物质。硅粉依据它本身所含有碳量的多少, 颜色也从白色到黑色依次不等, 一般的硅粉多为灰色。硅粉的颗粒非常的细, 粒径为0.1-2um, 平均值是0.1-0.3um, 表面积大约在20-23m2/g, 是同比例水泥的50-60倍。硅粉的密度和粉煤灰非常接近, 约为2.1-2.5g/cm3, 松散密度大约是水泥的1/3约为200-300kg/m3.硅粉由于其自身具有较高的活性, 为了提高混凝土的性能, 可以把适量的硅粉掺入混凝土中。硅粉加入到混凝土中, 改善混凝土的性能具体表现在以下几方面;
(1) 运用适量的硅粉和混凝土相互结合, 在很大的程度上提高了混凝土的抗压抗折的强度, 加大了混凝土的密实度和凝聚力。在平常的混凝土中添加硅粉后, 原有的混凝土强度受加入方式的不同和加入的剂量不一样, 混凝土的抗压强度大约提高10%-30%, 如果在混凝土中加入5%-10%的硅粉, 其抗折的强度就可以上升到10%以上。
(2) 平常的混凝土里面泌水就会导致某一部分的自由水积攒到钢筋和骨料的下边, 很大程度上减低了钢筋和骨料与水泥原有的粘结性。适量的掺入硅粉可以把新拌混凝土里面的泌水进行减少, 使界面水分的聚集量也不断减少, 进一步强化了界面粘结面的性能。
(3) 在新拌的混凝土里加入适量的硅粉, 混凝土原有的泌水和离析的情况消失了, 它的坍落程度和普通的混凝土相比减小很多。实际工程施工的时候, 可以加入高效减水剂来补混凝土坍落的程度。
(4) 硅粉的运用进一步强化了抗碱集料的反应力。碱集料反应成立必须有以下三个条件;1、混凝土中必须具有一定量的可溶性碱;2、混凝土中的集料必须具有活性;3、要有等量的湿度。把这三个条件里面的任何一个去除掉, 都可做到控制碱集料反映的结果。由于硅粉颗粒可以使水泥胶结材料的密实度得到改善, 在混凝土中加入定量的硅粉, 可以有效地把水分通过浆体的运动速度减慢, 确保碱膨胀反应过程中所需要的水分变少, 进一步的减少了在水泥浆孔隙液里面碱离子的浓度性, 降低了碱集料在反应过程中的危险情况的出现。
(5) 由于硅粉混凝土是超微量孔隙, 它的很多性能比普通的混凝土性能有很大的进步。依据有关的试验结果不难得出, 如果在混凝土中掺入5%-10%的硅粉, 就可以提高6-11倍的抗渗性, 如果掺入15%以内的硅粉, 其抗冻的性能大约可以提高2倍, 都可以达到一般的混凝土水胶比是0.4时的抗冻性和抗渗性能。当然硅粉的加入对抗冲击性能、抗化学侵蚀性能、耐久性能、抗腐蚀性能等方面都有很明显的改善。
2 硅粉混凝土配合比设计方法
2.1 对水灰比的确定
已没有加入硅粉的一般的混凝土作为基准, 这个基准的配制强度必须考虑掺过硅粉后的效果。硅粉混凝土配制强度的大小折减的增加量以基准配制的强度为基础。混凝土的折减量就以硅粉加入的多少和加入方式的不一样而决定, 也可以根据硅粉混凝土的单位用水的多少在基准混凝土的基础上进行调整。
2.2 砂率多少的确定
砂率对于混凝土中加入硅粉的情况不受太大的影响, 砂率则是粗细骨料的数量对比结果。由于加入过硅粉的混凝土都有较好的粘结性和保水性能, 所以运用一般的混凝土的砂率作为基础, 选择较小的数值就可以了。
2.3 合理的控制硅粉的掺量
根据相关的实验结果得出, 如果掺入过量的硅粉, 不仅不会改善混凝土的性能, 反而会使混凝土的经济性和某些性能减少, 一般的掺入硅粉量控制在30%以内的掺入量最好, 如果提出了混凝土的抗冻要求, 那么硅粉的掺入量就在15%以内控制, 如果想要经济性好, 就把硅粉的掺入量控制在5%-15%之间, 水泥和硅粉的总数量不能比一般的混凝土的水泥用量小。
3 硅粉混凝土配合比设计的原则和步骤
3.1 配合比的设计原则
由于加入硅粉的混凝土性能的提高是和一般的混凝土相比而言得到的, 所以混凝土配合比的设计原则上必须以一般的混凝土作为基准, 明确相关的参数值, 以此做出合适的调整。因为没有掺加硅粉的一般的混凝土和加入过硅粉的混凝土生产的过程相同, 所以必须确保掺入硅粉混凝土的标准差、离差系数、强度保证率这些数值和没有掺入混凝土的一样, 依据相关的规范实施。掺入硅粉后的混凝土强度明显提高, 必须在进行配合比的确定时应多方考虑。硅粉的密度很小, 混凝土中硅粉掺入量的多少决定着混凝土的密度差异, 因此, 在对混凝土掺加硅粉时一定按照绝对的体积法进行计算。由于试验的资料有一定的局限性, 所以硅粉的掺入量的计算可以根据内掺法或者外掺法实施。
3.2 配合比的设计步骤
首先需要对所需要的混凝土的相关资料进行收集。设定掺入硅粉的多少 (fsi) 和掺配方法 (外掺法、内掺法) 决定配制混凝土的强度值。根据基准配比的参数进行计算:水灰比 (WIC) , 单位的用水量多少和砂率 (β5) 的多少。计算水 (mwo) 、水泥 (mco) 、沙子 (mso) 、石子 (mG0) 各自的用量多少。最后对硅粉混凝土的材料量进行计算。
4 硅粉混凝土的应用方面
4.1 在水利水电工程中的应用
很多的水利水电工程中的建筑物都会遭受高速水势的严重冲刷, 这不仅得需要优化的设计, 运用强度较高的混凝土材料进行施工也可以使建筑物的冲刷、破坏程度减轻。掺加硅粉的混凝土就有很好的抗渗性、抗腐蚀性、耐冲刷性等等, 所以在水坝、电坝、河道等方面应用较广。比如;黄河小浪底工程、二滩电站工程、飞来峡水利枢纽工程等这些大工程上都取得了很好的成果。
4.2 在建筑工程中的应用
混凝土中硅粉的掺入增加了硅粉混凝土的早强性、高强性, 大量的用在高层建筑和房屋建筑中。比如:北京市财税大楼、鞍山国际大酒店等, 不仅有效的缩短了工期, 也增加了经济效益。
4.3 在公路建设中的应用
合理的对混凝土加入硅粉, 在很大程度上提高了混凝土的耐磨性和早强性能, 确保了建筑的稳固性和持久性。例如;在修建的机场的跑道、高等质量的公路、公路隧道等等, 这些建筑的抗磨性比普通的混凝土提高一倍, 有很强的通车能力。
5 结束语
混凝土中加入硅粉的配合比设计比普通的混凝土抗渗、抗冻性更好, 满足了现今建筑工程的各项需求。硅粉混凝土的实际运用, 在一定程度上降低了原有的费用, 改善了一般的混凝土原有的性能, 确保了建筑物的抗渗、抗冻功效的应用。运用合理的配合比, 确保强度的有效增长, 达到节约水泥的功效。混凝土配合比设计的优化, 可以提高混凝土的多方面性能, 做到更好地服务于各项工程中去, 创造出更大的效益。
摘要：本文从硅粉混凝土的性能特点入手, 提出了硅粉混凝土配合比设计方法, 简述出硅粉混凝土配合比设计的原则和步骤, 指出硅粉混凝土的应用方面。
关键词：硅粉混凝土,配合比,优化
参考文献
优化配合 篇6
基层主要指的是在面层下面, 和面层共同将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层和土基中, 起主要承重作用的层次。[1]水泥稳定碎石基层的优势是非常明显的, 不仅具有一定的强度和刚度, 同时还具有良好的水稳性, 因而在公路建设中的应用十分广泛。但是通过这几年的实际情况来看, 水泥稳定碎石基层极容易出现裂缝, 严重影响了公路的使用寿命。在对基层材料性能不断研究的过程中, 公路建设对基层材料技术的要求也在逐渐提高, 也开始意识到水泥稳定碎石基层配合比优化设计的重要性, 不仅可以在很大程度上改善材料的性能, 同时还能降低基层出现裂缝的可能性。由此可见, 根据不同的自然环境条件和交通条件来选择设计合适的配合比在公路的建设过程中显得尤为重要。
1 水泥稳定碎石基层的基本概述
通过多年实践经验的积累和研究, 水泥稳定碎石已然成为高速公路路面结构基层材料的首选, 同时水泥稳定碎石基层的刚度和强度也能够满足公路建设的需要。其中美中不足的是, 周围的环境对水泥稳定碎石这种材料的影响是非常大的, 如果没有进行合理的设计, 就会导致基层出现裂缝, 这也是急需解决的问题。综合而言, 水泥稳定碎石基层需要满足以下几个方面的要求。其一是具有良好的强度和刚度, 基层要经受车辆的反复碾压, 因而强度和刚度是其必备的性能, 水泥稳定碎石基层的强度主要指的是水泥稳定碎石混合料的综合强度以及石料的强度, 同时需要注意的是基层的刚度要和面层的刚度相协调。其二是水稳性, 对于自然环境较为恶劣的地区, 尤其是多雨多雪的地区, 基层将会长期被未蒸发的水分浸泡, 因而这就对水泥稳定碎石基层的水稳性提出了更高的要求。其三是抗冲刷性, 通过研究发现, 道路中形成的唧泥现象和基层的抗冲刷行有着重要的联系, 一般都是由基层材料的性能所决定的, 因而为了尽可能的避免唧泥现象的出现, 需要提高水泥稳定碎石基层的抗冲刷性。其四是抗开裂性, 一般来说基层的收缩开裂主要包括温度收缩和干燥收缩, 其中温度收缩相较而言更为重要。其五是抗疲劳性, 当车辆的荷载超过一定的限制以后, 就有可能导致基层出现开裂的情况, 因而水泥稳定碎石基层需要具有很高的抗疲劳性。
2 原材料的选择
原材料的质量对水泥稳定碎石基层的质量有着关键性的影响, 因而选择原材料的时候, 不仅需要满足基层建设的要求, 同时还需要满足相关规范和标准。水泥稳定对碎石基层的原材料主要包括水泥和集料。[2]
2.1 水泥
水泥是各种混合料的结合料, 因而保证水泥的质量尤为关键。为了保证水泥稳定碎石基层的强度和刚度, 要对水泥的质量进行严格的控制, 严禁使用伪劣以及产品质量存在问题的水泥。在此次项目中, 选择的是强度等级为32.5MPa的普通硅酸水泥。在使用前对其进行检查, 符合相关规范的要求。通过水泥物理治疗的检验结果分析, 水泥的细度在1.7%, 安定性检测合格, 初凝时间为218分钟, 终凝时间为316分钟, 抗弯拉强度为3.9MPa, 抗压强度为16.5MPa。
2.2 集料
在此次项目中, 主要选择了三种不同规格的集料, 所有的指标均符合相关标准的要求。
2.3 集料配合比设计
根据相关规范标准, 对拟设计级配A、B来进行实验
3 配合比的优化设计
3.1 强度试验分析
对于不同剂量的水泥进行强度试验, 在重型击实法和振动击实法的基础上来确定混合料的干密度和最佳含水量。并且在这种情况下制作出碎石试件, 对其进行测试。根据测试结果的分析, 水泥的剂量是影响碎石强度的重要因素, 同时在相同剂量的情况下, B级配试件的强度更高。此外, 振动击实法下的试件的含水量和干密度都有着不同程度的增加, 试件的强度也有所增加。[3]
3.2 干缩性实验分析
在进行干缩性实验的过程中, 主要采用的是振动法和静压法来制作试件。首先需要在标准的养护室内进行保湿养护, 其次是在天然湿度的情况下自然风干, 通过相应的计算方式来确定试件的干缩系数。根据实验结果的分析, 水泥稳定碎石基层的干缩性在开始的几天内受环境的影响是比较大的, 其干缩系数的变化比较大, 而在后期这种变化比较平稳。因而在水泥稳定碎石基层建设的初期, 需要对其失水量进行控制来尽可能的避免基层开裂情况的出现。此外, 振动法和静压法进行比较来说, 振动法成型试件的干缩系数变化相较而言更小, 这就需要我们在基层建设的过程中要控制细集料的含量。
3.3 温缩性实验分析
将水泥剂量为3.0%以及水泥稳定碎石混合料进行温缩性的实验, 同样采用的是振动法和静压法成型试件。首先是对试件进行一定时间的养护, 然后利用相关的仪器来进行测试。将初始的温度设置在20℃, 在每下降5℃且静置6小时以后对温缩系数进行测试。[4]根据实验结果分析, 水泥稳定碎石基层的温缩应变随着温度的下降而增加, 抗温缩性随之降低。在大多数情况下, 振动法成型试件的温缩系数都要低于静压法。
4 结束语
通过对上述水泥稳定碎石基层配合比优化设计的分析可以知道, 同级配以及相同水泥剂量下, 水泥稳定碎石振动法成型试件的强度相较而言更高, 同时其干缩系数与水泥剂量成正比。因而在选择水泥剂量的时候要注重强度和干缩性两方面的考察。此外, 对细集料的含量进行控制可以有效的提高水泥稳定碎石基层的强度, 其抗开裂性也会有很大的提高。
摘要：随着社会经济的不断发展, 我国建筑行业的发展是非常迅速的。在公路工程的建设过程中, 水泥稳定碎石基层是其中的重要材料, 由于水泥稳定碎石基层原料的来源十分广泛, 同时耗用的成本比较低, 其应用范围也在逐渐扩大。但是水泥稳定碎石材料对温湿度有着严格的要求, 温湿度的变化极有可能导致水泥稳定碎石基层产生裂缝, 在水泥稳定碎石基层应用中存在的问题需要得到有效的解决。在这样的情况下需要优化水泥稳定碎石基层配合比的设计, 从而提高其质量, 延长其使用寿命。
关键词：水泥稳定及时基层,配合比,优化设计,应用
参考文献
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[3]杨明;同步碎石封层作用机理及结构力学响应[J];交通世界 (建养.机械) ;2014 (03)
优化配合 篇7
关键词：湿拌砂浆,配合比,石粉含量,正交试验
0前言
湿拌砂浆(wet-mixed mortar)作为预拌砂浆的一种,具有保水性好、存放时间长、质量稳定和便于施工等特点,积极推广湿拌砂浆在工程中的使用既能节约材料,又能有效改善施工环境和保障工程质量。天然砂作为砂浆工程中大量使用原材料,由于地理和运输等原因经常会出现供不应求的紧张局面,尤其是在贵州、云南等河砂紧缺的地区。因此,在砂浆生产中采用机制砂有重大的经济和社会效益。机制砂的石粉含量通常要通过风选加以控制,并且要远高于天然砂,所以,在机制砂湿拌砂浆配比的设计和优化中也必须加以考虑。
本文主要分析了粉煤灰、增稠保水剂、引气剂掺量以及机制砂石粉含量四个主要因素对机制砂湿拌砂浆性能的影响,考虑到各因素之间的相互影响,通过正交试验对机制砂湿拌砂浆的配合比进行了优化,确定了最佳配合比。
1 试验
1.1 原材料
水泥:贵阳某公司生产的P·O 42.5水泥;砂浆搅拌站自来水;粉煤灰:贵州某厂出产的F类Ⅱ级粉煤灰;增稠保水剂:HPMC(羟丙基甲基纤维素,黏度100000m Pa·s);引气剂:十二烷基硫酸钠;缓凝剂、麦芽糊精;机制砂:贵州某公司砂浆搅拌站制砂线生产的机制砂。
1.2 性能测试
测试机制砂湿拌砂浆的保水性,14d拉伸黏结强度,28d抗压强度、28d收缩率,测试方法按照JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》的规定进行。
2 试验结果与讨论
2.1 粉煤灰及外加剂掺量对机制砂湿拌砂浆性能的影响
以M10湿拌砂浆为对象进行砂浆配合比的试验研究,水灰比以W/B表示,机制砂与胶凝材料质量比用S/B表示(机制砂为砂浆搅拌站制砂线现场取样,测得石粉含量为8.6%),试验以内掺形式加入粉煤灰,掺入比例以F/B表示,增稠保水剂掺量用H/B表示,引气剂掺量用A/B表示,其他外加剂掺量用R/B表示。试验基本配合比为B∶S∶W∶H∶A∶R=1∶5.25∶0.86∶1.8‰∶0.3‰∶0.6‰,在对一种原料的掺量进行试验时其他原料配合比维持基本配合比不变,则试验测试结果见表1~表3。
从表1可以看出,内掺入粉煤灰后降低了湿拌砂浆的28d抗压强度,对砂浆14d拉伸黏结强度的影响不明显,但改善了湿拌砂浆的保水性能和28d收缩率,而改善程度在粉煤灰掺量大于14%后程度趋于平缓。
由于粉煤灰的比表面积大且表面光滑,所以能够更好地使砂浆中的水更加均匀地分布于体系中,并有效吸附于固体颗粒上;而因为粉煤灰活性较低,在28d时间里部分未能水化,从而降低了湿拌砂浆的抗压强度,但这些未水化的粉煤灰颗粒能起到稳定和抑制浆体变形的骨架作用,也降低了湿拌砂浆的收缩率。综上所述,确定粉煤灰的掺量在7%~14%之间。
从表2可以看出,增稠保水剂的掺入主要改善了湿拌砂浆的保水性能和14d拉伸黏结强度,但保水剂的掺入对砂浆的抗压强度和28d收缩率都有不利影响。
增稠保水剂在砂浆中主要起到保水、增稠和改善工作性能的作用,它能将足够的水分保存在砂浆体系的内部,从而保证了水泥的充分水化,另外,增稠保水剂还可以改善砂浆的湿黏性,增大了砂浆与基材的接触面积,提高了拉伸黏结强度;但是由于增稠保水剂在硬化砂浆变形时起不到刚性支撑作用,降低了湿拌砂浆的抗压强度,增加了干燥收缩率。综合以上数据,增稠保水剂的掺量宜在1.2%~1.8%之间。
从表3可以看出,引气剂的掺入可以改善湿拌砂浆的保水性能,但却降低了其拉伸黏结强度和抗压强度,同时也增加了湿拌砂浆的28d收缩率,但随着引气剂掺量的增加,砂浆的28d收缩率先减小后增大。
引气剂不仅可以在湿拌砂浆体系中引入大量气泡,还可以有效改善原来体系中的气泡形式,所以虽然整体上引气剂降低了湿拌砂浆的密实度和力学性能,但由于降低了砂浆中气泡的连通性,又减少由毛细管张力产生的干燥收缩,使得湿拌砂浆的收缩率在引气剂掺量为0.4‰时出现了降低。综合以上数据,湿拌砂浆中引气剂掺量宜在0.2‰~0.4‰之间。
2.2 机制砂石粉含量对机制砂湿拌砂浆性能的影响
试验中使用机制砂,除石粉含量为0的砂样为人工去粉所得,其他砂样均来自于砂浆搅拌站制砂线收集取样,为制砂机风选所得。不同石粉含量的机制砂性能见表4。
试验基本配比为B∶S∶W∶H∶A∶R=1∶5.25∶0.86∶1.8‰∶0.3‰∶0.6‰,其中,胶凝材料用量B全部为水泥,测试结果如表5所示。机制砂中石粉含量用P表示。
由表5可以看出,机制砂中的石粉能够全面改善湿拌砂浆的保水能力和力学性能,但若石粉超出一定比例之后,随着机制砂中石粉含量的增加,砂浆的保水率、14d拉伸黏结强度、28d抗压强度又会随之下降。
由于机制砂中的石粉可以增加湿拌砂浆拌合物中的含粉量,不仅加强了砂浆体系的保水功能,也改善了砂浆与基材的湿黏性,使砂浆的黏结强度有所提升;同时由于适当石粉的掺入改善了砂浆的级配和吸附了部分引气剂,提高了砂浆的密实度和抗压强度;但因为石粉属于惰性颗粒,随着其掺入量的增大,虽然可以持续降低湿拌砂浆的28d收缩率,也会对砂浆的力学强度带来不利影响。综合以上数据,湿拌砂浆使用机制砂石粉含量宜在5%~15%之间。
2.3 机制砂湿拌砂浆的配合比优化
2.3.1 正交试验的水平因素
为确定生产中机制砂湿拌砂浆的最佳配合比,本文以湿拌砂浆中粉煤灰(F)、增稠保水剂(H)、引气剂掺量(A)以及机制砂石粉含量(P)四个主要方面为因素进行了正交试验分析,具体因素水平见表6。试验配合比为B∶S∶W∶H∶A∶R=1∶5.25∶0.86∶H∶A∶0.6‰。
2.3.2 正交试验结果与分析
根据正交因素水平进行正交试验,试验结果见表7。
根据以上试验结果,对正交试验测得机制砂湿拌砂浆的保水率、14d拉伸黏结强度、28d抗压强度和收缩率分别计算各因素水平试验指标的相应平均值S1j、S2j、S3j、S4j和每列的极差Rj,计算结果如表7所示。
从表8计算的极差结果分析,影响机制砂湿拌砂浆保水率、14d拉伸黏结强度、28d抗压强度、28d收缩率各因素的主次关系为保水率:H>F>P>A;14d拉伸黏结强度:H>A>F=P;28d抗压强度:P>A>F>H;28d收缩率:F>P>A>H。
由于各因素对湿拌砂浆各方面性能的影响各不相同,所以,对以上数据分析,确定各因素水平的最佳组合为保水率:F1H4A4P4;14d拉伸黏结强度:F4H4A1P3;28d抗压强度:F2H4A3P2;28d收缩率:F4H3A2P4。
根据以上分析,权衡湿拌砂浆的各项性能指标并综合经济方面的考虑,选定机制砂湿拌砂浆的最佳方案为F3H4A1P3,即粉煤灰掺量为12%,增稠保水剂掺量为1.8%,引气剂掺量为0.2‰,机制砂石粉含量为10%。
2.4 机制砂湿拌砂浆的性能测试
根据试验讨论结果,以优化后机制砂湿拌砂浆配合比B∶S∶W∶H∶A∶R=1∶5.25∶0.86∶1.8%∶0.2‰∶0.6‰(其中胶凝材料B内掺12%粉煤灰,制砂线机制砂控制石粉含量为10%)试验室配制机制砂湿拌砂浆,其性能测试结果见表9。
由表9可见,经过优化配比后机制砂湿拌砂浆的各项性能均明显优于GB/T 25181—2010《预拌砂浆》中相关指标的要求。
3 结论
(1)通过内掺粉煤灰可在一定程度上改善湿拌砂浆的保水性和降低砂浆28d收缩率,但也会降低砂浆的28d抗压强度,粉煤灰的适宜掺量范围为7%~14%。
(2)增稠保水剂可显著提高砂浆的保水性能,对14d拉伸黏结强度也起到一定作用,但对砂浆的28d抗压强度和收缩不利,增稠保水剂的适宜掺量范围为1.2%~1.8%。
(3)引气剂可以在一定程度上改善砂浆的保水性和降低28d收缩率,但会降低砂浆的力学性能,引气剂的适宜掺量范围为2.0‰。
(4)机制砂中的石粉能有效改善砂浆的各项性能,但石粉含量超过一定范围又会降低砂浆的保水性和力学强度,用于配制湿拌砂浆的机制砂中石粉含量适宜控制在5%~15%。
(5)通过正交试验对机制砂湿拌砂浆的配比进行优化,确定粉煤灰、增稠保水剂、引气剂最佳掺量分别为12%、1.8%、0.2‰,机制砂中最佳石粉含量为10%,按其配制的机制砂湿拌砂浆性能明显优于标准要求。
参考文献
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优化配合 篇8
随着我国房地产行业形势的发展和社会、市场环境的深刻变化, 房地产行业已逐步从暴利时代转向微利时代。各房地产企业为了能够在这个行业中继续生存和发展, 房地产项目管理模式也正从粗放管理向精益管理发生转变。在房价上涨趋缓甚至下跌、滞销, 拿地地价、人工、材料等各种建造和经营管理成本却日益上升的市场环境下, 如何有效的控制成本, 如何在确保产品品质的前提下做好房屋建筑成本的有效控制是当前各房地产企业的重中之重。房地产公司的设计管理部和成本合约部是保证提供优质建筑产品、控制项目成本最关键的两个部门, 而如何充分利用这两个部门各自的优势, 做好协同、合作, 更好地促进项目的设计、成本优化工作, 是当前各房地产公司能否实现有效控制成本的关键所在。
1 房地产公司设计管理部和成本合约部职责、优劣势及存在的矛盾分析
1.1 设计管理部的主要职责
设计管理部 (以下简称:设计部) 负责房地产公司全面的设计管理工作, 岗位组成包括总工程师、建筑师、结构设计师、资料员等, 其工作的主要内容为:负责项目的设计组织、控制 (含任务书、设计招标、设计合同等文件的编制) 与设计推进协调工作;负责制定项目的建筑、结构、机电各专业配置的统一技术标准, 参与材料设备的选样、选型, 工程样板的定样, 审查材料, 设备的技术参数;负责各项目设计、审核及优化工作和各阶段设计效果的把控及各专业间的协调管理工作, 办理项目的规划、概念设计、方案设计、扩初设计、施工图设计及相关二次设计内外审核、审批的手续和协调工作;根据公司设计管理制度负责各项目设计变更的审核、审批工作, 负责各项目重大设计变更的评估工作。
1.2 成本合约部的主要职责
成本合约部 (以下简称:成本部) 负责房地产公司的招投标、预结算等成本管控工作, 主要的工作内容为:负责组织项目各类工程及材料、设备采购类招标、评标工作、合同签订, 负责组织编制工程量清单、标书及标底, 分析投标报价的合理性, 组织对投标单位与材料供应商的考察、甄选工作;负责项目成本管理, 上报项目目标成本, 进行项目动态成本控制及分析, 负责检查设计变更和签证的核价情况;负责资金计划的编制, 并对执行情况进行分析, 负责工程类及材料、设备采购类合同进度款的支付审核, 对各供方工程款的支付情况进行控制;负责办理工程结算并编制结算工作报告;负责收集地区造价成本资料、建材信息, 建立供方信息库, 配合进行新材料、新产品的调查、收集工作。
1.3 设计部与成本部各自的优势及不足
设计部的优势在于对建筑、结构等相关规范及国家和地方的各项设计规定较熟悉, 注重产品的设计效果, 部门组成人员以设计类专业人才为主, 是项目设计的主要主导者。其存在的不足主要是对材料价格、工艺做法、成本构成等相对薄弱, 成本控制意识相对较弱, 在设计管控过程中容易忽略成本因素。
成本部的优势在于对材料、工艺做法、造价主要影响因素等相对较熟悉, 是项目成本控制的主要负责部门, 部门组成人员主要为造价控制及工程类专业人员为主, 成本控制意识较强。其存在的不足也是明显的, 主要体现在对相关设计规范较不熟悉, 设计的前期介入比较有限, 设计定型后再进行的成本优化工作效果不明显。
1.4 设计部与成本部之间存在的矛盾
在房地产开发对成本控制的实际工作过程中, 许多房地产公司因设计管理部与成本部之间的协调配合工作未处理好, 存在着两个部门相互指责, 激化矛盾而影响公司的成本控制及正常运营工作。经常出现的矛盾有:
成本部总是“指责”设计部:设计出图进度跟不上招标进度要求;图纸质量差, 自相矛盾、无构造节点、工程量计算总是卡壳并导致后期变更多;设计图纸总是不考虑成本问题, 设计作为成本的龙头, 主要的成本责任却落在成本部;反复更换图纸, 反复算量, 导致无法对咨询单位进行有效管理, 并打乱了招标计划影响工程进度等。
反过来, 设计部也在“指责”成本部:老是催图, 可是设计有那么容易吗, 出图哪有那么快?我们都是按公司确定的设计要求进行设计出图, 成本部却总是说设计的成本超标, 又不告诉我是具体哪里的成本超标, 设计优化无从做起;成本部设计前期都不怎么介入, 出图后又老是说图纸有问题;成本部怎么提这么多问题。
2 设计部与成本部相互合作促进设计、成本优化工作的步骤
如上所述, 因部门职责分工的原因, 设计部与成本部专业侧重点不同, 两个部门必然存在着各自的优势及不足;又因为两个部门存在较紧密的前后工作搭接关系, 并直接影响项目成本, 存在一定的矛盾也是必然的。需要双方做出共同的努力, 才有可能实现优势互补、化解矛盾。笔者通过项目实践, 为较好的解决两个部门存在的矛盾, 实现设计、成本优化工作, 应做好如下几个步骤:
2.1 抓好源头, 加强对设计环节及招标环节的控制
为了使房地产公司获得较大利润, 设计部与成本部应该充分协调配合, 建立完善的成本控制准则和相关制度。针对成本控制应首先应根据项目定位, 明确成本底线, 逐渐形成标准的成本控制指标, 按成本目标进行设计控制。
2.1.1 设计阶段的工作配合
设计阶段的工作, 应以设计部为主, 成本部配合。设计部应积极邀请成本部参与相关工作, 设计部的主要经办人员应主动与成本部的相关同事进行沟通、请教。
(1) 设计前期, 下达设计任务书阶段, 设计部应与成本部商讨确定相关的限额设计指标、设计进度目标等与成本部密切相关的事宜。
(2) 方案选型阶段, 设计部对不同方案的造价概况应主动与成本部沟通, 让成本部针对不同方案选型提供对应的造价参考。
(3) 施工图设计阶段, 设计部对重要用材的选择, 如砌体材料、外墙面材、重大设备等影响重大造价的材料设备应进行比选, 不同材料的造价情况应请成本部提供相关支持。
(4) 招标阶段, 设计部以配合为主, 为更好地验证设计, 应对成本部提供的工程量造价指标分析提前有所要求, 便于通过工程量造价指标分析有针对性、有目标地进一步进行设计优化及成本控制工作。
2.1.2 招标阶段的工作配合
招标阶段的设计优化、成本控制以成本部为主, 设计部配合。
(1) 招标预算期间应对设计图纸存在的问题, 进行一一地罗列, 并要求设计部及时进行解答和回复, 尽可能将图纸存在的问题消灭在招标期间。
(2) 发现的设计不合理、无法施工或存在造价浪费问题等也应及时向设计部提出来, 便于设计部重新进行考量、优化。
(3) 工程量造价指标应满足设计部对设计分析的需要并尽可能细化, 便于造价的对比分析。
(4) 应对工程量造价指标进行类似项目的纵、横向对比, 一方面验证工程预算的准确性, 另一方面可以有针对性地发现设计可能存在的问题。
(5) 设计部和成本部应共同掌控招标条件, 可以召开一次集体会议对招标具体条件进行磋商, 同时共同把握好评定标准。设计部主要是配合在招标文件中进一步明确相关的设计建造、材料标准、定板定样、清单描述是否准确等, 以确保建筑品质, 设计效果的落地。
最后应该使上述的配合及成本管理工作趋向于精细化、流程化, 严格按照有关规定如《工程招标管理准则》、《设计部与成本部工作配合准则》、《目标成本管理办法》等管理制度, 总之一个科学合理的成本管控需要有目标, 并进行责任成本考核、关键步骤优化、全程监控等步骤。设计管理部和合约部应该在这方面共同努力, 才能真正使设计、成本优化工作顺利开展。
2.2 抓紧、抓实工程项目的具体实施阶段
项目建设阶段是房地产公司最重要的环节之一, 虽然主要由工程部进行施工管理, 但根据笔者所在公司对多个项目结算的统计, 结算增加的造价中, 约85%是由设计变更原因造成的。为此作为公司中最重要的设计部与成本部应该相互合作, 及时跟踪项目的进展, 事先进行把关、严格的监控、对工程的每个变动进行仔细审核, 每个变更下发之前应由设计部、成本部进行预评估通过后才能执行, 严格控制设计变更, 减少结算造价的增加。同时在项目实施过程中, 有一段较长的时间, 设计和成本管理人员应持续对前期的设计及招标工作进行反思, 并进一步的进行推敲, 探讨进一步的设计和成本优化的可能性, 做好持续的设计、成本优化工作, 以期降低工程费用, 避免投资浪费, 最终达到优化成本的目的。
2.3 抓住关键, 加强对工程实施、竣工审计各个环节的管理和控制
促进成本设计和优化工作还需要对各个环节进行管理和控制, 具体可以从以下几点开展: (1) 对动态成本进行共同监控和管理。所谓动态成本就是每一阶段都可能会发生变化的成本, 只有在项目全生命周期内实时掌控, 才能从根本上控制和优化成本, 项目结束得到的数据只是进行简单的核算, 对房地产项目建设成本控制没有任何意义。项目建设中, 设计部应该及时与成本部进行沟通, 共同建立一个实时的信息交换平台, 如当前主流的房地产公司均借助计算机信息技术, 建立了适用于自身的房地产成本、运营管理系统, 从而保证成本及时的更新, 为项目销售的实时定价和调整, 资金筹措的准确性、快速进行运营决策等奠定坚实的基础。 (2) 统筹财务费用, 做到支出科学合理。项目开发需要一定的资金, 设计部和成本部应尽量控制项目开发时间 (尤其是设计占用的关键线路时间) , 利用迅速回收销售款项, 降低资金占用时间, 合理控制财务费用。另外, 项目后期评估也非常重要, 项目完工以后, 需要进行必要的审核, 包括对设计效果的评价、设计及招标进度的评价、相关的成本数据、成本指标等, 可以建立一个产品数据库, 便于日后新项目开发管理的参考, 当然这个数据库也可以用来评判公司绩效水平, 以便达到对设计部、成本部等各部门及人员的考核及激励的目的。
3 案例分析
以笔者亲身经历的部分案例进行分析:某项目在原设计时, 为了追求外立面的美观效果, 32层的高层住宅设计了外墙附墙、立面设置了6道横向线条及部分竖向线条, 成本部进行造价分析后, 外墙附墙及横竖向线条的造价很高且施工困难、又无实际功用。经与设计部协商后, 在保证外立面效果的前提下, 取消了外墙附墙及大部分竖向线条, 横向线条减少为3条, 优化后, 总价减少了约400万元, 使该项目的建安单方造价降低了50元/m2, 具有明显的成本优化作用。
4 结束语
作为房地产公司最重要的两个部门, 设计部和成本部应该采取一系列合作来降低建设成本, 提升公司的管理水平, 提升建筑品质, 这必定会增加公司的核心竞争力, 使得公司在国家政策日趋紧张的情况下保持较高的活力。目前, 不可控的土地使用成本正在增加, 控制工程造价能够确保公司在激烈的市场竞争中获得生存, 对房地产公司来说, 成本管理是一个十分庞大的工程, 每一个细节都需要多个部门的共同努力, 设计部和成本部应该实时保持沟通, 不断深化改革, 吸收人才, 以此来降低项目的投资成本, 使得各个环节的成本得到最优化。
参考文献
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