淺析高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

梁宜勇

（合肥天柱混凝土公司　安徽　合肥　230000）

淺析高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

梁宜勇

（合肥天柱混凝土公司安徽合肥230000）

考慮混凝土的耐久性是起決定作用在高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)理念慮，應(yīng)重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)混凝土使用年限，結(jié)構(gòu)與所處環(huán)境，從而，混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)使用壽命大道100年，在混凝土耐久性實(shí)現(xiàn)過(guò)程中摻入粉煤灰、礦粉及聚羧酸系高效減水劑，關(guān)鍵技術(shù)是來(lái)提高混凝土抗氣離子滲透、抗裂、凍性能，限制原材料堿含量和氯離子含量，這些措施來(lái)預(yù)防混凝土發(fā)生堿-骨料反應(yīng)和鋼筋銹蝕，保證混凝土持續(xù)耐久性，混凝土具備，工作性、高強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等特點(diǎn)。本文聯(lián)系高性能混凝土在京滬高速鐵路、青島海灣大橋工程中應(yīng)用情況，簡(jiǎn)述一下筆者對(duì)高性能現(xiàn)凝土的理解。

引言

從1990年5月，美國(guó)召開(kāi)第一屆高性能的混凝土討論會(huì)以來(lái)，其定義、配合比設(shè)計(jì)等討論就成為了討論的熱話題。近幾年來(lái)，經(jīng)過(guò)宣傳與推廣應(yīng)用，適應(yīng)工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展需要，高性能混凝土，已經(jīng)處于一個(gè)重要位置。對(duì)于我國(guó)工程，1999年，吳中偉院士，如下定義：高性能混凝土新型的高技術(shù)的。耐久性的實(shí)際方針，是需要提高普通混凝土性能的進(jìn)一步，應(yīng)用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作，為了滿足不同用途，性能要保證耐久、施工、適用、強(qiáng)度適中、體積適合性和經(jīng)濟(jì)適度性。使用復(fù)合型超塑化劑，礦物質(zhì)摻合料，一個(gè)可以幫助混凝土到高性能的重要手段之一。和普通混凝土進(jìn)一步相比，高性能混凝土原材料增加，它均勻性、致密性均得以提高、性能得到改善，高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)亦復(fù)雜的高性能混凝土具有非常多有點(diǎn)。

1　關(guān)于高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)

1.1關(guān)于設(shè)計(jì)思路

高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)，作為一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，按照原則選擇合適的原材料，配合比參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，試配是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，綜合比較各個(gè)配合比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使各項(xiàng)指標(biāo)可以達(dá)到耐久性設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工目標(biāo)，是一個(gè)完成實(shí)際操作的注意優(yōu)化途徑。

1.2關(guān)于原材料選擇方面

①水泥選擇，高性能混凝土的性能是與水泥的強(qiáng)度等級(jí)、礦物組成和細(xì)度有著密切的關(guān)系，強(qiáng)度等級(jí)不低于42.5級(jí)的低堿硅酸鹽水泥或低堿普通硅酸鹽水泥是最佳選擇，水泥熟料需要含量不宜大于8%C3A，氯離子、游離氧化鈣、氧化鎂和三氧化硫，自然是越少越好，外加劑的相容性也要求很高要好。②礦物摻和料選擇，優(yōu)質(zhì)的礦物摻和料代替部分水泥是一個(gè)可以節(jié)成本降低混凝土內(nèi)部的溫度，密實(shí)性是一個(gè)關(guān)鍵對(duì)改善混凝土性實(shí)性，它與后期混凝土強(qiáng)度的相關(guān)性存在很大聯(lián)系，提高耐久性也很重要。粉煤灰宜采用F類Ⅰ級(jí)，礦渣粉，采用$95最優(yōu)。③關(guān)于細(xì)骨料選擇。顆粒的堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、耐風(fēng)化的天然河沙，它是最優(yōu)選擇，細(xì)度模數(shù)，2.6～3.0，0.315mm篩的累計(jì)篩余選擇最佳，指標(biāo)應(yīng)需要符合規(guī)范要求。④關(guān)于粗骨料。采用級(jí)配較為合理、粒形最優(yōu)良、質(zhì)地較為均勻而堅(jiān)固、線脹系數(shù)需要小，潔凈碎石，最大粒徑不應(yīng)該大于25mm，應(yīng)采用二級(jí)配或多級(jí)配，指標(biāo)應(yīng)符相關(guān)合規(guī)范要求。⑤關(guān)于外加劑。減水率高、坍落度損失小、適量進(jìn)行引氣可以與水泥有好的適應(yīng)性、明顯增強(qiáng)混凝土耐久性能，這樣的質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品。⑥拌和用水適量。飲用水是作為拌制混凝土用水。如果需要選擇其他水的要求是有著嚴(yán)格的規(guī)定。

1.3明確合理的配合比參數(shù)

①關(guān)于水膠比的選擇。低水膠比問(wèn)題，作為高性能的混凝土需要配制特點(diǎn)，對(duì)國(guó)內(nèi)外要求，高性能混凝土的成功經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，水膠比，宜為0.40以下，如果強(qiáng)度等級(jí)要求，不一樣，經(jīng)試拌，可以確定合適的水膠比。②單位用水量進(jìn)行選擇。高性能的混凝土，摻八高性能減水劑，礦物型摻和料，是作為一個(gè)會(huì)對(duì)用水量產(chǎn)生影響的因素，對(duì)響坍落度而言，普通混凝土用水量的方法與高性能混凝土用水量是選擇不同的。根據(jù)高性能混凝土施工具體實(shí)例來(lái)看，大致預(yù)算初次試配的單位用水量宜約為140～ 170kg/m，試拌確定合適的單位用水量還需要根據(jù)其他因素。③砂率計(jì)算。混凝土總膠凝材料所需量、粗細(xì)集料的顆粒級(jí)配或者是否存在泵送要求等因素是一個(gè)重要問(wèn)題，試拌確定合適的砂率。配置1.4高性能混凝土與設(shè)計(jì)性能來(lái)源于實(shí)例以上高性能混凝土的設(shè)計(jì)思路與原則，通過(guò)符合上述要求的原材料進(jìn)行細(xì)致的分析，體積法是進(jìn)行高性能混凝土的配合比計(jì)算的一個(gè)數(shù)據(jù)源頭，多次的試配，可以顯示京滬高鐵C50箱梁預(yù)制和青島海灣大橋C30樁基高性能混凝土配合比，及性能。

結(jié)果見(jiàn)表1和表2。

表1　

表2　

2　水泥用量對(duì)混凝土性能的影響

混凝土配合比設(shè)計(jì)。一定的水泥用量，作為可以保障混凝土強(qiáng)度的一個(gè)重要的原因和基本，然而影響混凝土相關(guān)性能的角度展示，水泥用量是適量為最優(yōu)化選擇不是越多越好，水泥用量過(guò)高也是會(huì)產(chǎn)生一些問(wèn)題，例如，影響混凝土綜合品質(zhì)提高。通過(guò)大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出水泥用量與結(jié)果最優(yōu)不成正比，當(dāng)混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)施中，單方水泥用量超過(guò)600kg，對(duì)混凝土強(qiáng)度不會(huì)起到積極有力的影響，混凝土的收縮和開(kāi)裂幾率出現(xiàn)時(shí)增加了。高強(qiáng)與高性能綠色混凝土配合比設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化是一個(gè)為了保證混凝土強(qiáng)度，相關(guān)耐久性，這是一個(gè)重要問(wèn)題，水泥用量需要降低，摻入混凝土礦物摻合料，可以起到這樣的作用，減少水泥用量，節(jié)能減排，可以降低水泥的水化熱，混凝土收縮開(kāi)裂的幾率減到最小，混凝土的相關(guān)耐久性（抗?jié)B性、抗凍性）進(jìn)一步得到改善。如此，《相關(guān)普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ55-2011）、《混凝土的結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)的規(guī)范》（GB/T50476-2008）、《相關(guān)混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2010）、《補(bǔ)償收縮混凝土應(yīng)用技術(shù)的規(guī)程》（JGJ/T178-2009）、《相關(guān)大體積的混凝土施工的規(guī)范》（GB50496-2009）。

3　關(guān)于高性能混凝土的施工質(zhì)童控制

（1）需要加強(qiáng)原材料的質(zhì)量嚴(yán)格管理。

應(yīng)按規(guī)范要求，對(duì)高性能混凝土原材料進(jìn)行檢測(cè)，如水泥與骨料、或者外加劑、礦物摻、料、拌和水等主要原材料的品質(zhì)，這些原材料的品質(zhì)需得到保障，將其密切關(guān)注與控制各種原材料的質(zhì)量問(wèn)題。

（2）選擇嚴(yán)格合理的攪拌生產(chǎn)工藝，進(jìn)行攪拌時(shí)，需要向攪拌機(jī)內(nèi)投入細(xì)骨料水泥礦物摻和料和外加劑，攪拌均勻，加入所需水量是一個(gè)必要環(huán)節(jié)，砂漿完全攪拌后，再投入粗骨料，均勻攪拌是十分必要的，總攪拌時(shí)間不應(yīng)少于2min。混凝土的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，保證計(jì)量系統(tǒng)的誤差控制在一定的范圍內(nèi)符合要求（誤差需按膠凝材料、水、外加劑為±1%，骨料士2%），開(kāi)盤前，進(jìn)行標(biāo)定所有計(jì)量系統(tǒng)。

（3）關(guān)于加強(qiáng)混凝土澆筑過(guò)程質(zhì)量控制。

混凝土入模前需做以下工作，測(cè)定混凝土的工作性能包含溫度、坍落度、含氣量等，如果存在不符合規(guī)定的現(xiàn)象是不可以進(jìn)行入模澆筑的工作的只有拌和物性能符合設(shè)計(jì)，配合比要求。澆筑過(guò)程中，隨機(jī)抽取樣品進(jìn)行檢測(cè)，這是可以確保質(zhì)量的重要方案之一。

（4）關(guān)于加強(qiáng)混凝土澆筑后的養(yǎng)護(hù)。

摻加了礦物摻和料才可以組成高性能的混凝土，所以早期的保水養(yǎng)護(hù)是一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題對(duì)混凝土的早期強(qiáng)度發(fā)展，混凝土的連續(xù)保濕養(yǎng)護(hù)應(yīng)在終凝后立即進(jìn)行，最低養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定要求。

4　結(jié)束語(yǔ)

高性能混凝土是采用于高速公路施工中，它可以克服高性能缺陷，確保高速公路工程的100年使用壽命。設(shè)計(jì)方向結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，聯(lián)系高速公路特大橋施工中混凝土工程，配制出高強(qiáng)度、高耐久性混凝土。研究結(jié)果表明：選擇合理計(jì)算方法及配制出比較成熟的施工配合比，使混凝土達(dá)到最佳效果，降低工程制造成本，混凝土強(qiáng)度得到提高，減少混凝土內(nèi)部空隙明顯，能抵抗外來(lái)腐蝕介質(zhì)的侵入，護(hù)筋性得到保證，提高混凝土耐久性更好，節(jié)約了成本，確保工程質(zhì)量。

[1]《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）.中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009，5.

[2]《聚羧酸系高性能減水劑》（JG/T223-2007）.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007，8.

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2015-3-9