高性能混凝土配合比設計研究

葉 茂

(西安東大洋混凝土有限公司 710300)

高性能混凝土配合比設計研究

葉 茂

(西安東大洋混凝土有限公司 710300)

隨著我國建筑物的高度不斷增加，對于混凝土的要求也逐漸加大，在這種高需求的情況下，高性能混凝土應運而生。高性能混凝土的具有強度高、耐久性好、工作性能穩(wěn)定等特點，但是在高性能混凝土使用過程中也要進行配合比優(yōu)化設計，這樣高性能混凝土的性能才能得到保證。因此本篇文章就對高性能混凝土的配合比設計進行研究，保證高性能混凝土在使用過程中發(fā)揮更好的表現(xiàn)。

高性能；混凝土；配合比設計

建筑行業(yè)不斷發(fā)展，高性能混凝土的應用也越來越廣泛，但是在高性能混凝土應用過程中配合比設計有一定的不足之處，這樣就對高性能混凝土的性能產(chǎn)生很大的影響。只有將高性能混凝土的配合比設計合理，那么高性能混凝的使用質量才能得到保證。

一、高性能混凝土的配合比設計思路

高性能混凝土在進行配比設計過程是非常復雜的，而且在進行配合比設計過程中沒有明確的條文進行規(guī)定，也沒有對原材料的選擇進行合理的限制。因此，在對高性能混凝土進行配合設計過程中，應該進行有目的的少量試配，然后根據(jù)試配結果對相關參數(shù)進行具體化，這樣就能有效提升高性能混凝土的配合比性能。

混凝土的組成是不同形狀與大小的集料顆粒和水泥砂漿凝結硬化形成的，混凝土其實就是這兩者的復合材料[1]。所以，混凝土的配合比的的強度和耐久性與集料和水泥有很大的關系，因此，合理選擇原材料，對配合參數(shù)進行合理的優(yōu)化，這樣混凝土強度、耐久度以及相關的工作性能都能得到有效提升。

二、高性能混凝土配合比設計時的原材料選擇

1、膠結材料的選擇

對膠結材料選擇時，水泥是最主要的材料。高性能混凝土使用的水泥除了對水泥標號的限制之外，還要對水泥的成分組成進行選擇。正常情況下，高性能混凝土使用的水泥質量分數(shù)不能超過百分之八，并且水泥當中的 CaO、MgO和 SO3等危害混凝土性能的有害成分應該盡量少。高性能混凝土在拌制過程中，為了減少水量的使用，應該使用良好的減水劑。在混凝土拌制時還要保證混凝土的坍落度符合相關規(guī)定。

2、對集料的要求

高性能混凝土在拌制過程中使用的水量較少，這就使得水膠較小。集料的選擇也會對混凝土的強度產(chǎn)生很大的影響。在混凝土攪拌過程中，粗集料的強度一般是混凝土的1.7倍左右。集料在選擇上一般是密實堅硬的石灰?guī)r，這是最長用到的一種材料，也是性能最好的一種材料。集料在使用過程中，其密度和吸水率都會對高性能混凝土的整體性能產(chǎn)生影響。在對高性能混凝土拌制時，粗細集料的用量一定要標準，這樣高性能混凝土的質量才能得到保證。

3、高性能混凝土外加劑

外加劑在混凝土拌制過程中不可缺少，這也是影響高性能混凝土性能的主要因素之一。良好的混凝土外加劑能夠很好的與水泥相適應，進而提升高性能混凝土整體性能，還能提高混凝土的密實性，進而將混凝土的強度和耐久性提升。在高性能混凝土拌制過程中，使用普通減水劑能夠減少水使用量的百分之九左右，使用過多則會導致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象，影響混凝土的質量[2]。在科研過程中，發(fā)現(xiàn)一種萘系高效減水劑，這種減水劑的使用既能實現(xiàn)高效的減水率，還不會導致混凝土出現(xiàn)離析現(xiàn)象。這是因為兩種減水劑混合進行使用會出現(xiàn)超疊加效應，進而出現(xiàn)高效減水又不離析的混凝土。在對混凝土拌制過程中，一般會使用多種外加劑，這樣能夠增強混凝土的強度和耐久性，還能有效改善相容性問題。

4、對硅粉的選擇

硅粉也就是我們說的硅灰，主要在硅鐵中產(chǎn)生，對混凝土有很強的增強作用，同時也是一種細集料。硅粉主要是因為其中含有的二氧化硅的含量較高，而且二氧化硅的粒徑比較小，這樣就能很好的將水泥的縫隙填滿，進而很好的提升混凝土的密實度以及強度，這樣高性能混凝土的使用性能才能得到保證。

三、確定合理的配合比參數(shù)

1、水膠比

對水泥拌制過程中，如果水泥想要完全水化，那么所使用的水應該是水泥的四分之一，在對混凝土拌制過程中，由于物理吸附作用，有表分支十五的水會限制在膠體的縫隙當中，不能很好的進行化學變化。因此，在水泥拌制過程中應該使用水泥重量百分之四十的水才能完全達到水化效果。

但是在實際拌制過程中，如果水灰比不足0.4時，隨著水膠比的數(shù)值不斷降低，混凝土的強度卻在不斷增大。這是因為混凝土拌制過程中，雖然水泥水化不完全，但是水灰比較低時能夠將混凝土的孔隙率減小，這樣沒有水化的水泥顆粒就能作為細集料產(chǎn)生相應的作用。

如果高性能混凝土在拌制過程中水膠比超過0.4，水灰比細微的變化都會對混凝土的強度產(chǎn)生影響，因此在混凝土拌制過程中應該嚴格控制水灰比，這樣高性能混凝土的質量才能得到保證。

比如在某市小黑河橋20m后張箱梁施工中，按照相關要求對水膠比進行設計，在設計過程中對適配強度進行確定，水膠比利用公式 fc28=0.304fce[(C+M) /W+ 0.62]進行計算，然后根據(jù)計算出來的數(shù)據(jù)進行混凝土的拌制。拌制完成之后通過塌落度實驗進行確定是否符合相關規(guī)定。這種方法對各項指標都有要求，還能體現(xiàn)混凝土拌合料良好的填充性，保證混凝土的板體質量均勻。

2、單位用水量

在高性能混凝土拌制過程中，還要注意單位用水量。對于高性能混凝土的配比設計，除了要注意水膠比之外，單位用水量也是應該十分注意的地方[3]。相對于普通混凝土，單位用水量比較好控制，在普通混凝土拌制過程中可以使用塌落度來測定，也可以通過集料的最大粒徑來確定，同樣也可以使用粗集料的類型來進行確定。但是由于高性能混凝土在拌制過程中加入了高效減水劑，這樣在對高性能混凝土進行坍落度測定過程中，就可以進行相關的控制。另外，在對高性能混凝土拌制過程中，使用的集料都有嚴格的控制，粒徑的范圍不會太大的波動，一般情況下小于25毫米，這樣對單位用水量的影響也就不會產(chǎn)生較大影響。

在對高性能混凝土拌制過程中，經(jīng)常會使用礦物摻合料，這樣在對高性能混凝土作塌落度實驗時，用水量的多少也會受到影響。所以，在對高性能混凝土拌制過程中，不能使用普通混凝土的單位用水量方法來測定高性能混凝土單位用水量。這樣容易產(chǎn)生不必要的誤差，從而影響高性能混凝土的拌制。在對高性能混凝土進行對比發(fā)現(xiàn)，通常情況下高性能混凝土的單位用水量和強度成反比，這樣在高性能混凝土拌制過程中就可以得到相關參考。

3、砂率

影響高性能混凝土配合比的最后一個因素就是砂率。在對高性能混凝土拌制過程中，粗集料的使用要比其他中低性能混凝土的使用量要多，拌制過程中，如果水泥的用量增加，粗集料的使用量也可以適當?shù)脑黾覽4]。通過大量的實驗可以發(fā)現(xiàn)，高性能混凝土的砂率一般是 0.33左右，而普通混凝土的砂率在 0.4或者 0.5左右，并且高性能混凝土砂率在0.33時，強度最好。在高性能混凝土拌制過程中，如果砂率繼續(xù)降低還能增大混凝土的強度，但是會對其他性能造成影響，這樣就不能保證高性能混凝土的整體使用情況。現(xiàn)在對高性能混凝土拌制過程中，可以根據(jù)混凝土中膠結材料的用量、粗細集料的使用情況以及泵送等因素對砂率進行確定。

結束語：

隨著現(xiàn)在建筑的高度不斷增加，普通混凝土已經(jīng)逐漸不能滿足現(xiàn)在建筑的需求，因此高性能混凝土應運而生。在高性能混凝土拌制過程中，要想保證其整體性能，就要有良好的配合比，這就需要在膠結材料、集料和外加劑的選擇上多加注意，在對高性能混凝土拌制時還要注意水膠比、單位用水量和砂率，這樣拌制出來的混凝土才能符合要求。

[1]王勇.混凝土配合比設計與綠色高性能混凝土[J].商品混凝土,2013,03:83-85.

[2]鄭山鎖,趙鵬,商效瑀.高強高性能混凝土配合比優(yōu)化設計[J].中國科技論文,2013,05:413-416.

[3]王瑞燕,田文玉,熊出華.高性能混凝土配合比設計方法研究[J].重慶交通大學學報(自然科學版),2008,02:252-254.

[4]任少英,郭艷梅.高性能混凝土配合比設計方法[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),2009,01:178-180.

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1007-6344（2016）10-0204-01