水利工程建筑中混凝土的配合比設計及其性能

馮凌輝

摘 要：水工建筑指的是為了開發利用和保護珍貴的水資源，從而避免遭受水害而建設的能夠承載水的作用的建筑物，是一項利于人們生產生活的建筑。為了促使水工建筑能夠更加穩固，就要應用混凝土結構的施工技術，切實保障水工建筑的建設質量。基于此，本文首先對混凝土配合比設計進行概述，進而結合實際工程案例對混凝土配合比設計及性能展開分析，以供參考。

關鍵詞：水利工程建筑物;混凝土配合比;性能

1引言

水工建筑不同于其他建筑的方面是受到自然因素的影響比較大，混凝土結構的施工技術對于水工建筑來說能夠起到穩固建筑物的作用，延長水工建筑的使用壽命，其施工的水平很大程度上影響建筑的質量。因此，在應用混凝土結構施工技術的同時應該加強混凝土施工技術要點的研究，結合具體的施工條件對施工技術進行優化，切實保障水工建筑的施工質量。在混凝土施工技術應用過程中，其配合比設計對施工質量起到直接影響，具有重要意義。因此，本文重點對水工建筑物混凝土配合比展開分析。

2工程概述

某水庫擋水建筑物型式為常態混凝土重力壩，最大壩高40.4m，由右岸擋水壩段、引水壩段、溢流壩段、門庫壩段及左岸擋水壩段組成。壩頂全長281m，建基面最低高程86.6m，混凝土總量為18.4萬m3。

3混凝土配合比設計

3.1試驗原材料

水泥：Ⅱ區混凝土P.O42.5普通水泥和P.MH42.5級中熱硅酸鹽水泥，其他分區選用P.O42.5級普通水泥;粉煤灰：通過供貨廠家調查，采用Ⅰ級或Ⅱ級灰。粉煤灰摻量通過試驗確定;骨料：采用當地的天然粗細骨料;外加劑：要求所選用的外加劑具有減水、引氣、緩凝、抗裂和能增加混凝土澆筑塊長度等功能。

3.2配合比設計

根據設計要求，壩體混凝土有五個區域，如圖1所示，其中Ⅱ區混凝土是擋土壩和溢流壩的基礎混凝土。考慮到施工的關鍵部位，為了減少甚至避免溫度應力引起的混凝土裂縫，選擇了兩種水泥（普通硅酸鹽水泥和壩用中熱硅酸鹽水泥）進行對比試驗。同時，為了降低溫度應力引起裂縫的概率，應進行有無膨脹劑的對比試驗，膨脹劑的主要作用是補償收縮。

3.3優選外加劑

試驗研究優選復合高效型外加劑（LSYT引氣減水劑），以增強結構的抗裂性。選用不同型號的外加劑，相同其他材料，分別在兩家甲級資質的實驗室，做相同配合比設計，在相同外界環境下，以壩體基礎混凝土（C9020F100W6）及內部混凝土（C9015F50W2）為例，外加劑試驗對比結果見表1。

結果顯示，優化的新配合比，水泥用量較小、相對水化熱絕熱溫升小，能夠更好地控制混凝土內部溫度，因此該配合比為最佳配比。

4優化混凝土配合比設計策略

4.1明確混凝土配合比技術要求

在正式進行混凝土配合比設計之前，首先要做的就是明確當前工程施工技術要求，確定工程設計強度等級、鋼筋間距、結構構件尺寸等相關信息，然后以此為基礎選擇相應水泥品種，確定其中需要用的石子粒徑參數信息。混凝土相關設計人員應先明確混凝土施工工藝要求以及規范標準，同時設計人員應具備特種混凝土設計工作經驗，從而從根本上確保最終混凝土配合比符合施工要求。在進行大體積混凝土配合比設計時，首先相關設計人員應對該種類型混凝土施工技術要求有一定的掌握，確定混凝土強度等級、初凝時間、坍落度等信息，然后選取合理配合比，通過對該配合比進行不斷試驗不斷優化，在適配過程中，應給予滿足強度要求的前提下，適當減少水泥在其中的使用量，加大粉煤灰使用量，這樣做的目的是降低水泥水化熱，改善混凝土工作性能，降低經濟成本。再如，在進行自密實混凝土配合比設計過程中，應重點分析的是該類混凝土抗收縮、保塑、流動等方面的性能，可通過選擇石子粒徑、外加劑、膨脹劑等等進行調配試驗，最終使混凝土滿足工程施工要求;對于路面混凝土配合比設計，應該嚴格控制坍落度，通過對大粒徑石子滲入量進行控制，以此起到增加耐磨度的作用。

4.2嚴格遵循混凝土配合比設計技術要求

在進行混凝土配合比設計過程中，首先應該根據當前工程施工提出的要求，一般情況下，主要考慮的技術要求有和易性、耐久性、力學性能等。在進行混凝土生產地過程中，對于混凝土拌合物和易性的要求，主要有流動性、黏聚性以及保水性;對于混凝土成型養護以及實際使用階段，主要考慮的是混凝土力學性能符合施工要求，主要有抗壓強度、抗變形、抗折強度等;對于混凝土的使用階段，應滿足工程對混凝土耐久性方面提出的要求，主要有抗侵蝕、抗凍抗滲等等。在實際施工中，應根據工程實際要求進行混凝土配合比設計，以此從根本上讓混凝配合比符合當前工程的要求，保證工程施工質量。

4.3加強混凝土原材料質量檢測

（1）嚴格控制混凝土原材料的質量關，原材料進入施工場地前需要進行全面的質量檢驗，如果質量與實際要求存在出入，應對其重新進行配合比試驗，如果不驗證調整，就會對混凝土在實際施工中的應用質量帶來直接影響。基于以上，在進行混凝土生產時，應結合砂石料含水率來對其中用水量進行調整，這樣做的目的在于防止因含水率調整不及時，導致混凝土水膠比發生變化，從而對混凝土出廠狀態、抗壓強度帶來相應影響。

（2）還要特別注意對砂、外加劑、混凝土中氯離子含量進行檢測，這樣防止因混凝土氯離子含量超出規范標準導致鋼筋發生銹蝕問題。在進行混凝土施工作業時，嚴禁工作人員私自向混凝土中加水，嚴控水泥在其中的使用量，基于保證混凝土配合比符合工程質量要求的基礎降低水泥量，從而起到節約成本支出的作用。

4.4統計分析混凝土配合比試驗數據信息

通過檢測混凝土配合比中所用到的原材料性能指標，根據設計要求來計算配合比，以此制定相應的混凝土配合比計算書，根據該計算書，對其中水膠比通常采取±0.05的浮動比例，分成三組進行配合比試驗，要求相關試驗人員對每次試驗中的凝結時間、抗壓強度、流動性等多項混凝土性能指標進行相應記錄，完成試驗后，對這三組試驗結果進行對比分析，然后根據設計提出的要求，選擇其中滿足工程質量要求、具有一定經濟性的配合比設計方案，結合工程實際對其進行相應的調整和修正，以此設計出最符合當前工程要求的混凝土配合比設計方案。

5結束語

綜上所述，水工建筑施工中混凝土結構的施工技術是一項重要的應用技術，其應用過程中，首先要確保的就是混凝土配合比設計的科學性及其性能的合理應用。本文在結合實際工程基礎上，提出了優化混凝土配合比設計策略，以期提高水利工程建筑物混凝土配合比設計水平。

參考文獻：

[1]徐蒞春 劉曉霞.混凝土配合比設計影響因素分析及設計優化[J].商品混凝土，2019（04）

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