高性能混凝土配合比設(shè)計及其存在的問題

摘 要：高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應(yīng)具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析。為此，高性能混凝土需做好配合比設(shè)計，滿足其工作需求。本文分析了高性能混凝土配合比設(shè)計要求，介紹了配合比設(shè)計步驟與原則，并探討了高性能混凝土配合比設(shè)計的相關(guān)問題。

關(guān)鍵詞：高性能;混凝土;配合比;設(shè)計;問題;完善

0 引言

近年來品質(zhì)和環(huán)保逐漸成為建筑行業(yè)的共識和方向，高性能混凝土的應(yīng)用和大力推廣，對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、促進技術(shù)進步、推進混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)整等都具有重要作用，也因此成為建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展及質(zhì)量提升的重中之重。

1 高性能混凝土配合比設(shè)計中存在的問題

1.1 高性能混凝土雙摻控制問題 對于礦渣粉的摻量沒有固定要求，而是需要根據(jù)具體工程需要以及施工部位和強度要求進行摻入，然而在實際操作中有些施工單位在進行配合比設(shè)計值對礦渣粉的摻量沒有進行科學(xué)的計算和區(qū)分，只是盲目提高摻量造成混凝土凝結(jié)時間的延長，從而造成施工的延誤，另外摻量過高會造成混凝土的長期塑性，影響混凝土強度，造成裂縫等現(xiàn)象，影響施工質(zhì)量。

為了解決這種問題，在實際應(yīng)用中應(yīng)該根據(jù)具體的工程要求以及強度等級、結(jié)構(gòu)特點、氣候特點等進行礦粉摻量的計算和摻入，通常來說水泥中的C3A含量不應(yīng)超過總量0.80%，對于礦渣粉的質(zhì)量也要有所保障，避免凝結(jié)時間較長或者強度較低等現(xiàn)象的出現(xiàn)，另外要注意的是在冬季施工時要在配合比工作進行時選用非緩凝型減水劑，礦渣粉混凝土終飾抹面作業(yè)也要把握好適當?shù)臅r機。

1.2 粗細骨料的配比 在高強度混凝土的配比工作中，粗細骨料的質(zhì)量以及配合比直接關(guān)系著混凝土的性質(zhì)，高強度混凝土具有水泥石強度高、水灰比低的特點，這就對粗細骨料的強度提出了更高的要求，所以高強度混凝土的粗細骨料選擇時要盡量選用未風化的巖石、破碎砂、石，不得用已風化的母巖來加工粗細骨料。對于碎石的粒徑也要進行控制，從而在材料上保障混凝土的均質(zhì)性和質(zhì)量。

由于高強混凝土的水灰比低，水泥用量相對較多，砂率也偏小，因而其中水泥有相當一部分僅起微細填料作用。由此在配合比設(shè)計時，節(jié)約水泥的有效措施是盡量改善粗細骨料級配比以減少其空隙率和增加單方混凝土中的粗骨料用量，粗骨料應(yīng)采用二級或多級級配，其松散堆積密度應(yīng)大于1500kg/m3，緊密空隙率宜小于40%，吸水率應(yīng)小于2%，配制強度等級C50及以上混凝土時，粗骨料最大公稱粒徑不應(yīng)大于25mm，同時采用外摻增強劑和強制攪拌工藝提高水泥石強度并相應(yīng)減少水泥用量，不但能降低成本，還可改善混凝土的物理力學(xué)性能，特別是提高耐久性。

1.3 規(guī)范問題 在高性能混凝土配合比的規(guī)范問題上，由于普通混凝土的配合比規(guī)范在高性能混凝土配合比上并不適用，導(dǎo)致高性能混凝土的設(shè)計過程中往往沒有具體的規(guī)范可循，只能夠根據(jù)經(jīng)驗或者簡單的計算公式進行，所以對高性能混凝土質(zhì)量來說得不到保障。在高性能混凝土強度的決定因素中，水膠比是一項重要的因素，高性能混凝土的配合比設(shè)計要改變原有的設(shè)計思路要根據(jù)高性能混凝土的耐久性以及膠凝材料品質(zhì)進行設(shè)定，確定膠凝材料之后再確定用水量，從而精確的進行配比工作，保障高性能混凝土的質(zhì)量。

1.4 指標優(yōu)化 在高性能混凝土的發(fā)展過程中，單項目目標優(yōu)化的方式已經(jīng)不能夠滿足混凝土配合比的要求，更多是趨向于多目標聯(lián)合控制的配比優(yōu)化方式，對于高強度混凝土來說普通混凝土的保羅米公式不再使用，這就需要對目標函數(shù)進行優(yōu)化，其中要以具體的實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用軟件進行預(yù)測方程的模擬，從而確定指標，對高強度混凝土的配合比奠定基礎(chǔ)。

2 高性能混凝土配合比的原則

高性能混凝土只是對現(xiàn)有的有關(guān)環(huán)節(jié)的操作要求更加規(guī)范、明確和嚴格。其質(zhì)量控制要點包括以下幾個方面：

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量控制 針對特定工程的混凝土性能要求，在設(shè)計階段要明確、具體;設(shè)計參數(shù)取值要科學(xué)、合理;計算和驗算要正確和滿足要求;構(gòu)造要求應(yīng)同時滿足強度、施工和耐久性的需要。設(shè)計階段要針對特定工程，明確其耐久性設(shè)計指標和驗收要求。

2.2 原材料要求 各種原材料要滿足高性能混凝土的最低要求。進場控制要按照有關(guān)規(guī)范進行。砂石骨料作為混凝土組成材料中占比最大的部分，對混凝土性能的影響非常大，在對混凝土工作性、力學(xué)性能、長期性能和耐久性能有顯著影響。但多年來，砂石骨料的質(zhì)量在我國一直沒有得到充分的重視。砂石的品質(zhì)應(yīng)放在混凝土整個原材料體系中總體考慮。既滿足相關(guān)砂石標準和有關(guān)應(yīng)用標準，又要跟其他原材料相匹配以降低成本，混凝土建設(shè)施工質(zhì)量也才能得到保證。

2.3 具體工程具體分析 配合比設(shè)計要根據(jù)高性能混凝土不同品種，按照相關(guān)要求進行設(shè)計。例如：用水量和水泥用量高強高性能混凝土的用水量可根據(jù)原材料品質(zhì)、混凝土拌合物要求、原始積累的試驗資料等來選擇。如由此確定的用水量導(dǎo)致水泥或膠凝材料總用量過大時，可通過調(diào)整減水劑品種或摻量來降低用水量和膠凝材料用量;也可以根據(jù)強度和耐久性要求，首先確定水泥或膠凝材料用量，再由水灰比計算用水量，當流動性不能滿足設(shè)計要求時，再通過調(diào)整減水劑品種或摻量加以調(diào)整。在粗細骨料配合比上，高性能混凝土中砂率約一般為34%～44%時的混凝土強度在多數(shù)情況下要比砂率為40%～50%時高，更低的砂率還可能使強度增長，但是這將影響工作性，尤其對泵送不利。砂率的大小可根據(jù)總膠凝材料用量、粗細骨料的顆粒級配及是否有泵送要求等因素確定。

2.4 嚴格按照標準 生產(chǎn)和施工要滿足預(yù)拌混凝土生產(chǎn)和施工的相關(guān)標準規(guī)定。檢驗和驗收，按照相關(guān)標準進行。高性能混凝土評定，要在混凝土工程驗收合格的基礎(chǔ)上，按照《高性能商品混凝土評價標準》JGJ/T385-2015進行。水灰比是決定混凝土強度的主要因素，目前尚無完善的公式可供選用，故配合比設(shè)計時通常根據(jù)設(shè)計強度等級、原材料和經(jīng)驗資料選定水灰比。

3 結(jié)語

綜上所述，在高強度混凝土配合比的工作中，我們已經(jīng)取得了一定的成果，但是由于發(fā)展時間較短，規(guī)范等方面不夠完善，所以在高強度混凝土的配合比工作中難免會存在一些問題，面對這些問題我們要做的就是認真分析問題出現(xiàn)的原因，盡快的制定完善的規(guī)范標準，做到有據(jù)可依有法可循，在具體的施工設(shè)計方面要嚴格按照標準進行，從原材料質(zhì)量、配合比方法以及指標的優(yōu)化等，根據(jù)不同工程的特點選用最科學(xué)合理的高強度混凝土的配合比方式，提高工程質(zhì)量，降低工程成本，更好的促進企業(yè)的不斷發(fā)展。