高性能混凝土用原材料及配合比設(shè)計探討

毛斌

【摘要】相較于一般混凝土，高性能混凝土在耐久性和體積穩(wěn)定性這兩各方面有非常顯著的優(yōu)勢。因此，對水泥、礦物摻合料、骨料、水、外加劑等組成的要求比普通混凝土要高得多。混凝土材料的構(gòu)成決定了混凝土的內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)以及主要宏觀性能。為了能夠有效地生產(chǎn)高性能混凝土，我們一定要正確合理使用原材料自身的性能。在高性能混凝土配合比設(shè)計中，材料的質(zhì)量控制是一個相當(dāng)困難的問題。針對高性能混凝土的原材料及配合比設(shè)計展開了論述。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土；原材料；配合比設(shè)計

高性能混凝土配合比的設(shè)計，混凝土的要求是選擇合適的水泥、外加劑、砂石等，一定要對原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢驗。

一、高性能混凝土設(shè)計技術(shù)指標(biāo)

高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，它以耐久性作為設(shè)計的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性有重點(diǎn)的予以保證。

二、高性能混凝土用原材料及配合比設(shè)計

（一）配合比設(shè)計原則

混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)原材料的品質(zhì)、混凝土設(shè)計強(qiáng)度等級、混凝土耐久性以及施工工藝對工作性的要求，通過計算、試配、調(diào)整等步驟選定。配制的混凝土應(yīng)滿足施工要求，設(shè)計強(qiáng)度和耐久性等質(zhì)量要求。在高性能混凝土配合比設(shè)計中，首要考慮的就是混凝土的耐久性，然后根據(jù)設(shè)計強(qiáng)度及施工工藝對拌合物工作性進(jìn)行設(shè)計。經(jīng)試配調(diào)整后，確定滿足要求后方可投入施工中。為了能夠有效提高混凝土的耐久性，改善混凝土的工作性，應(yīng)在混凝土中摻入適當(dāng)?shù)姆勖夯?、礦渣、硅灰等礦物摻和料及化學(xué)外加劑，其摻量要依照混凝土的性能進(jìn)行試驗來予以明確。

（二）高性能減水劑的選擇

高性能混凝土的設(shè)計是離不開高性能減水劑的。當(dāng)前商品混凝土攪拌站常用的高性能減水劑主要是聚羧酸系高性能外加劑，它是集減水、緩凝、泵送、保塌、引氣為一體的外加劑。高性能外加劑的使用可以在大幅度增加預(yù)拌混凝凝土的坍落度及提高混凝土強(qiáng)度的同時，提高混凝土的耐久性 。

（三）水泥的質(zhì)量控制

水泥是作為高性能混凝土中最為關(guān)鍵的膠結(jié)材料。它的合理選用十分關(guān)鍵。當(dāng)對水泥進(jìn)行選擇的過程中，除了在普通混凝土的選擇中應(yīng)該留意的因素之外，還需要對水泥內(nèi)部質(zhì)量的穩(wěn)定性和與高性能減水劑的相容性加以重視。從目前來看，市場上的水泥為了追求早期強(qiáng)度，其比表面積一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最小值。但這會導(dǎo)致混凝土早期水化溫度峰值提前到來，不利于早期裂縫的控制。因此，在選擇水泥時應(yīng)盡量使用水化熱低的水泥。

（四）礦物摻合料的控制

在混凝土中添加礦物摻合料能夠明顯地減小混凝土的早期水化熱，縮減早期開裂的風(fēng)險，有效提高混凝土耐久性。將優(yōu)質(zhì)粉煤灰加入高性能混凝土當(dāng)中對改善混凝土性能具有十分良好的效果。粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，質(zhì)地致密。這種形態(tài)對混凝土而言，無疑能起到減水作用、致密作用、和勻質(zhì)作用，改變拌合物的流變性，尤其對泵送混凝土，能起到良好的潤滑作用。與此同時，粉煤灰中的化學(xué)成分含有大量活性SiO2及Al2O3，這也有助于提高混凝土的后期強(qiáng)度。

礦粉作為混凝土的摻合料，不僅能等量取代水泥，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，而且還能顯著的改善和提高混凝土的綜合性能，因此使用較為廣泛。

硅灰雖然能明顯提高混凝土的工作性能，但由于硅灰具有價格的劣勢加之摻入硅灰的混凝土很明顯加大了早期的開裂，所以在商品混凝土行業(yè)中并沒有得到廣泛的應(yīng)用。

三、結(jié)語

總而言之，高性能混凝土配合比設(shè)計思路是利用高性能減水劑的減水作用降低水膠比，同時摻入礦物摻和料改善其流動性等性能指標(biāo)，以獲得具有高耐久性、高強(qiáng)度和優(yōu)良工作性的混凝土。

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