論優(yōu)化高性能混凝土配合比的具體措施研究

張曉煒

（新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 新疆 昌吉 831100）

0 引言

建筑行業(yè)是與人們的生活和生產(chǎn)過程緊密相關(guān)的一部分，建筑結(jié)構(gòu)的安全和質(zhì)量也直接影響到使用者的生活質(zhì)量和安全。許多建筑企業(yè)對(duì)建筑經(jīng)濟(jì)利益的過度渴望導(dǎo)致建筑質(zhì)量管理方面的能力降低，進(jìn)而影響了整個(gè)項(xiàng)目的開發(fā)。在此過程中，高性能混凝土可在確保施工質(zhì)量，增加混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和工程質(zhì)量以及建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性方面發(fā)揮根本作用。通過應(yīng)用最佳的配合比，可以從根本上改善項(xiàng)目的整體質(zhì)量。

1 基于綠色高性能要求下混凝土的基本特點(diǎn)和性質(zhì)

綠色高性能混凝土具有四個(gè)主要特征：可加工性，高強(qiáng)度，高耐久性和環(huán)境保護(hù)。（1）可加工性。可加工性是高性能綠色混凝土的主要特征。綠色高性能混凝土具有致密而均勻的結(jié)構(gòu)，適用于混合，運(yùn)輸，澆筑，振動(dòng)和其他原材料結(jié)構(gòu)，我們需要確?；炷辽喜粫?huì)發(fā)生離析，滲出，分層等疾病。（2）高強(qiáng)度。良好的配合比對(duì)混凝土的強(qiáng)度具有決定性的影響。當(dāng)涉及混凝土成分的配合比時(shí)，水泥等原材料和硬化孔隙率對(duì)水泥混凝土的強(qiáng)度有重要影響。因此，在設(shè)計(jì)混凝土配合比時(shí)，水和膠凝材料的配合比在混凝土配合比中是計(jì)算的重要指標(biāo)。另外，混凝土的早期強(qiáng)度并不是混凝土的整體強(qiáng)度，外部環(huán)境導(dǎo)致混凝土開裂并影響耐久性。（3）高耐久性。混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性包括抗凍性，抗堿性聚集體，抗?jié)B性，抗碳化性，對(duì)氯離子的滲透性和抗侵蝕性，因此混凝土的高耐久性可以保證混凝土結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)的可靠性。（4）環(huán)保性。環(huán)境保護(hù)功能是指通過綠色環(huán)保概念和高性能混凝土的結(jié)合，可以節(jié)省能源和資源，是環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的綜合體現(xiàn)[1]。在相同條件下，綠色高性能混凝土中的水泥用量要少于普通混凝土，而礦物外加劑的用量較大，這可以減少資源消耗和污染，符合現(xiàn)代的節(jié)能環(huán)保概念。

2 配合比設(shè)計(jì)原則

普通水泥混凝土的應(yīng)用效果越來越差，高性能混凝土的應(yīng)用變得越來越重要。配合比的設(shè)計(jì)通常主要基于普通混凝土的配合比的計(jì)算，從本質(zhì)上講，這就是優(yōu)化和改善普通混凝土的配合比，這一工作包括許多方面，例如外加劑的使用，水流量的控制，砂的消耗，水與粘結(jié)劑的配合比等。此外，混合物的配合比設(shè)計(jì)必須充分整合其各種特性并嚴(yán)格遵守相關(guān)原則。首先，必須遵循混凝土的壓實(shí)原理，意味著，處于塑性狀態(tài)的混凝土的體積等于處于致密狀態(tài)的混凝土組分的體積疊加；其次，在計(jì)算混合物的配合比時(shí)，必須遵守水與粘結(jié)劑比例合理的原理。隨著水與粘合劑的比率增加，混凝土的強(qiáng)度可能會(huì)有所降低，該含量對(duì)混凝土的強(qiáng)度保證非常重要，必須遵守最低水泥含量的原則[2]。

3 高性能混凝土在配合比設(shè)計(jì)時(shí)存在的問題

首先，骨料的配合比不合適。在混合摻合料工作中，粗骨料和細(xì)骨料及其各自的種類級(jí)配會(huì)影響混凝土的性能。因此，從具體的角度來看，有必要檢查單元的類型和等級(jí)，并據(jù)此制定標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制骨料的混合比從而更好地控制混凝土中的空隙，以使結(jié)構(gòu)滿足實(shí)際要求。另外，混凝土生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出來的原材料可以也會(huì)存在某些問題，因?yàn)樵诨旌匣炷習(xí)r對(duì)粗骨料和細(xì)骨料的理解并不完整，盡管水泥的質(zhì)量較高，但很難滿足砂巖與規(guī)格之比的混凝土質(zhì)量要求?；炷恋馁|(zhì)量也會(huì)反映到骨料的水分含量不足上，單純依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷是非常不科學(xué)的，我們必須根據(jù)天氣，氣候和人為因素進(jìn)行全面分析再?zèng)Q定。其次，缺乏設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也是高性能混凝土施工中的重要問題之一。普通混凝土的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不適用于高性能混凝土，僅通過分析項(xiàng)目人員的經(jīng)驗(yàn)就很難進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工作。在確定混凝土配合比時(shí)，要更加注意水和粘合劑的配合比。只有滿足操作要求的水膠比才能更好地滿足混凝土的強(qiáng)度和耐久性。第三，制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中為了獲取更大的成本收益降低了生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)配置，并且并生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制工作也沒有做到位。為了確保高性能混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，必須對(duì)所有工作進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)相關(guān)的工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面的優(yōu)化和分析，以便通過反復(fù)的校核從而發(fā)揮出更好的作用[3]。

4 高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)的具體措施

4.1 活性礦物細(xì)摻料的配置方法

在高性能混凝土中外加活性礦物細(xì)摻料，例如優(yōu)質(zhì)粉煤灰和二氧化硅。活性礦物細(xì)混合物分散在水泥中，這使得填充的水泥的孔能夠被填充并且其結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，從而有效地改善了混凝土的抗?jié)B性。同時(shí)，活性礦物外加劑可以代替部分水泥，以減少原始混凝土的水化熱，從而有效地防止在水泥中產(chǎn)生裂縫[4]。

4.2 檢查原料質(zhì)量

高性能混凝土的質(zhì)量控制需要對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。在初始階段應(yīng)仔細(xì)檢查原材料的質(zhì)量，并根據(jù)整個(gè)項(xiàng)目的要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y(cè)試。混凝土材料包括粗骨料和細(xì)骨料，外加劑，水泥等，混凝土的強(qiáng)度和性能與原材料密切相關(guān)。審查和控制單位質(zhì)量的工作要求員工了解工作的細(xì)節(jié)并執(zhí)行工作的內(nèi)容，檢測(cè)對(duì)象包括骨料壓碎值，骨料中污泥含量和骨料水平的指標(biāo)?；炷辽a(chǎn)中的質(zhì)量控制要求及時(shí)檢查骨料中云母和氯離子的含量，在每個(gè)施工階段結(jié)束時(shí)都需要及時(shí)進(jìn)行檢查工作，并且在檢查完成后進(jìn)行后續(xù)工作。值得注意的是，多重檢測(cè)可以確保材料的檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確[5]。

4.3 科學(xué)設(shè)計(jì)配合比參數(shù)

在開發(fā)高性能混凝土配合比時(shí)，需要注意參數(shù)控制：水與粘合劑的比例，水泥與骨料的比例，砂率以及高效減水劑的量，所有這些都是關(guān)鍵控制要點(diǎn)。粘合劑與水的配合比的調(diào)節(jié)必須與高性能混凝土的性能相結(jié)合，即粘合劑與 水的比例低，隨之而來就可以增加混凝土耐久性并降低滲透性。因此，在正常條件下，必須確保將高性能混凝土中水的粘結(jié)劑的配合比控制在0.40 以下。比如：強(qiáng)度C50 的水膠比應(yīng)設(shè)置為0.37 至0.33，強(qiáng)度C80 的水膠比應(yīng)設(shè)置為0.28 至0.24，強(qiáng)度C100 的水膠比應(yīng)設(shè)置為0.370.23～0.19。在通過組合物的強(qiáng)度水平確定了水膠比之后，可以根據(jù)細(xì)粒礦物外加劑的類型和量來調(diào)節(jié)混凝土強(qiáng)度。漿骨比是指水泥與骨料的比率。通常，砂漿與骨料的體積比應(yīng)為35:65。在該配合比下的強(qiáng)度，混凝土的可加工性，體積穩(wěn)定性和其他指標(biāo)都是理想的，高性能混凝土也可以處于更理想的狀態(tài)。在強(qiáng)度等級(jí)為C50～C70 的高性能混凝土配置中，20%至50%的水泥可用15%-30%的礦渣或優(yōu)質(zhì)粉煤灰代替，而C80 以下的混凝土可以為15%-35%的礦渣（優(yōu)質(zhì)粉煤灰）和5-10%的二氧化硅灰?？刂粕八僖仓苯佑绊懟炷恋男阅?，通常，混凝土的強(qiáng)度會(huì)隨著砂速的增加而降低。在這種情況下，應(yīng)根據(jù)膠凝材料的總量，粗顆粒和細(xì)顆粒的等級(jí)以及運(yùn)輸要求來適當(dāng)選擇砂速[6]。

4.4 高性能混凝土的耐久性

4.4.1，配置目標(biāo)

在高性能混凝土構(gòu)造過程中，與普通的混凝土構(gòu)造方法有很大的不同，首先必須考慮的重要因素是混凝土的耐久性。混凝土的強(qiáng)度主要包括：抗凍性，滲透性和體積穩(wěn)定性指標(biāo)。由于大多數(shù)有毒有害物質(zhì)都是通過水進(jìn)入混凝土的，會(huì)對(duì)混凝土產(chǎn)生很大影響，因而抗?jié)B性是影響高性能混凝土耐久性的最重要因素。

4.4.2，強(qiáng)度

混凝土的最基本特征是高強(qiáng)度。在高層建筑中，混凝土強(qiáng)度影響更大，如果水膠比率在0.4 之內(nèi)，則通?？梢詫⒕哂胁煌瑥?qiáng)度的混凝土轉(zhuǎn)化為高性能混凝土。影響高性能混凝土強(qiáng)度和性能的兩個(gè)常見因素是礦物質(zhì)含量和水膠比[7]。

4.4.3 外加劑

外加劑是指在混凝土攪拌之前或期間外加的物質(zhì)，可以改善混凝土的整體性能?；炷辽a(chǎn)過程中可以使用多種外加劑，但大多數(shù)情況下使用的是高效減水劑。另外，外加劑（例如減水劑）的質(zhì)量和數(shù)量必須符合相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在正常的使用條件下，高效減水劑的水回收率不應(yīng)低于20%，以便可以大大降低水灰比，從而提高混凝土的強(qiáng)度。通常情況下，減水劑用量應(yīng)為膠凝材料用量的0.8%至2%，其中C80 混凝土的強(qiáng)度為1.8%[8]。

5 結(jié)束語

由于普通的水泥混凝土在實(shí)際應(yīng)用過程中越來越難以滿足基本技術(shù)結(jié)構(gòu)的要求，那么有效使用高性能水泥混凝土非常重要。在高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)中，必須有效地控制粉煤灰和水泥材料的量，以此有效改善混凝土的干縮和抗?jié)B性，優(yōu)化高性能混凝土的使用壽命并提高整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量[9]。