基于高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)中常見問題及質(zhì)量控制措施

羅玉秋

摘要：高性能混凝土在工程配合比設(shè)計(jì)過程中，要確保其應(yīng)用質(zhì)量，就需要進(jìn)一步重視設(shè)計(jì)要點(diǎn)，從配合比出發(fā)，做好相關(guān)設(shè)計(jì)工作和質(zhì)量控制工作，確保高性能混凝土的應(yīng)用效果能夠得到保障，文章重點(diǎn)對(duì)高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)中常見問題及質(zhì)量控制措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土;配合比設(shè)計(jì);常見問題;質(zhì)量控制措施

一、引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提升，建筑業(yè)也處在快速發(fā)展的階段。在建筑業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期，同時(shí)出現(xiàn)了大量的工程質(zhì)量安全問題，因此，對(duì)于建筑材料的質(zhì)量管理應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)。作為一種穩(wěn)定性高，耐久性高，強(qiáng)度好，工作性能強(qiáng)的高性能混凝土，它能夠更好地發(fā)揮高性能混凝土的功效，盡量減少建筑事故的發(fā)生。

二、配合比設(shè)計(jì)過程中常見的問題

（一）雙摻控制問題

在設(shè)計(jì)流程中，雙摻控制問題是一個(gè)非常大的問題，在設(shè)計(jì)中，對(duì)于礦渣粉的摻入量是沒有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的，由施工方自行計(jì)算摻入，所以在實(shí)際工作中，容易發(fā)生盲目提高摻量造成混凝土凝結(jié)時(shí)間延長，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，此外，摻入過量的礦渣粉會(huì)造成混凝土的長期塑性，影響混凝土的強(qiáng)度，對(duì)工程的質(zhì)量是一個(gè)很大的威脅。在實(shí)際操作過程中，相關(guān)施工方應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工程的要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及強(qiáng)度、施工氣候計(jì)算出需要摻入的礦粉量，通常，水泥中的 C3A 含量不應(yīng)該超過總量的 0.8%，這樣可以對(duì)礦渣粉的質(zhì)量起到一定的保障，避免出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間長、強(qiáng)度低的情況。此外，需要尤其注意的是在冬季里施工時(shí)，要選擇非緩凝型減水劑，抹面工作時(shí)也要注意選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)期。

（二）粗細(xì)骨料配比分析

粗細(xì)骨料的質(zhì)量和配合是決定混凝土的性質(zhì)的一個(gè)關(guān)鍵因素。高強(qiáng)度的混凝土水泥石強(qiáng)度高，因此在配比設(shè)計(jì)過程中，最好能夠避免選擇風(fēng)化程度嚴(yán)重的母巖來加工粗細(xì)骨料，最好選擇風(fēng)化程度較輕的巖石、破碎砂石，并嚴(yán)格把控碎石顆粒的直徑，避免出現(xiàn)混凝土不均勻的現(xiàn)象，充分保證質(zhì)量。高強(qiáng)度的混凝土水泥石水灰比例較低，水泥中的部分材料主要是為了起微細(xì)填料的作用。在選用原料的過程中，在單方混凝土中增加粗骨料用量能夠有效節(jié)約水泥用量，最大程度減小空隙的存在。

（三）優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，保證混凝土質(zhì)量

（1）在一些對(duì)工程水泥耐久性需求比較高的工程，要把水膠比控制在0.42以下，在這一數(shù)據(jù)依據(jù)的保證下能夠更好地控制氯離子的擴(kuò)散系數(shù)并保證抗?jié)B指標(biāo)。

（2）對(duì)于不同強(qiáng)度要求的工程，要把凝膠材料的總量控制在400kg/m3左右，最大不能超過500kg/m3。當(dāng)需要在凝膠材料的總量固定的情況下進(jìn)行配比設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證混凝土的耐久性，要與相同強(qiáng)度的傳統(tǒng)混凝土用量相同。

（3）要想保證混凝土的彈性模量，就要充分保證砂率控制在45%以下?；炷僚浔仍O(shè)計(jì)工作中，水膠比和砂率要分別控制在 0.25 左右和 35%左右，聚羧酸系高性能減水劑摻量在 1%左右;粉煤灰摻量在20%左右;礦粉摻量在25%左右。

（四）配合比摻量和其他因素

高性能混凝土的配合比試配時(shí)集料的粒徑、級(jí)配的選用應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)部位的尺寸、鋼筋的間距和混凝土保護(hù)層厚度來確定，同時(shí)還要考慮泵送管的直徑等來確定最大骨料粒徑;選擇適宜的用水量和水膠比進(jìn)行試配，然后根據(jù)試配結(jié)果選擇含氣量、坍落度、強(qiáng)度、彈性模量等，應(yīng)既滿足耐久性、工作性和強(qiáng)度的要求又符合經(jīng)濟(jì)適用的配比原則。配合比摻量和其它因素對(duì)新拌混凝土拌和物狀態(tài)發(fā)生變化的影響。

（五）目標(biāo)優(yōu)化存在的問題

在高性能混凝土設(shè)計(jì)中，單項(xiàng)目標(biāo)優(yōu)化方式已經(jīng)被淘汰，更多使用的是多目標(biāo)聯(lián)合控制的配比優(yōu)化方式。需要結(jié)合計(jì)算機(jī)進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化，利用相關(guān)專業(yè)軟件模擬全過程，從而確定相關(guān)指標(biāo)，為混凝土的配比提供準(zhǔn)確的依據(jù)。

三、加強(qiáng)高性能混凝土配比質(zhì)量的策略

（一）控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)流程

在施工前，要仔細(xì)了解此項(xiàng)工程的主要作用，設(shè)計(jì)參數(shù)值的計(jì)算要科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)，相關(guān)的設(shè)計(jì)流程要滿足混凝土強(qiáng)度、耐久性以及經(jīng)濟(jì)性的特點(diǎn)，尤其是要嚴(yán)格把控混凝土的耐久性特點(diǎn)。

（二）原材料控制

原材料質(zhì)量控制是高性能混凝土質(zhì)量控制的首要環(huán)節(jié)，其控制措施必須細(xì)致和認(rèn)真。在進(jìn)場(chǎng)階段，相關(guān)工作人員一定要檢查原材料的質(zhì)量和數(shù)量，核查完畢后才能允許進(jìn)場(chǎng)。砂石骨料是混凝土中含量最高的原材料，其質(zhì)量高低直接影響到混凝土耐久力、強(qiáng)度及性能的好壞，但是，這種原材料一直是大多數(shù)施工人員忽略的地方，所以，應(yīng)當(dāng)將砂石質(zhì)量作為一項(xiàng)重要指標(biāo)放入整個(gè)工程中綜合考慮，在滿足其數(shù)量、強(qiáng)度的同時(shí)又要兼顧其經(jīng)濟(jì)性能，降低成本，保證施工的質(zhì)量。

（三）細(xì)化配比環(huán)節(jié)

混凝土配比過程是一個(gè)比較復(fù)雜的過程，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)最終影響混凝土的質(zhì)量。例如，在用水量和水泥用量問題上，可以根據(jù)最終的要求確定原材料的選擇和混凝土攪拌物的要求，當(dāng)水量或者膠凝材料過量時(shí)，可以調(diào)整減水劑品質(zhì)或者摻量來降低水量和膠凝材料劑量。在粗細(xì)骨料配合使用方面，高性能混凝土中砂率標(biāo)準(zhǔn)范圍是 33%～44%，過高或過低都不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如果砂率過低，雖然提高了混凝土的強(qiáng)度，但是會(huì)嚴(yán)重影響其適用性，對(duì)泵送產(chǎn)生不良影響。因此，在配比環(huán)節(jié)中，一定要認(rèn)真細(xì)致，做好計(jì)算和配比工作。

四、混凝土質(zhì)量控制策略

（一）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

在高性能混凝土施工過程中，為了更好地保證施工質(zhì)量，必須首先加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的控制，主要是原材料質(zhì)量。首先，在高性能混凝土的生產(chǎn)過程中，專職人員必須定期檢查和確定原材料的質(zhì)量和生產(chǎn)狀況。應(yīng)特別注意對(duì)原材料的采購、儲(chǔ)存和計(jì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水泥和輔料在使用前必須嚴(yán)格檢查。在高性能混凝土施工過程中，為了更好地保證施工質(zhì)量，必須首先加強(qiáng)對(duì)材料質(zhì)量的控制。由于高性能混凝土對(duì)配合比和原材料質(zhì)量更為敏感，因此必須予以加強(qiáng)。在生產(chǎn)高性能混凝土?xí)r，專職人員必須定期檢查和確定原材料的質(zhì)量和生產(chǎn)狀況。應(yīng)特別注意對(duì)原材料的儲(chǔ)存和計(jì)量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。水泥和外加劑在使用前必須經(jīng)過嚴(yán)格的測(cè)試。還要保證高性能混凝土的強(qiáng)度。

（二）加強(qiáng)高性能混凝土澆筑質(zhì)量管理

為了保證施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)對(duì)鑄件的管理和控制。澆筑高性能混凝土?xí)r，必須控制混凝土的均勻性和密實(shí)度。所有高性能混凝土必須在初凝前澆筑。在澆筑過程中，高性能混凝土的自由落體高度必須滿足以下要求：一是普通混凝土或低筋混凝土。澆注漏斗時(shí)，自由落體高度不應(yīng)超過2m，落體高度不應(yīng)超過3 m，對(duì)于鋼筋密集或加固困難的結(jié)構(gòu)，自由落體高度不應(yīng)超過60cm。豎向結(jié)構(gòu)混凝土澆筑前，底部應(yīng)澆筑50-100mm 厚的水泥砂漿，以免澆筑后出現(xiàn)蜂窩現(xiàn)象。因此，為了保證施工質(zhì)量，必須加強(qiáng)對(duì)鑄件的管理和控制。澆筑高性能混凝土?xí)r，必須控制混凝土的均勻性和密實(shí)度。所有高性能混凝土必須在初凝前澆筑。如果在高性能混凝土澆筑前出現(xiàn)離析，則必須在澆筑前重新攪拌。

（三）加強(qiáng)高性能混凝土的施工驗(yàn)收

混凝土驗(yàn)收過程中應(yīng)檢查試件的強(qiáng)度、和易性和耐久性。在驗(yàn)收過程中，通常以強(qiáng)度評(píng)定為基礎(chǔ)進(jìn)行最終評(píng)定，反映出高性能混凝土的整體質(zhì)量。驗(yàn)收是高性能混凝土施工質(zhì)量控制的最后一步，驗(yàn)收過程中發(fā)現(xiàn)的問題并采取必要措施加以解決

五、結(jié)語

從目前的施工現(xiàn)狀來看，高性能混凝土技術(shù)的使用推動(dòng)了建筑行業(yè)的前進(jìn)和發(fā)展，這種技術(shù)已經(jīng)廣泛運(yùn)用于各種施工工程中，也取得了不錯(cuò)的效果。但是由于高性能混凝土興起時(shí)間較短、相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還不夠規(guī)范，就不可避免地產(chǎn)生一些問題，這些問題的存在嚴(yán)重阻礙著建筑行業(yè)的發(fā)展，筆者根據(jù)自己的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出了目前存在高性能混凝土配比過程中的問題，并針對(duì)這些問題提出了一系列的改進(jìn)思路，旨在提高建筑工程的質(zhì)量，促進(jìn)建筑行業(yè)的發(fā)展。

（作者單位：貴州省黔東南州水利電力勘察設(shè)計(jì)院）