高性能混凝土配比设计研究

高性能混凝土配比设计研究

王冲

山东广信工程试验检测集团有限公司山东济南250000

摘要：要想充分发挥高性能混凝土的作用，关键是保证掺合料质量，具体来说，就是在骨料等常规原材料中加入高性能外加剂，以此来提高混凝土配合比的科学性，由此可见，本文所研究内容具有一定的现实意义。

关键词：高性能混凝土；配合比设计；措施

前言

混凝土的发展是一个漫长的过程，经过近百年的发展，终于在20世纪90年代出现了高性能混凝土，高性能混凝土的出现推动了建筑行业的发展与进步，其高强度和耐久性一直以来都受到人们的青睐。随着建筑行业的飞速发展，高性能混凝土的应用面越来越广，其主要技术要点在于配比方面，特点为低水胶比，同时选用优质材料，除了剔除水泥、水及集料等因素外，还要加入一定量的高性能外加剂以及矿物细掺料。为了研究高性能混凝土配合比设计中存在的问题，本文主要阐述了高性能混凝土配合比设计的流程，详细分析了各个流程中存在的问题，达到提升建筑质量的目的。

1高性能混凝土概述

高性能混凝土最早是在20世纪90年代初被提出。随着社会的不断发展，高层建筑项目越来越多，传统的普通混凝土材料已经不能满足实际发展需求，因此研究出了高性能混凝土。高性能混凝土也被称作HPC（HighPerformanceConcrete），但就目前的情况来看，高性能混凝土的定义还没有完全形成，通常只是使用常规的材料和工艺技术，按照混凝土的配制要求进行各个性能的配制，从而达到使用要求。因此，需要加大对高性能混凝土的研究力度，以确保高性能混凝土的质量。

2高性能混凝土配比设计中的流程

在实际操作过程中，高性能混凝土配合比设计大致有4个步骤：（1）混凝土的结构设计，确定相关的标准，明确设计工作的内容，保证各项设计步骤都合规合理，且具有科学性和可行性。（2）原材料的筛选工作。凡是进入到施工现场的原材料，相关工作人员都要认真核查，将不合规、不合格、质量不过关的原材料拒之门外，在原材料的采购上，采购人员应当切实负起责任，在选择质量高、性能好的材料的同时兼顾其经济性，在配比过程中，要严格按照图纸要求选择水泥及外加剂的性能，同时要控制外加剂的剂量。（3）对设计的每个环节都要严格把控，例如，在配合比过程中，要按照具体的质量要求选择用水量和水泥用量，从而达到需要的强度和耐久度，满足施工要求。（4）验收工作。在工程的最后验收工作，相关工作人员一定按照相关评定标准认真检验，确定所有步骤均符合施工条件后才允许施工。

3高性能混凝土所适用的配合比设计方法

3.1合理选择原材料

高性能混凝土主要由骨料、凝胶材料和外加剂构成，要想保证混凝土的质量，工作人员应对原材料进行合理选择。首先，在选择骨料时，工作人员应将关注的重点放在可能给高性能混凝土强度、抗裂性和弹性模量带来影响的骨料性能上，例如，硬度、粘结度等；其次，在选择凝胶材料时，工作人员应明确凝胶材料主要是由水泥、矿物掺合料所构成，其中，可能给混凝土强度带来影响的要素为水泥规格与型号，因此，工作人员需要从细度、成分及粒径等方面，对施工所使用的水泥进行严格筛选，近几年，使用频率较高的矿物掺合料则包括沸石粉、煤炭粉和矿渣粉，在混凝土材料中加入适量的矿物掺合料，能够提高材料性能，改变内部结构，普通混凝土存在的隐患自然可以被消除；最后，在选择外加剂时，工作人员应从实际需求出发，对减水剂、抗渗剂等外加剂进行使用，以此来提高混凝土的强度、粘结性和耐久性，试验表明，在混凝土中添加减水剂，对混凝土性能的提高具有显著作用，在实际施工的过程中，工作人员需要以试验结果为依托，对配比关系进行确定，只有这样，才能在降低施工成本的基础上，提高混凝土拌合的质量。

3.2控制原材料质量

要想控制高性能混凝土的质量，关键是控制原材料的质量，在材料进场阶段，工作人员应对原材料质量进行严格检查，保证施工所使用原材料，与建筑工程提出的要求相契合。混凝土的主要构成材料为砂石骨料，只有保证砂石骨料的质量，混凝土的性能、强度和耐久力才能够满足建筑工程的要求，但是，部分施工人员对砂石骨料质量的重要性尚未引起重视，要想从根本上解决该问题，应当将砂石质量视为需要重点考虑的指标，在对高性能混凝土所使用的骨料进行选择时，严格遵守施工要求，保证所选择骨料不含有风化岩石及破碎石，严格控制碎石半径，避免砂率较高、水灰比较低等问题出现，给混凝土质量带来不必要的影响，只有在保证砂石骨料强度和数量的基础上，提高其所具有的经济性能，才能为施工质量提供保证。

3.3合理选择配比参数

3.3.1水胶比

高性能混凝土往往拥有较低的水胶比。在实际施工中，只有保证水胶比处于正常范围，才能延长混凝土的有效使用周期，在防渗漏方面具有的性能也可以得到保证。通过试验能够看出，混凝土强度和水胶比的关系为负相关，也就是说，随着水胶比的不断降低，混凝土强度逐渐增强，这主要是因为较低的水胶比，会导致混凝土内部缝隙缩小，从而使水泥粒的作用得到充分发挥。

3.3.2浆集比

浆集比是指骨料与水泥浆所对应的使用比例。虽然混凝土的强度和使用周期受掺合料的影响较为明显，但水泥浆的作用只局限于连接骨料，实验表明，骨料与水泥浆的使用比为65%：35%时，混凝土的强度和稳定性处于最佳水平，高性能混凝土在性能方面的优势，自然可以得到充分发挥。

3.3.3减水剂掺加比

对混凝土强度、使用周期具有决定作用的因素为水胶比及用水量的比。如果水胶比、用水量的比均较低，所配置出的高性能混凝土，则具有高强度、较长使用周期等特点，在混凝土中加入高效减水剂的作用，主要是增加混凝土具有的流动性，为后续环节的开展提供便利，一般来说，减水剂参加比以1％~2％为最佳。

3.4对配比环节进行细化

混凝土的配比过程相对复杂，每个环节都与最终所得出高性能混凝土的质量息息相关，因此，工作人员应对配比环节进行细化，保证配比工作的顺利进行。例如，以建筑工程提出的要求为依据，对原材料和混凝土搅拌物进行确定，如果出现胶凝材料过量、水量过量等问题，及时对减水剂品质进行调整，避免带来更严重的问题；在对粗细骨料进行配比时，工作人员应明确高性能混凝土所对应砂率的标准范围，避免砂率过低或过高的问题的出现，给后续施工环节带来不利影响。这里需要注意的是，混凝土所对应砂率的最佳比值约为34％~44％，虽然降低砂率对混凝土强度具有提高作用，但混凝土的适用性也会受到影响。

结束语

建筑工程项目建设中，为了保证高性能混凝土各性能指标的满足建筑需要，主要从抗裂性、耐久性、体积稳定性等方面进行考虑，从原材料、外加剂和各种掺合料的选择、配比进行多种试验，确定适当的配比结构，达到最终综合性能优化。设计过程要借鉴通过实验的材料配比，减少试验次数，提高成功率。

参考文献

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