探讨高性能混凝土配合比设计杨阳

探讨高性能混凝土配合比设计杨阳

杨阳

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000

摘要：随着科学的持续发展，混凝土其用途也愈来愈普遍，已经渗入目前社会的每一个范围。高性能混凝土的产生在一定程度上使建筑事故的产生减少了。高性能混凝土具备稳定性好，耐久性高，强度好，工作功能强的特征，因此为了更好的发挥高性能混凝土的功效，需要找到最好配合比。

关键词：高性能混凝土；配合比；优化设计；问题；

引言：高性能混凝土因为具有强度高、原材料储量大、可塑性能优异在土木项目中起着至关重要的作用，是现代运用最普遍的建筑材料。然而想要让高性能混凝土发挥更好的功效，必须要找到最好配合比，而且在设计配合比实验时要严格把控，要积极的解决设计中遇到的问题，从基本上解决混凝土的质量问题。

1、高性能混凝土配合比设计目的

1.1对耐久性的研究

耐久性的长短影响着混凝土的质量，而高性能混凝土对于耐久性的要求更加严格。高性能混凝土耐久性的优劣由抗渗性，抗冻性，抗腐蚀性，抗碳化性和稳定性等来决定。现在导致混凝土劣化大部分都由于有害物质经过水为媒介入侵到混凝土之中，导致混凝土的质量降低，因此耐久性对于混凝土的质量非常重要。

1.2对强度的研究

强度高是混凝土具备的最基本的特征。部分高层建筑，桥梁建筑等对人们的应用率相对大，因此对于混凝土的强度都有特别高的要求。通常状况下，高性能混凝土需要对水胶比值不能太高。

1.3对于工作性的研究

高性能混凝土拌合物的工作性是确保浇筑质量的重点。高性能混凝土拌合物中砂浆的配比，集料级配，高效外加剂的品质等等都可以影响到高性能混凝土的工作性，高性能混凝土具备高流动性，可泵性，体积稳定性，不离析等等的优势，都能够极好的确保建筑质量。

2、高性能混凝土配合比设计的有关程序与计算方法

首先对生产高性能混凝土要用到的粗骨料，通过合理的采集取样检验出它的松散堆积密度γla，γla值一般在1480Kg/m3左右。对于强度为42.5等级的一般硅酸盐水泥而言，有效水胶比与混凝土设计强度有非常大的关系，详细公式为：fcu，p=Aw（W/B）eff-1+D，当中，用fcu，p表示混凝土的设计强度，为Mpa的单位；有效水胶比表示用w（W/B）eff表示，而A与D则表示的是常数。接着依据有效水胶比对混凝土的现实水胶比实施计算，表达形式为：w（W/B）=w（W/B）eff[1-Σ（1-ki）wi]，wi表示的是胶凝材料中活性细掺料的质量分数，而则由ki表示细掺料的水化活性因子。

之后依据有关公式实施计算最大用水量，参照科学性的方法得知，混凝土的设计强度与设计混凝土时所推荐的最大单位用水量之间存在可线性化的关系，详细能够用公式表示为：mwmax=204.64-0.71fcu，p，R=1.00，用mwmax表示最大用水量，为Kg/m3的单位，R表示有关系数。粗骨料的有关数据再依据混凝土的设计强度算出，包含它的体积分数与砂率。存在线性关系的是粗骨料的体积分数和混凝土设计强度，详细表示为：Vla=0.635+7.11×10-4fcu，p，R=1.00，当中体积分数是Vla表示；粗集料的体积分数与砂率Rs也存在必然的线性关系，能够表示为：Rs=1.08-Vla，存在某种关系的还有混凝土中粗骨料与细骨料的用量，能够表示为：ms=ma×Rs/（1-Rs），能够用ma=Vlaγla这个公式算出粗骨料用量ma，γla表示的是粗骨料的松堆积密度。

依照以上的有关公式与计算程序，把数据带入后便能获得配制高性能混凝土的详细资料。在应用这套程序时，单单只需要知道粗骨料的实测松散堆积密度与牵涉到的设计强度即可。通常状况下，我们会把原材料的有关参数设定为默认值。在整个运算程序中，能够获得混凝土其他材料的掺量与总体容量等，依照运算出来的这个结果，施工者能够依据建议的用水量与现实用水量的关系，灵活的对活性细掺料的掺量实施调节，获得最后的混凝土配合比。

3、配合比设计实例

3.1设计原则

3.1.1确定配置强度原则

由于要以强度为要求实施满足为出发点，混凝土的试配强度，通常一定要比设计强度要高。中国现在对于高性能混凝土的配合比的确定，当中的预期抗压强度的规范依然以《普通混凝土配合比设计规程》中的规定为蓝本与根据。在没有规范差数值与可靠的强度统计数据的时候，对于配制混凝土的强度的规范，至少不可以比设计强度的1.15倍还要低。

3.1.2低用水量

是指在满足工作性条件下让用水量尽量减少。混凝土高拌和水量的后果是：降低抗压与抗折强度、增大吸水率与渗透性、降低水密性、加大干缩裂缝产生的几率、减小砂石和水泥石界面粘结力与钢筋与砼握裹力、加大混凝土干湿体积变化率与降低抗风化能力。

3.1.3低水泥用量

是指混凝土工作性与强度满足的条件下使水泥用量尽量减小，这是提升混凝土体积稳定性与抗裂性的一条关键方法。水泥化学反应说明，作为混凝土的活性组分的是水泥与水的正效应，是粘结混凝土中砂石集料并产生整体强度的胶凝材料，可是同时也是混凝土耐久性的关键劣化因子。

3.1.4掌握好掺合料用量和高效减水剂的优化原则

对于掺合料与高效减水剂而言，它的优化原则包括了2个含义：①掺合料与高效减水剂用量的优化；②对于不一样的掺合料的用量实施的优化。由于化学活性相对低，粉煤灰直接影响到混凝土初期的强度，通常相对大，在掺量相对高的状况下更是这样。为了对于这个缺陷实施相关的弥补，对于加入粉煤灰之后，就要在复合活性相对高的超细矿的渣粉，从而对于火山灰效应实施相关的提升，而且对于系统里的微粒之间的化学诱导与交互实施有效的激发，这样也可以对于分体的化学活性实施相关的提升。对于矿渣粉与粉煤灰实施复掺后，有一定的互补作用到混凝土的强度上，从而形成出其他的简单材料所不能达到与具备的优良效果，而且可以发挥出更大的优势效果来。

3.2设计步骤

（1）试配强度。确定为fcc28=62.4Mpao的试配强度。

（2）水胶比使用清华大学提出的改进保罗米公式：

fcc28=0.304fce[（C+M）/W+0.62]

式中：

fce一测定的水泥现实强度（MPa）；

W一单位用水量（kg/m3）

M一矿物掺合料（kg/m3）

（3）单位用水量：取W0=175kg/m3

（4）矿物掺合料粉煤灰取代量取18％、超量取1.1系数，矿粉取20％的替代量。

（5）外加剂掺量取胶凝材料的2.7％。

（6）砂率依照经验取38％。

配合比设计参数依据上述程序选定，并假定混凝土表观密度2450kg/m3，通过计算活动初步配合比。实验室试拌时，依然使用坍落度法测定拌合料的坍落度值与扩展度。经过反复试拌调整与强度测定，对多方案实施对比后确定出试验室配合比为：

C：S：G：W：F：K：A=1：1.50：2.45：0.43：0.32：0.32：0.04

水胶比W/（c+M）=0.26。实测坍落度：200mm。实测抗压强度：R7=49.9MPa，R28=64.5MPa。满足设计要求。

以上方案通过实际运用每一项指标符合设计要求。混凝土拌合料浇注时展现出优良的填充性，混凝土拆模后板体质量均匀。

结语

目前，高强度混凝土配合比设计已经有了一定的成效。尽管在高性能混凝土配合比设计中有必然的问题的存在，然而随着社会的进一步发展，当中存在的问题也会一一获得解决。总之，在项目进行过程中，只有使用有效措施实施混凝土耐久性配合比优化设计，在施工的时候使用合理的试验检验方法，精细施工、严格控制施工的每一个程序，才可以让混凝土具有相对好的耐久性，提升项目应用寿命。

参考文献：

[1]肖春.浅谈高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J].江西建材，2014，02：62+64.

[2]李一芸.大体积混凝土裂缝成因及控制技术措施[J].安徽冶金科技职业学院学报.2010，（03）：37-39.

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