高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究

高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究

唐志明

身份证号： 452601197911120617

【摘要】高性能混凝土配合比是建筑行业目前研究的重点，它关系着建筑安全。本文通过研究不同配合比的高性能混凝土力学强度性能，包括其抗压强度以及抗冲磨强度，并将试验结果进行分析比较。来试探找寻高性能混凝土最佳配合比的各项材料用量。

（1）通过对抗压强度试验结果分析得出，其中石粉的含量对抗压强度没什么明显的影响；灰土和钢渣含量越多抗压强度越小，但这一影响也不是非常明显；水灰比对强度影响较大，水灰比例越大，混凝土抗压强度越小，但当用水量比例适当增加时，混凝土的抗压强度会有略微提升。（2）通过对抗冲磨强度试验结果分析得出，其中钢渣的含量对抗冲磨强度的影响不是很明显；石灰和水灰的含量增加时，抗冲磨强度有所下降，并且时间越长，下降的越明显；石粉对的含量增加对抗冲磨强度有一定的增强作用。

通过这些试验数据的研究，得知可以通过调整材料用量，调配出强度最高，性能最好的混凝土，使得其在使用时更加符合规范要求，更加安全。

【关键词】高性能；混凝土；配合比设计；力学强度

混凝土是目前建筑行业中最常见，也是最基础的材料之一，它的性能关系着一栋建筑质量的高低。高性能混凝土是指利用现代的混凝土技术通过特定的设备制造而成的混凝土，是适应社会高质量发展以及更高的要求而产生的适合工业需求的混凝土，它的性能更加稳定，各方面能力也表现的更加安全，更加经济实用。它的配比特点是水胶比很低，并掺配了减水剂和矿物细掺料，因此混凝土中的很多组合结构得到了改变^[1]，颗粒之间的缝隙减小了，更加密实。这种材料对于建筑使用时的要求也很高，要严格按照的高能混凝土的施工标准来施工，而且还应该采用不同的浇筑方式。目前有很多学者通过不同材料的不同配比来了解高性能混凝土的各种性能，本文便是通过不同的高性能混凝土配比来研究其性能，并对其力学强度做出分析^[2]。

1.高性能混凝土的配制和试验

因为高性能混凝土的性质独特，影响其性能的因素也有很多，所以研究起来也没有统一的标准，只能根据不同材料的不同比例来分组观察，分别研究其性能并做出比较。根据现实生产工作中常用的几种配料，分别选出石粉、灰土、钢渣三种最常用材料按按正交试验设计原则，以不同的比例混合搭配^[3]，然后分别对其拌和物性能进行检测，从而可以从中优化出高性能混凝土的最佳配合比。然后将原材料按得出的配合比配好后放到搅拌机里搅拌，分别成型两组试件，将成型好的试件送到检测部门检验其抗压强度和抗冲磨强度，再根据试验数据得出以下结果。

2.试验结果

2.1抗压强度的比较

2.1.1 石粉比例、灰土比例、钢渣比例都对高性能混凝土的抗压强度影响不大，调整其比例关系，抗压强度的数据都无很大的差距变化。研究结果如下：当灰土的比例加大时，混凝土的抗压强度会出现些许的降低；石粉的比例依次增大时，对混凝土的抗压强度几乎无明显的变化；当钢渣的含量增多时，混凝土的抗压强度也会相应的降低，具体数据见下表1。根据表1的研究数据，可以大致推算出各种材料的混凝土抗压强度最高时，对应的石粉比例、灰土比例和钢渣比例分别为0.32、0.22以及0.45^[4]。

表1 抗压强度正交试验设计第一组

2.1.2通过观察水灰比例、砂率和用水量比例对抗压强度的比较可以得出，水灰比例对混凝土的抗压强度影响比较大，砂率和用水量比例和上述因素一样，对混凝土的抗压强度没有很明显的影响。研究结果如下：当用水量比例依次增加时，混凝土的抗压强度有些许的提升，但是效果不是很明显；当砂率改变时，混凝土抗压强度几乎没什么变化；当水灰比例变化的时候，混凝土的抗压强度会发生明显的变化，水灰比例越大，混凝土抗压强度越小，成反比关系，具体的研究数据如下表2。根据表2的研究数据，得出当混凝土的抗压强度最高时，对应的水灰比例为0.17，砂率为0.45，用水量比例为0.06。

表2 抗压强度正交试验设计第二组

2.2抗冲磨强度的比较

2.2.1 对正交试验设计第一组成型的混凝土试件进行抗冲磨强度的试验，根据机器上的数据观察，石粉比例、灰土比例和钢渣比例对混凝土的抗冲磨的强度影响都不是很明显。研究结果如下：随着石粉比例的增加，混凝土的抗冲磨强度并没有明显的增强，随着时间的增加，效果变得明显了；当灰土比例增加时，混凝土的抗冲磨强度有些许的增强，并随着时间的增加而增强；但当钢渣的含量增加时，混凝土的抗冲磨强度有些许的下降。具体数据如下表3。根据表3的数据，抗冲磨强度最好时，对应的石粉比例为0.32，灰土比例为0.22，钢渣比例为0.45。

表3 抗冲磨强度正交试验设计第一组

2.2.2 将第二组成型的混凝土放入抗冲磨机器里检测，根据检测后机器显示的数据可知水灰比例、砂率以及用水量对混凝土的抗冲磨强度影响不明显。研究结果如下：当水灰比例增加时，混凝土的抗冲磨强度略微有些上升，但上升幅度不大，随着时间的变化也不明显；当砂率增加时，抗冲磨强度有些许的下降，随着时间的增加变化的幅度也变小；当用水量增加时，混凝土的抗冲磨强度会随着时间的增加而增加，变化也不明显。具体数据如下表4。根据表4的数据，得出抗冲磨强度最好时。对应的水灰比例、砂率和用水量比例分别为0.17、0.40和0.06。

表4 抗冲磨强度正交试验设计第二组

3分析结果得出结论

通过一系列的试验可知，对于高性能混凝土的抗压强度来说，影响最大的是水灰比例，其他因素影响不大，对于高性能混凝土的抗冲磨强度来说，石粉、钢渣、水灰比、用水量、砂率等因素对其影响都不大，灰土比例增加时，混凝土的抗冲磨强度可随着时间的增加而增强。综合两点得出的最佳配比为石粉0.32、灰土0.22、水灰0.17、钢渣0.45、用水量0.06、砂率0.40^[4]。

高性能混凝土改善了普通混凝土的孔洞大、内部结构不够紧实的问题，提高了建筑的安全性。其内部分子的结构稳定，使得混凝土的抗压强度和抗冲磨强度得到大幅提升^[5]。

【结语】

与普通高强高性能混凝土相比，高性能混凝土在功能性、力学性等方面具有一定的优势。采用高性能混凝土可以减少混凝土砂粒之间的缝隙，优化了混凝土内部的结构，提高了抗压强度和抗冲磨强度。其内部稳定还可以保证建筑的安全，既满足了现代社会的高要求，又节约了资源和成本，可进一步推广建筑行业广泛使用。

【参考文献】

[1]卢智杰.高性能混凝土配合比设计及其存在的问题及如何有效解决[J].四川水泥,2020(11):11-12.

[2]刘剑钊.海洋工程领域海工高性能混凝土配合比设计及质量控制研究[J].工程建设与设计,2020(09):88-90.

[3]李少丽,王乾峰.高性能混凝土配合比设计及力学强度试验研究[J].混凝土,2020(03):117-118+123.

[4]檀峰. C90高强高性能混凝土配合比设计及其力学性能试验研究[D].重庆交通大学,2017.

[5]高全玲.高性能混凝土的配合比设计与强度试验[J].新技术新工艺,2015(09):68-70.

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