高性能混凝土配合比的设计要点以及质量控制

高性能混凝土配合比的设计要点以及质量控制

刘翔

深圳市太科检测有限公司广东深圳市518118

摘要：高性能混凝土具有稳定性好、强度高、耐久性优良的特点，广泛地应用于建筑工程项目之中。然而，在对高性能混凝土配合比设计的制备过程中还存在诸多的问题，为此，要进行全面的分析，把握高性能混凝土配合比设计的要点，并思考和探索切实有效的高性能混凝土配合比解决方案，更好地提升建筑工程质量。

关键词：高性能混凝土；配合比；设计要点；质量控制

引言

在建筑工程施工中，高性能混凝土材料应用范围最为广泛。因为其不仅具有较高的结构强度，而且还拥有十分良好的塑性性能。但是高性能混凝土材料在实际应用时，常常会受到多种因素影响，尤其是配合比的影响，因此，要想进一步扩大高性能混凝土材料的应用范围，就要从强化配合比设计方法上入手。

1高性能混凝土主要成分的性能

通常来说，工程高性能混凝土的组成材料，不仅包括水泥、砂、石等原材料，还包括其他重要组成材料，如：高性能添加剂和活性矿物掺合料等。这些特殊的组成成分是高性能混凝土区别于普通混凝土的根本因素。本文所指高性能外加剂主要是指高效减水剂，它可以是单一的某种高性能减水剂，也可以是由多种材料组合而成的高效减水剂，这种高效减水剂可以根据需要配制，以达到较大程度地减水、降低水灰比的效果，同时有保塑和引气的作用。同样，活性矿物掺合料既可以是单一的掺和料，也可以由多种掺合料组成。另外，高性能添加剂和掺合料的品种、性能以及掺入量等对高性能混凝土是否能够达到要求起着决定性作用。高效减水剂在我国的研究和应用已有20年左右的记录，在应用方面积累了丰富的工程经验。使用高效减水剂的最大优点就是可以较大幅度的降低混凝土配置的水灰比，能有效增强混凝土的强度，达成工程高性能混凝土应用的目标。

2高性能混凝土配合比设计参数

2.1水胶比

低水胶比是高性能混凝土配合比设计的重要特征，通常低于0.4，这主要是由于混凝土的水胶比低于0.4时，尽管水泥水化不完全，但较低的水胶比会降低混凝土空隙率并减小混凝土的孔隙尺寸，而未水化的水泥颗粒则作为一种坚强的细微集料发挥其作用，从而更好地发挥水泥颗粒的效用，保证高性能混凝土的耐久性、渗透性。另外，还可以由下表获悉高性能混凝土水胶比在不同混凝土强度等级下的选用量，如表1所示。在水胶比确定后，用矿物细掺料的掺量来调节强度。

表1水胶比

2.2高效减水剂掺量

为了保证高性能混凝土的大流动性，并根据混凝土坍落度确定高效减水剂的掺量，通过实践结果显示，混凝土坍落度会随着高效减水剂的掺量增加而加大，而当其使用量超过一定限值时则没有明显的效果。因此，通常来说，应当将高效减水剂的掺加量保持在1%-2%之内，确保高性能混凝土的使用效果。

2.3砂率

砂率会跟随混凝土的水胶比的变化而改变，与混凝土的工作性质有直接的联系和影响。一般来说，当砂率增大时，混凝土的强度会呈增长的趋势，而弹性模量则会呈下降的趋势。高性能混凝土砂率的选择主要应当考虑胶凝材料总用量、粗细集料的颗粒级配、泵送要求等因素，其用量的选择如表2所示：

表2高性能混凝土砂率用表

高性能混凝土砂率的变动会对集料的级配产生较大的影响，改变新拌混凝土集料的空隙率和总表面积，影响混凝土的和易性。具体来说，当水泥浆数量不变的条件下，当砂率过大时，混凝土集料的总表面积及空隙率增大，使新拌混凝土的流动性减小；当砂率过小时，混凝土集料之间也无法有足够的砂浆层，影响混凝土的流动性、粘聚性和保水性，导致混凝土出现离析、流浆等现象。

2.4浆集比

这主要是指水泥浆和集料的比例，一般来说，水泥浆主要是起连接骨料的作用，因而混凝土的强度与浆集比呈反比例关系，也即当浆集比增大时，混凝土的强度降低。经过实践显示，混凝土固定浆集体积比的合理控制比应当为35：65，可以较好地保证混凝土的工作性、强度和稳定性，提升高性能混凝土的性能。根据经验，高性能混凝土中胶凝材料总用量不应超过550kg/m3，胶凝材料总用量随着混凝土等级的下降而减少。注意其中水泥用量应尽量减少，以干缩小的矿物细掺料部分取代，从而减少混凝土的温升及干缩，提高抗化学侵蚀能力，增加密实度。可是为了保证高性能混凝土的耐久性，胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。

3高性能混凝土配合比设计方法

3.1混凝土结构设计方法

在对高性能混凝土结构进行设计时，相关工作人员必须对混凝土的配合比要求、设计标准等进行全面的了解，在此基础上科学有序地展开配合比设计工作，这样才能确保各个设计步骤的标准性，使高性能混凝土的应用性能以及结构强度提升到最大化。

3.2原材料筛选方法

原材料质量对于高性能混凝土的应用性能有着很大的影响。所以，在对其整体配合比进行优化设计时，还要对各种进场的原材料质量进行全面的检查以及控制，杜绝一切不合格产品的使用。同时，还要充分考虑各种原材料的经济性，尽量按照图纸资料对各种原料性能进行筛选，这样才能减少外加剂的使用，从而在满足配比设计要求的基础上，最大化降低高性能混凝土的施工成本。

3.3合理用水量和水泥用量方法

在高性能混凝土配合比设计中，用水量和水泥用量紧密的关系到高性能混凝土的强度与质量。所以，在进行设计的过程中需要严格按照混凝土工作性要求，合理选择用水量和水泥用量，从而更好地确保整体的强度和耐久度。

3.4设计图纸审核方法

设计图纸是促进高性能混凝土配合比设计的最佳参考依据，所以，要想确保混凝土的配制质量，就要对设计图纸进行全面的审核，确保其可行性和科学性，这样才能有效指导混凝土配合比设计工作，为提升高性能混凝土的强度和耐久性提供可靠的保障。

4高性能混凝土配合比的质量控制

在对混凝土质量进行控制的工作中，一个重要的环节就是严格的按照工程试验室提供的混凝土配比通知单来进行混凝土的配置。工程实验室所提供的混凝土配比单是根据配置混凝土的原材料的技术性能以及施工的具体要求来制定的。要成这个混凝土配比单的制定，这个过程是要考虑施工中的很多因素，最终制定出最为符合施工要求的混凝土配比单。这个混凝土配比单主要包括了三个方面的要求：（1）对混凝土每立方米中各种原材料的用量制定合适的标准；（2）规定混凝土搅拌过程的先后顺序，指定一些额外添加剂并进行合理的使用，设定混凝土的强度标准；（3）对水灰比和砂率坍落度规定最佳的范围。在施工的过程中，如果相关的施工单位对混凝土的配合比不够重视，仅仅按照以往的经验来进行对混凝土的配置，那么这就可能会使混凝土的各项指标与施工的要求不符，造成对工程质量的影响。因此在我国的施工单位对混凝土质量进行控制的过程中，一定要严格的执行工程试验室出示的混凝土配合比通知单。

结束语

综上所述，高性能混凝土配合比设计极其重要，要全面分析混凝土配比设计中的常见问题，采用切实有效的各种措施，以提升高性能混凝土的性能和质量，减少建筑工程造价预算，延长建筑物的使用寿命，推动建筑行业快速稳步发展。

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