高性能混凝土配合比设计研究

叶 茂

(西安东大洋混凝土有限公司 710300)

高性能混凝土配合比设计研究

叶 茂

(西安东大洋混凝土有限公司 710300)

随着我国建筑物的高度不断增加，对于混凝土的要求也逐渐加大，在这种高需求的情况下，高性能混凝土应运而生。高性能混凝土的具有强度高、耐久性好、工作性能稳定等特点，但是在高性能混凝土使用过程中也要进行配合比优化设计，这样高性能混凝土的性能才能得到保证。因此本篇文章就对高性能混凝土的配合比设计进行研究，保证高性能混凝土在使用过程中发挥更好的表现。

高性能；混凝土；配合比设计

建筑行业不断发展，高性能混凝土的应用也越来越广泛，但是在高性能混凝土应用过程中配合比设计有一定的不足之处，这样就对高性能混凝土的性能产生很大的影响。只有将高性能混凝土的配合比设计合理，那么高性能混凝的使用质量才能得到保证。

一、高性能混凝土的配合比设计思路

高性能混凝土在进行配比设计过程是非常复杂的，而且在进行配合比设计过程中没有明确的条文进行规定，也没有对原材料的选择进行合理的限制。因此，在对高性能混凝土进行配合设计过程中，应该进行有目的的少量试配，然后根据试配结果对相关参数进行具体化，这样就能有效提升高性能混凝土的配合比性能。

混凝土的组成是不同形状与大小的集料颗粒和水泥砂浆凝结硬化形成的，混凝土其实就是这两者的复合材料[1]。所以，混凝土的配合比的的强度和耐久性与集料和水泥有很大的关系，因此，合理选择原材料，对配合参数进行合理的优化，这样混凝土强度、耐久度以及相关的工作性能都能得到有效提升。

二、高性能混凝土配合比设计时的原材料选择

1、胶结材料的选择

对胶结材料选择时，水泥是最主要的材料。高性能混凝土使用的水泥除了对水泥标号的限制之外，还要对水泥的成分组成进行选择。正常情况下，高性能混凝土使用的水泥质量分数不能超过百分之八，并且水泥当中的 CaO、MgO和 SO3等危害混凝土性能的有害成分应该尽量少。高性能混凝土在拌制过程中，为了减少水量的使用，应该使用良好的减水剂。在混凝土拌制时还要保证混凝土的坍落度符合相关规定。

2、对集料的要求

高性能混凝土在拌制过程中使用的水量较少，这就使得水胶较小。集料的选择也会对混凝土的强度产生很大的影响。在混凝土搅拌过程中，粗集料的强度一般是混凝土的1.7倍左右。集料在选择上一般是密实坚硬的石灰岩，这是最长用到的一种材料，也是性能最好的一种材料。集料在使用过程中，其密度和吸水率都会对高性能混凝土的整体性能产生影响。在对高性能混凝土拌制时，粗细集料的用量一定要标准，这样高性能混凝土的质量才能得到保证。

3、高性能混凝土外加剂

外加剂在混凝土拌制过程中不可缺少，这也是影响高性能混凝土性能的主要因素之一。良好的混凝土外加剂能够很好的与水泥相适应，进而提升高性能混凝土整体性能，还能提高混凝土的密实性，进而将混凝土的强度和耐久性提升。在高性能混凝土拌制过程中，使用普通减水剂能够减少水使用量的百分之九左右，使用过多则会导致混凝土出现离析现象，影响混凝土的质量[2]。在科研过程中，发现一种萘系高效减水剂，这种减水剂的使用既能实现高效的减水率，还不会导致混凝土出现离析现象。这是因为两种减水剂混合进行使用会出现超叠加效应，进而出现高效减水又不离析的混凝土。在对混凝土拌制过程中，一般会使用多种外加剂，这样能够增强混凝土的强度和耐久性，还能有效改善相容性问题。

4、对硅粉的选择

硅粉也就是我们说的硅灰，主要在硅铁中产生，对混凝土有很强的增强作用，同时也是一种细集料。硅粉主要是因为其中含有的二氧化硅的含量较高，而且二氧化硅的粒径比较小，这样就能很好的将水泥的缝隙填满，进而很好的提升混凝土的密实度以及强度，这样高性能混凝土的使用性能才能得到保证。

三、确定合理的配合比参数

1、水胶比

对水泥拌制过程中，如果水泥想要完全水化，那么所使用的水应该是水泥的四分之一，在对混凝土拌制过程中，由于物理吸附作用，有表分支十五的水会限制在胶体的缝隙当中，不能很好的进行化学变化。因此，在水泥拌制过程中应该使用水泥重量百分之四十的水才能完全达到水化效果。

但是在实际拌制过程中，如果水灰比不足0.4时，随着水胶比的数值不断降低，混凝土的强度却在不断增大。这是因为混凝土拌制过程中，虽然水泥水化不完全，但是水灰比较低时能够将混凝土的孔隙率减小，这样没有水化的水泥颗粒就能作为细集料产生相应的作用。

如果高性能混凝土在拌制过程中水胶比超过0.4，水灰比细微的变化都会对混凝土的强度产生影响，因此在混凝土拌制过程中应该严格控制水灰比，这样高性能混凝土的质量才能得到保证。

比如在某市小黑河桥20m后张箱梁施工中，按照相关要求对水胶比进行设计，在设计过程中对适配强度进行确定，水胶比利用公式 fc28=0.304fce[(C+M) /W+ 0.62]进行计算，然后根据计算出来的数据进行混凝土的拌制。拌制完成之后通过塌落度实验进行确定是否符合相关规定。这种方法对各项指标都有要求，还能体现混凝土拌合料良好的填充性，保证混凝土的板体质量均匀。

2、单位用水量

在高性能混凝土拌制过程中，还要注意单位用水量。对于高性能混凝土的配比设计，除了要注意水胶比之外，单位用水量也是应该十分注意的地方[3]。相对于普通混凝土，单位用水量比较好控制，在普通混凝土拌制过程中可以使用塌落度来测定，也可以通过集料的最大粒径来确定，同样也可以使用粗集料的类型来进行确定。但是由于高性能混凝土在拌制过程中加入了高效减水剂，这样在对高性能混凝土进行坍落度测定过程中，就可以进行相关的控制。另外，在对高性能混凝土拌制过程中，使用的集料都有严格的控制，粒径的范围不会太大的波动，一般情况下小于25毫米，这样对单位用水量的影响也就不会产生较大影响。

在对高性能混凝土拌制过程中，经常会使用矿物掺合料，这样在对高性能混凝土作塌落度实验时，用水量的多少也会受到影响。所以，在对高性能混凝土拌制过程中，不能使用普通混凝土的单位用水量方法来测定高性能混凝土单位用水量。这样容易产生不必要的误差，从而影响高性能混凝土的拌制。在对高性能混凝土进行对比发现，通常情况下高性能混凝土的单位用水量和强度成反比，这样在高性能混凝土拌制过程中就可以得到相关参考。

3、砂率

影响高性能混凝土配合比的最后一个因素就是砂率。在对高性能混凝土拌制过程中，粗集料的使用要比其他中低性能混凝土的使用量要多，拌制过程中，如果水泥的用量增加，粗集料的使用量也可以适当的增加[4]。通过大量的实验可以发现，高性能混凝土的砂率一般是 0.33左右，而普通混凝土的砂率在 0.4或者 0.5左右，并且高性能混凝土砂率在0.33时，强度最好。在高性能混凝土拌制过程中，如果砂率继续降低还能增大混凝土的强度，但是会对其他性能造成影响，这样就不能保证高性能混凝土的整体使用情况。现在对高性能混凝土拌制过程中，可以根据混凝土中胶结材料的用量、粗细集料的使用情况以及泵送等因素对砂率进行确定。

结束语：

随着现在建筑的高度不断增加，普通混凝土已经逐渐不能满足现在建筑的需求，因此高性能混凝土应运而生。在高性能混凝土拌制过程中，要想保证其整体性能，就要有良好的配合比，这就需要在胶结材料、集料和外加剂的选择上多加注意，在对高性能混凝土拌制时还要注意水胶比、单位用水量和砂率，这样拌制出来的混凝土才能符合要求。

[1]王勇.混凝土配合比设计与绿色高性能混凝土[J].商品混凝土,2013,03:83-85.

[2]郑山锁,赵鹏,商效瑀.高强高性能混凝土配合比优化设计[J].中国科技论文,2013,05:413-416.

[3]王瑞燕,田文玉,熊出华.高性能混凝土配合比设计方法研究[J].重庆交通大学学报(自然科学版),2008,02:252-254.

[4]任少英,郭艳梅.高性能混凝土配合比设计方法[J].内蒙古农业大学学报(自然科学版),2009,01:178-180.

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1007-6344（2016）10-0204-01