高性能混凝土配合比设计及其存在的问题研究

郑杭州

（福州铁建工程质量检测有限公司 350014）

0 引言

建筑施工内容的复杂程度，正随着行业的发展不断提升，人们对建筑质量提出的要求也越来越高，兼具质量佳、使用周期长等优势的高性能混凝土，开始被大量应用在建筑施工的过程中，普通混凝土存在的缺点被解决，建筑质量也得到了应有的保证。，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效外加剂，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。

1 高性能混凝土在配比设计时存在的问题

高性能混凝土在配比设计的过程中，出现下列问题的几率较高：其一，骨料配比不当。在对混凝土掺合料进行配置时，骨料是不可或缺的一部分，骨料的类型往往会直接影响到混凝土的性能，因此，工作人员应以相关规定为依据，对骨料配合比进行严格控制，通过提高骨料使用量的方式，降低高性能混凝土内部空隙的面积；其二，缺少设计标准。在对高性能混凝土进行设计时，较常出现的问题之一即为设计不规范，这是因为普通混凝土所对应的配合比并不适用于高性能混凝土，工作人员只能根据自身的工作经验对其进行计算，混凝土质量难以得到保证。在对混凝土进行配比的过程中，需要工作人员引起重视的衡量因素为水胶比，只有保证水胶比与行业标准相符，混凝土才能够具备良好的强度及耐久性，由此可见，相关机构应在短时间内完成对设计标准的制定工作，通过提高配比规范性的方式，保证混凝土及后续施工的质量；其三，指标优化工作没有引起重视。要想保证应用高性能混凝土所展开施工的质量，对各施工项目进行优化很有必要，实践表明，只优化某个或某几个项目，已经无法达到混凝土配比所对应的标准，只有从实际出发，对各个项目进行合理优化，通过反复检验的方式，获得优化数据并确定优化目标，才能为混凝土配比奠定良好的基础[1]。

2 高性能混凝土所适用的配合比设计方法

针对高性能混凝土所开展的配比设计工作，主要分为四个步骤：首先，对混凝土结构进行设计，这里重点突出的是设计的可行性与科学性；其次，筛选原材料，避免不合格原材料入场；接下来，严格把控每个设计环节，为混凝土强度及耐久度提供保证；最后，对配比后的混凝土进行验收，保证混凝土质量与工程要求相符。

2.1 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，对材料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[2]。

2.2 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数量和质量进行严格检查，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。

2.3 合理选择配比参数

2.3.1 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（具体见表1），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。

表1 高性能混凝土的水胶比

2.3.2 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]。

2.3.3 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。

2.4 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。

3 结论

综上所述，近几年，在建筑施工的过程中，高性能混凝土出现的频率越来越高，所取得的效果也有目共睹，由于我国使用高性能混凝土展开施工的时间较短，无论是在使用方法还是在操作规范上，均存在着一定的问题，这就需要工作人员在实际施工的过程中，发现并解决问题，通过提高混凝土配合比所具有科学性的方式，为施工质量提供保证。希望上文中讨论的内容可以在某些方面给工作人员以启发，为我国建筑行业的快速发展贡献力量。