高性能混凝土配合比设计及施工技术研究

陆立友

摘 要：在基建工程中，混凝土是一种重要的施工材料，由混凝土与钢筋共同组成了建筑物的主体结构，因此，混凝土的强度参数直接会影响到建筑结构的稳定性，对基建工程整体质量影响较大。为了保证混凝土强度达到基建工程混凝土浇筑标准，必须重视混凝土配合比设计，按照基建工程设计方案的质量要求，合理选择配置设计方法。在相关调查中发现，加入高性能混凝土原料配比存在较大差异，就会相应的影响其干缩率，干缩率会随着龄期的增加而提升。本文详细介绍了混凝土配合比设计的技术要求，同时结合基建工程实际案例对其工艺与混凝土性能加以分析，以供参考。

关键词：高性能混凝土;混凝土配合比设计;施工技术

中图分类号：TU528 文献标识码：A

0 引言

在我国经济飞速发展的大背景下，基建工程事业也得到了蓬勃发展，现代城市发展必须要求基建工程较高的施工水平与施工效率，不仅要保证良好的施工质量，还要关注施工工期。为了避免施工质量造成的建筑安全性问题以及质量问题引起的返工现象的发生，我们必须重点关注施工材料的质量管理。混凝土作为基建工程中的重要施工材料，确保混凝土的科学配比，有利于提升混凝土浇筑后的强度与稳定性。在以往的基建工程中，所使用的混凝土多为普通批号的水泥混凝土，这些混凝土在使用过程中存在较大的质量问题，经常会出现韧性低、结构脆性大、使用寿命低等质量问题，这些质量问题都难以满足现代基建工程的实际施工需求，这也体现出了基建工程使用高性能混凝土的重要性。

1 高性能混凝土配合比设计的技术要点

1.1 高性能混凝土配合比设计的主要原则

在基建工程中，常用的普通批号水泥混凝土强度往往难以达到基建工程施工标准，进而严重影响基建工程的整体质量。为了满足现代建筑的质量需求，在基建工程项目中已经逐渐开始推广高性能混凝土，但高性能混凝土的使用必须做好混凝土的配合比设计。高性能混凝土配合比设计是建立在普通混凝土配合比设计基础上的，可以将其理解成对原本混凝土配合比设计工作的优化与改进。高性能混凝土配合比设计工作内容主要包括水泥用量、外加剂掺入量、单位用水量控制以及含砂率等控制工作，通过合理的混凝土调配比例，能显著提升混凝土的强度，能让其浇筑的混凝土结构各项性能显著提升，进而满足基建工程的施工方案要求。高性能混凝土配合比设计需要遵循以下原则：（1）遵循混凝土密实体积原则，在设计时需要考虑到混凝土中各种添加材料的密实情况，以及掺加材料的体积叠加效果。（2）遵循水胶比原则，有相关研究表明，当混凝土中水胶比例增大后，可能会影响混凝土强度，对强度造成负面影响，这也是保证混凝土浇筑质量的关键;另外，混凝土的水胶比例还要符合混凝土胶凝材料最小用量的标准，要考虑到目前绿色施工的理念，这对提升施工材料利用率有重要意义。例如：在混凝土配合比设计中，将部分水泥材料用工业废渣来代替，这不仅可以实现施工材料的再利用，也能从一定程度上控制混凝土早期水化热及强度。（3）遵循最小单位用水量原则，在对混凝土调配比例进行设计时，需要在外加剂添加理论的支持下进行，合理调整用水量，能有效解決混凝土坍损变化的质量问题，让混凝土浇筑时的流动性增强。设计工作中要合理使用定量设计法、试验试配法以及半定量分析法，这样才能让高性能混凝土配合比设计工作质量得到有效保障。

1.2 混凝土材料的配置强度标准

在高性能混凝土配合比设计工作中，设计方案必须满足《普通混凝土配合比设计规程》的相关规定。混凝土的配置强度必须满足混凝土配料的关系式，具体关系式为fcu，0≥fcu，k+1.645σ。在关系式中，fcu，0表示混凝土配置强度目标，fcu，k+1.645σ为混凝土结构的立方体抗压强度标准参数;另外，关系式中的σ单位为混凝土配置强度的标准差。设计时，混凝土的强度标准值不得高出C20，σ，参数应<4.0;如果混凝土配置强度在C25～C45的范围内，其σ数值应达到5.0;如果强度在C50～C55之间，σ取值提升至6.0;如果强度标准达到C60～C80，那么必须满足fcu，0≥1.15fcu，k的标准。确保混凝土配置强度达到相应配置强度关系式，才能保证混凝土的离散率，让高性能混凝土的性能得到有效发挥。

1.3 水胶比的设置

在高性能混凝土配合比设计中，要重点关注混凝土的水胶比值，按照混凝土的强度等级，选择相应的水胶比值。拿C50强度的混凝土为例，所选取的水胶比值应为0.33～0.37;C60强度的混凝土的水胶比值应选取0.30～0.34;C80强度的混凝土水胶比值应选取0.24～0.28;C90强度的混凝土水胶比值应选取0.22～0.25。在设计时，混凝土的水胶比值必须达到上述标准，同时还要考虑到混凝土内部掺加材料对混凝土强度的影响，材料对混凝土抗压强度的影响系数，如表1所示。

1.4 混凝土单位用水量标准

在调配高性能混凝土时，混凝土单位用水量会影响混凝土浇筑质量，因此，其单位用水量必须得到精准的控制。混凝土单位用水量要根据混凝土的坍落度、粒径最大值以及粗集料等参数来合理调整，同时还要考虑到混凝土内掺入的活性矿物以及高效减水剂的影响，保证这两种掺加物质的有效应用，也能进一步减少用水量，有效应用后，用水量可降低25 kg/m3～30 kg/m3，同时也能让混凝土整体性能得到提升，这对控制施工成本也有重要意义。

1.5 胶凝材料的用量标准

胶凝材料是一种掺加在混凝土中的常用添加剂，胶凝材料的用量会影响到混凝土泥浆的凝结速度，进而决定着混凝土的凝固效果，让其耐久性能、强度以及其他性能发生明显变化。因此，在设计高性能混凝土配合比时，胶凝材料的用量必须控制在400 kg/m3～500 kg/m3之间。

2 实际案例分析

2.1 工程案例概述

在某项路桥工程的高性能混凝土配合比设计中，制定的设计方案，其中涉及了混凝土的减水剂剂量、水胶比、胶凝材料用量、粉煤灰用量以及含砂率，具体参数如表2所示。

2.2 工程施工工艺分析

本次工程采取的施工工艺主要包括混凝土拌和工艺、混凝土捣实工艺以及混凝土浇筑与养护，在混凝土拌和环节，主要加强了对原材料投入顺序，同时加强了对拌和时间的控制管理，保证原材料投入顺序与搅拌时间都达到设计标准。另外，施工前还对混凝土的坍落度做出了质量检验，加强了运输环节对混凝土材料的保护工作，制定了完善的运输、存放方案。在混凝土浇筑的过程中，使用的捣实设备以插入式高频振捣器为主要设备，施工作业严格按照相关技术规范要求执行，良好的振捣有效去除了混凝土浇筑中的多余气泡。当混凝土浇筑完成并拆模后，还对混凝土结果进行了妥善的养生，养生环节的环境湿度达到了较高的质量标准。

2.3 混凝土结构的混凝土抗氯离子渗透性能检验结果

在混凝土浇筑工作完成后，对混凝土结构做出了混凝土抗氯离子渗透性能检验，将所选取的四个混凝土配合比设计方案进行了完整的混凝土抗氯离子渗透性能检验记录。具体检验记录，如表3所示。

从表3中可以发现，在混凝土中适量掺入粉煤灰，可以在一定程度上提升混凝土结构的混凝土抗氯离子渗透性能，在粉煤灰掺加量一致的条件下，胶凝材料掺加量的变化对抗渗性有一定负面影响。主要原因是胶凝材料在混凝土中具有促进混凝土内部水化热效果的作用，这会在一定程度上增加混凝土凝固后的裂缝数量，进而降低混凝土结构的混凝土抗氯离子渗透性能。

3 结束语

综上所述，在混凝土配合比设计环节，要重点关注混凝土配置强度、含砂率以及水胶比等参数，对这些重要参数进行深度分析研究，以求提高混凝土配合比设计水平。

参考文献：

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