高性能混凝土配合比设计探讨

张鹏飞

（清徐县维达混凝土有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

在现代化混凝土中，高性能混凝土和普通混凝土存在一些不同，高性能混凝土在制备中对原材料选择的比较的严格，并且通常还需要将一些外加剂添加进去。近些年来，通过对相关方面的研究发现，高性能混凝土在制备的过程中，其制备方法和配合比设计方面有了很大的进步，但是在实际配合比设计中还是避免不了会存在一些问题。而这些问题如果没有得到及时有效的解决，就会导致混凝土实际应用中出现一些问题，进而给建筑项目结构质量造成一定的影响。因此，加强对高性能混凝土配合比设计的研究还是非常重要的，通过及时发现配合比设计中的一些问题，进而及时采取相应的措施解决，保障工程项目的质量。

高性能混凝土本质上是一种新型的混凝土，其生产工艺对原料的选用有严格的规定，有时候还需要添加一些外加剂来提高它的性能。结合国内近几年有关这方面的研究，在高性能混凝土的制备和配合比方面取得了明显的成绩，但在实际制备中还存在很多不足，如果不及时解决这些问题，当混凝土运用在实际施工中，就会出现很多施工问题，进而影响施工质量。因此，还需要不断研究制备方法，对高性能混凝土配比在设计中存在的问题深入分析，针对性提出整改措施，有效提高混凝土强度，保障建筑工程的顺利开展。

1 高性能混凝土特点

1.1 高耐久性

高性能混凝土具有抗腐蚀性、抗冻融、抗渗性等特点，而抗渗透性是衡量高性能混凝土耐久性的一个重要指标，大部分的化学侵蚀都是由有害的离子和水分侵入混凝土内部引起的。因此，抗渗性是高性能混凝土抗腐蚀的首要措施。

1.2 强流动性和可泵性

在混合、运输和浇筑过程中，高性能混凝土的流动性较强，而且不会发生离析、泌水等各种不良情况，在施工开展时能够实现自流[1]。而且随着时间推移，高性能混凝土坍落度不会发生严重损失，其有着不错可泵性，在这方面也有了广泛应用，从具体的施工情况来看，也取得了较为良好的效果。

1.3 环保性

高性能混凝土中可以加入大量外加剂，这能够减少各种资源消耗量，减小建筑工程建设对环境的破坏，这符合可持续发展理念。

1.4 高强度

在初期的时候，高性能混凝土具有很好的强度，后期的强度可以满足一定的要求。对于高性能混凝土的强度能够达到多高，各个国家学者的看法存在一定差异，但是从目前工程实际应用来看，高性能混凝土强度已经超过100MPa。

1.5 体积稳定性

高性能混凝土硬化期间，体积相对稳定，水化过程中发热量低，混凝土温度不会快速升高，而且在冷却时不会产生较大温差，也不会发生严重干燥收缩现象。高性能混凝土硬化之后会形成一个致密结构，并且不会出现微观裂缝、宏观裂缝。

2 高性能混凝土配合比设计原则

2.1 具体问题具体分析原则

目前，在混凝土配合比设计中，最为关键的一个问题就是针对性，总的来说，需要从实际角度去分析，因为混凝土品种的不同，相关施工要求也会存在差异，在根据实际情况分析问题时，还需要结合原材料质量及混凝土搅拌要求，根据实际施工要求制定科学的设计方案。这是混凝土配合比设计的关键，必须对材料的各项性能指标进行严格的规范，以保证配合比的设计符合规定。

2.2 严格参照相应标准原则

在实际配合比过程中，无论在哪个环节都需要严格按照配比要求进行施工，并根据实际建筑项目要求作为参考依据，来对高性能混凝土进行配合比。在后期的检测和验收环节，还需要合理按照施工程序及具体要求开展工作，在后续的收工阶段，不仅要保证混凝土在整个项目中质量检测达标，同时还需要在验收合格的情况下开展作业。但是，由于目前很多施工数据信息不完善，可供参考的资料也较少，在混凝土配合比设计方面，很多施工人员都需要根据以往的设计经验进行配合比，这样一来就会大大降低施工效率。

2.3 水泥用量最小原则

设计高强度混凝土配合比时需要以满足高强度混凝土需求为标准，在确保其强度能够达到应用要求基础上，将水泥用量控制在最小，实现对混凝土凝结升温效果的合理控制。

2.4 耐久性原则

混凝土的耐用性是衡量混凝土质量的最主要标准。这是一个很重要的指标，无论是在建筑还是在公路上。因此，在使用高性能混凝土时，需要更多的耐用性。有许多因素影响着它的耐用性，如抗寒性、抗腐蚀性等。现在很多因素都会影响到混凝土的品质，其中最主要的原因就是会有一些有害的物质会顺着水流流入混凝土中，从而对混凝土的整体性能造成一定的影响，因此，耐用性的原理也很重要。

2.5 最小用水量原则

采用有效减水剂的情况下，在对配合比进行计算时，需要在符合泵送水泥坍落度技术应用要求的基础上，要减掉由于有效减水剂影响而取代的部分用水量，将集料中含水量扣减，在保证高性能混凝土性能能够适应建筑工程建设基础上，对水量进行控制，实现用水量最小[2]。

3 高性能混凝土配合比设计存在的问题

3.1 设计规范问题

在现行的混凝土配合比设计规程中，没有直接提及可以满足设计要求和配合比设计的特定问题。因此，在进行高性能混凝土的配比设计时，很多操作者都是根据以往的经验，对其进行配比的调整，以前和现在都没有统一的标准公式。在保证高性能混凝土强度的前提下，水胶比例是关键[3]。因此，在水胶比例的设计上必须要打破常规，先确定用量，然后才能确定胶料用量。在这样的理念下，凝胶材料的质量和性能得到了进一步的提升。一般情况下，要保证高性能混凝土的强度，就必须选用98%～99%的含水量，而随着强度的增加，混凝土的质量也会随之降低。

3.2 骨料配合比存在问题

在混合料配比过程中，其中使用的细骨料以及粗骨料等材料，其配合比例都会对最终配置的高性能混凝土性能造成直接影响。因此，需要对单元等级和类型进行全面检查，并且将其作为依据标准，控制好骨料混合比，进而实现对高性能混凝土中孔隙率的合理控制，保证结构能够满足应用需求[4]。除此之外，生产企业在具体生产期间，生产出的各种原材料，其性能和质量也都可能会存在一定差异，但是由于对粗细骨料以及水泥质量的要求比较高，而实际无法满足标准质量要求，进而就会影响混凝土最终的质量。另外，骨料水分含量也会影响高性能混凝土质量，如果只是根据技术人员自身经验来明确骨料水分含量，这样是不科学的。所以，在开展相关工作的时候，一定要通过试验来确定并消除各种因素带来的影响。

3.3 生产标准配置不合理

部分生产企业在实际生产期间，经常会为了获取更高利益而降低生产标准配置，同时，在实际生产期间，没有对生产作业中的质量进行合理控制，这都会降低高性能混凝土质量。因此，为了提高高性能混凝土结构质量，需要对各项工作进行合理优化，而且要依据相应工作标准，进行全面优化，做好相应分析，通过多次核对，使高性能混凝土作用能够得到充分发挥。

4 高性能混凝土配合比设计措施

4.1 合理设计配合比参数

在进行高性能混凝土的配制时，大部分的操作者都是根据以往的经验对其进行了配比的调节，并没有一个简便的规范的计算方法。由于多种原因，对高性能混凝土的品质产生了一定的影响，设计标准是其中十分重要的一项因素，缺乏统一的设计标准势必会导致高性能混凝土质量参差不齐。高性能混凝土设计标准与普通混凝土设计标准不同，单纯地利用项目分析经验，难以实现标准化生产。在确定高性能混凝土配合比时，需要提高对黏合剂、胶合比等各项内容的重视。

对于高性能混凝土来说，依据组合物强度水平对水胶比进行了明确之后，作业人员利用细粒矿物外加剂量和类型，完成对混凝土具体强度的调节。水泥骨比是水泥和混凝土的比例，通常水泥混凝土与混凝土的比例是7:13。在该配合比下，高性能混凝土的稳定性、加工性各项指标都处于较为理想状态，能够满足应用需求。在使用C50～C70 的高性能混凝土时，其强度为20%～50%，在具体设计时可以利用15%～30%的优质煤粉煤或矿渣取代；而对于C80 以下的高性能混凝土，可以采用15%～35%矿渣和5%～10%二氧化硅灰取代。此外，控制砂率也会对高性能混凝土性能造成一定影响，一般来说，随着砂率增加会降低高性能混凝土强度[5]。在这一情况下，应当依据胶凝材料总量，以及采用的细颗粒和粗颗粒等级，以及运输的实际要求，从而选择合适的砂率。

4.2 做好对原材料质量的控制

对于高性能混凝土来说，在对其质量进行控制时，要对原材料质量进行全面控制，确保采用的每一项原材料质量都能够达到要求标准，并且要依据建筑工程项目具体情况，开展相应作业。高性能混凝土的原材料主要包括外加剂、细骨料、粗骨料、水泥等，而最终配置的高性能混凝土性能和强度与原材料联系十分密切，因此，相关工作人员需要提高对这一内容的重视[6]。因此，审查和控制质量单位的工作人员要了解施工内容以及工作开展期间的每一项细节，包括检测作业开展时的内容包括骨料压碎值，以及骨料中各项指标。在混凝土生产作业期间，要及时检查骨料中氯离子和其他有害物质含量，每个施工阶段完成后，都要及时开展检查作业，而且完成检查后，要开展后续作业。需要注意的是，在具体检测时，为了保证最终检测结果准确，需要进行多次检测。

4.3 调整高性能混凝土耐久性

首先，注重外加剂的应用。所谓外加剂指的就是在搅拌高性能混凝土之前或期间加入的外加剂，其会对高性能混凝土整体性能造成直接影响[7]。生产高性能混凝土期间可以采用不同类型外加剂，其中应用最广泛的就是减水剂，此外，需要注意的是，外加剂质量必须符合国家各项标准。在正常应用情况下，高效减水剂减水率不得小于20%，大幅度降低水灰比，可以使高性能混凝土强度能够得到进一步提高。

其次，提高高性能混凝土强度。高强度是高性能混凝土的一项重要特征，特别是在一些高层建筑工程中，强度对于高性能混凝土的应用造成影响较大，在具体配置时，将水胶比控制在0.4 以内，能够提高高性能混凝土性能。水胶比和矿物质含量都是影响高性能混凝土性能的两项重要指标，在配合比设计时，要提高对这一内容的重视，做好优化。

最后，合理设置高性能混凝土目标在构造过程中，高性能混凝土与普通混凝土相比存在一定差异，要重要考虑的一项因素就是耐久性。对于混凝土来说，指标主要包括渗透性、抗冻性、体积稳定性等各个方面。通过对大量高性能混凝土性能和应用进行分析可以发现，多数有害物质都是通过水进入混凝土中，有害物质的进入，会对混凝土性能造成不良影响，由此可见，在配置高性能混凝土时要充分考虑其抗渗性，提高其质量。

4.4 保障活性矿物细掺料的合理配置

活性矿物细掺料是高性能混凝土中一种关键材料，例如，优质粉煤灰和二氧化硅都是性质良好的掺料，在水泥中分散大量活性矿物细混合物，这能够使被填充的水泥内的孔隙被填充，并且能够优化结构，进而使混凝土抗渗性能可以得到进一步提高。与此同时，通过对活性矿物质进行应用，其可以取代水泥，这能够减少水泥应用量，从而减少水泥水化热，降低裂缝的出现概率。

5 结语

综上所述，在当前建筑行业不断快速发展背景下，项目工程对高性能混凝土配合比要求也随之增高，所以，针对这种情况，就需要加以重视高性能混凝土配合比的设计工作。在设计过程中，加强对水泥材料以及粉煤灰量的合理控制，提升高性能混凝土的干缩及抗渗性，进而有效延长高性能混凝土的使用寿命，保障工程项目整体的施工建设质量。