高強(qiáng)高性能混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計分析

■章喜斌 ■九江市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心，江西 九江 332000

隨著社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對建筑物的建造過程要求越來越高，很多的建筑物都需要在十分嚴(yán)酷的環(huán)境下進(jìn)行，例如，海底隧道的建設(shè)、核反應(yīng)堆的建設(shè)以及跨海大橋的建設(shè)等等，這些建筑不僅對見著的材料要求十分嚴(yán)格，還要求具有極強(qiáng)的耐久性，才能保證建筑物的使用壽命相對較長，從而避免了后期建筑后的不必要的麻煩。因為這些原因，不僅加大了施工的難度，而且還要求提高混凝土的質(zhì)量，這就使得提高混凝土的材料和耐用性成為了研究的主要目標(biāo)，所以高強(qiáng)高性能混凝土便應(yīng)運而生。

1 高強(qiáng)高性能混凝土

高強(qiáng)高性能的混凝土相對于普通的混凝土來說具有極高的強(qiáng)度、耐久性的等優(yōu)點，根據(jù)不斷的試驗得出結(jié)論，高強(qiáng)高性能混凝土和普通的混凝土之間的差別主要是由于其中摻加的材料不同而到導(dǎo)致的性能的不同。為了提高混凝土的性能，本文研究的高強(qiáng)高性能混凝土出來摻加水泥、水、沙子和石子，還摻加了骨料、聚羧酸高效減水劑，硅灰以及粉煤灰，從而進(jìn)一步的提高混凝土的強(qiáng)度。

1.1 水泥

高性能混凝土采用的水泥一般都是用硅酸鹽水泥，并要求硅酸鹽水泥的各項指標(biāo)都能夠滿足于通用硅酸鹽水泥的標(biāo)準(zhǔn)要求(GB175－2007)。需要注意的是，硅酸鹽水泥的流動性要好，并且含有較低的堿含量，以及清檔顆粒級配，另外，還要注意與外加劑的相容性，從而得到一個高強(qiáng)高性能的混凝土。

1.2 骨料

首先，細(xì)骨料應(yīng)該選用配置合理、質(zhì)地均勻并且堅固的骨料，吸水率要低，空隙藥效的一些粗河砂，不能使用海砂，而粗骨料應(yīng)該選擇一些例形良好、質(zhì)地均勻并且堅固的骨料，一般為潔凈碎石。粗骨料應(yīng)該采用二級或者是多級配碎石混配成高強(qiáng)高性能混凝土，并且各項指標(biāo)必須要滿足《混凝土工程施工質(zhì)量和驗收標(biāo)準(zhǔn)》。

1.3 聚羧酸高效減水劑

摻加聚羧酸高效減水劑能夠使混凝土具有極高的強(qiáng)度和耐久性，對于氣候的變化、溫度的變化也具有極高的耐性。摻加聚羧酸高效減水劑的特點使及時在高溫的情況下，建筑物的塌落程度也會減小，損失小，并且摻加聚羧酸高效減水劑具有良好的流動性，及時在較低的溫度的情況下也不需要大幅度的增加減水劑的加入量。

1.4 硅灰

硅灰就是在生產(chǎn)硅鐵是產(chǎn)生的煙灰而形成的，所以被稱為硅灰，是一種礦物摻和料。硅灰是在進(jìn)行高強(qiáng)高性能混凝土中應(yīng)用最早并且技術(shù)最為成熟的一種摻和料，也是應(yīng)用最為廣泛的一種摻和料。硅粉中活性SiO的含量高達(dá)90%以上，其中硅粉的活性較高，并且能夠填充水泥的空隙，從而極大地提高了混凝土密實度和強(qiáng)度，使混凝土達(dá)到高強(qiáng)高性能的目的。

1.5 優(yōu)質(zhì)粉煤灰

一般選用一級會摻入到混凝土中，主要是因為一級灰中所含有的玻璃微珠潤滑作用高，能夠有效的降低水灰比，充分利用一級灰的細(xì)粉末填充效應(yīng)和火山灰活性效應(yīng)，從而提高混凝如的強(qiáng)度，形成一種高強(qiáng)高性能的混凝土。

2 高強(qiáng)高性能混凝土主要性能

2.1 力學(xué)性能

混凝土的抗壓強(qiáng)度是指其標(biāo)準(zhǔn)試件在壓力的作用下知道破壞掉，這個單位面積所能承受的最大的壓力。混凝土的抗壓強(qiáng)度主要是由水灰比、水化程度和密實度這三個基本要素決定的，即通過降低水灰比，提高水化程度和密實度從而提高混凝土的抗壓強(qiáng)度。

參數(shù)和水化程度可以直接進(jìn)行量化，但是參數(shù)密實度與相同混凝土完全振搗密實后的表現(xiàn)密度相關(guān)，而密實度(c)是通過含氣量來影響強(qiáng)度的，因為氣孔是會降低水泥漿基體的強(qiáng)度。

2.2 工作性

工作性就是新拌混凝土的性能，即新攪拌的混凝土在一定的施工條件下，便于攪拌、運輸和澆灌等工作，并且質(zhì)量均勻、密實程度較高的一種性能。工作性在攪拌時體現(xiàn)為各種組合材料都能夠均勻攪拌，在運輸?shù)倪^程中表現(xiàn)為新拌混凝土的稀稠程度不會發(fā)生變化，而在澆筑的過程中則表現(xiàn)為新拌混凝土能夠易于振實，并能夠流滿模板。在硬化的方面，表現(xiàn)為能夠保證水泥充分水化并且水泥石和骨料能夠進(jìn)行有效的粘結(jié)。

對于新拌混凝土的工作性的測試和評價方法主要有是那種，分別是坍落度試驗、VEBE稠度測驗以及密實度系數(shù)。雖然在測試高強(qiáng)高性能混凝土有多重方法，但是塌落度測試是應(yīng)用的最為廣泛的一項測試。

2.3 耐久性

混凝土的耐久性就是指混凝土在使勁的使用條件下抵抗各種破壞因素的作用，能夠使混凝土長期的保持一個輕度和外觀完整性的一個特地拿。對于混凝土來說常見的侵蝕現(xiàn)象有，硫酸鹽侵蝕、二氧化碳侵蝕和凍融破壞等幾個方面，多數(shù)表現(xiàn)為化學(xué)的侵蝕作用。為了避免以上侵蝕作用給混凝土帶來一定程度的破壞，就需要采取降低水灰比以及使用引氣劑的措施來提高混凝土的性能和抗凍耐久性。

3 高強(qiáng)高性能混凝土配合比設(shè)計技術(shù)措施

3.1 大量摻用粉煤灰改善混凝土性能

因為粉煤灰中的玻璃微珠能夠使水泥砂漿粘度和顆粒之間的摩擦遍地，并且使水泥中的而開立充分分散，起到了一個在相同稠度的情況下使混凝土的用水量減少的效果，提高混凝土的和易性。另外，因為粉煤灰的顆粒比較細(xì)，所以能夠起到一個改善膠凝材料的顆粒級配的作用，使空隙減少，所以也在一定程度上有效的降低了混凝土的用水量。

粉煤灰摻入到混凝土中特別的一點是，在剛開始的時候粉煤灰并不參與水化，二是僅僅起到一個填充的作用，讓混凝土獲得一個更好的性能，而在后期粉煤灰開始和水泥的水化產(chǎn)物互相作用，形成填充顆粒，加強(qiáng)混凝土的密度，從而大大提升了混凝土的強(qiáng)度。

3.2 采用復(fù)摻技術(shù)

是指在混凝土中摻入兩種或兩種以上的細(xì)摻料。粉煤灰在早期的影響強(qiáng)度比較高，特別是在摻量比較大的時候，影響就隨之增大。加入復(fù)合活性更好的硅灰在一定程度上可以提高火山灰效應(yīng)，從而提高粉體的化學(xué)活性。粉煤灰和硅灰進(jìn)行摻和后，混凝土的強(qiáng)度得到了一定的互補(bǔ)，能夠產(chǎn)生復(fù)合的更佳的效果，具有更高的工作性能和耐久性能。

4 總結(jié)

隨著建筑施工的難度越來越大，高強(qiáng)高性能混凝土的應(yīng)用也越來越廣泛，對高強(qiáng)高性能混凝土的研究也越來越深刻。合理的搭配各種膠凝材料之間的關(guān)系，可以顯著的提高混凝土的性能和強(qiáng)度，不僅降低了工程的成本，而且在一定程度上延長了建筑物的使用壽命。隨著混凝土配合優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展，混凝土的強(qiáng)度在不斷提高的過程也會更加節(jié)省工程的成本，從而在保證工程質(zhì)量的前提下獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

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