淺析高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)

文/ 蘇瑜、劉旭 中海文旅設(shè)計(jì)研究（大連）有限公司 遼寧大連 116000

混凝土作為建筑材料的歷史悠久，從上世紀(jì)末期開(kāi)始高性能混凝土出現(xiàn)在人們的視野中，并因極好的耐久性和高強(qiáng)度，提升了建筑工程的質(zhì)量，加速了建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與原有的混凝土材料性能相比，高性能混凝土的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)在于，其水膠比系數(shù)較低、使用優(yōu)質(zhì)性能的礦物細(xì)摻料、高效外加劑，與水、水泥攪拌而成，在配合比設(shè)計(jì)方面具有優(yōu)勢(shì)，得到廣泛應(yīng)用。下面，我們將具體分析高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程，分析其中存在的問(wèn)題，然后提出具體的應(yīng)對(duì)策略。

1、高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程

在建筑工程的施工實(shí)踐中，高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)過(guò)程可以劃分為以下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

一是，高性能混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。依據(jù)建筑工程的設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確合理，符合施工規(guī)范要求和相關(guān)規(guī)定，從而確定對(duì)混凝土配合比的要求與標(biāo)準(zhǔn)。

二是，高性能混凝土的篩選原料環(huán)節(jié)。建筑工程施工中使用的混凝材料，需要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查，排除質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、質(zhì)檢不合格的材料。作為高性能混凝土的原材料采購(gòu)人員，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選取性能高、質(zhì)量好的原材料，在控制施工成本的同時(shí)，確保混凝土配合比的質(zhì)量。

三是，高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。在配合比設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，要依據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)混凝土性能的要求，科學(xué)設(shè)定混凝土中水泥和水的含量，保證高性能混凝土的耐久性和強(qiáng)度數(shù)值滿足建筑工程要求。

四是，高性能混凝土的質(zhì)量檢測(cè)與驗(yàn)收設(shè)計(jì)。管理者應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格依據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求，認(rèn)真實(shí)施對(duì)建筑工程混凝土的質(zhì)量評(píng)定與檢測(cè)工作。

2、分析高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)不足

2.1 雙摻控制問(wèn)題

在設(shè)計(jì)流程中，雙摻控制問(wèn)題是一個(gè)非常大的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)中，對(duì)于礦渣粉的摻入量是沒(méi)有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的，由施工方自行計(jì)算摻入，所以在實(shí)際工作中，容易發(fā)生盲目提高摻量造成混凝土凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，嚴(yán)重影響工程進(jìn)度，此外，摻入過(guò)量的礦渣粉會(huì)造成混凝土的長(zhǎng)期塑性，影響混凝土的強(qiáng)度，對(duì)工程的質(zhì)量是一個(gè)很大的威脅。在實(shí)際操作過(guò)程中，相關(guān)施工方應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際工程的要求、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及強(qiáng)度、施工氣候計(jì)算出需要摻入的礦粉量，通常，水泥中的C3A含量不應(yīng)該超過(guò)總量的0.8%，這樣可以對(duì)礦渣粉的質(zhì)量起到一定的保障，避免出現(xiàn)凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度低的情況。此外，需要尤其注意的是在冬季里施工時(shí)，要選擇非緩凝型減水劑，抹面工作時(shí)也要注意選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)期。

2.2 粗細(xì)骨料的配比問(wèn)題

在整個(gè)配比過(guò)程中，粗細(xì)骨料問(wèn)題直接關(guān)系到混凝土的質(zhì)量和性能，由于高性能混凝土具有水泥石強(qiáng)度高、水灰比低的特點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)必須加強(qiáng)粗細(xì)骨料的強(qiáng)度，所以在選擇原料時(shí)，應(yīng)盡量選擇未風(fēng)化的巖石，嚴(yán)禁使用已經(jīng)風(fēng)化的母巖作為原料，此外，對(duì)碎石的直徑也要嚴(yán)格控制，以保證混凝土的質(zhì)量和均質(zhì)性。在高性能混凝土的配比過(guò)程中，由于其水灰比較低，在配比過(guò)程中使用的水泥含量較大，所以很大部分的水泥僅僅是作為微細(xì)填料出現(xiàn)的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量節(jié)約水泥，通過(guò)改善粗細(xì)骨料級(jí)配比，減少空隙率，粗骨料一般使用二級(jí)或者多級(jí)級(jí)配，松散堆積密度不低于1500kg/m2，空隙率小于40%，吸水率小于2%，在配比時(shí)可以采用外摻增強(qiáng)集料強(qiáng)制攪拌工藝來(lái)提高強(qiáng)度，達(dá)到減少水泥用量的問(wèn)題，這樣不但進(jìn)行了良好的成本控制，還能顯著提高混凝土材料的耐久力。

2.3 缺少規(guī)范的管控與規(guī)制

在高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)規(guī)范能夠?yàn)榛炷恋呐浜媳葦?shù)值設(shè)定參考范圍，從而確保混凝土性能與強(qiáng)度。但是從實(shí)踐來(lái)看，我國(guó)當(dāng)前缺少針對(duì)高性能混凝土配合比的規(guī)范內(nèi)容，僅僅有普通混凝土的配合比規(guī)范，管理人員依據(jù)個(gè)人施工經(jīng)驗(yàn)確定并計(jì)算的配合比數(shù)值，導(dǎo)致了高性能混凝土配合比質(zhì)量的不確定性。筆者認(rèn)為，為了確保高性能混凝土水膠比數(shù)值滿足要求，應(yīng)當(dāng)盡快制定針對(duì)高性能混凝土配合比的施工規(guī)范，從而確保工程質(zhì)量。

3、優(yōu)化高性能混凝土配合比的設(shè)計(jì)方法

3.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為配合比數(shù)值提供依據(jù)

作為設(shè)計(jì)人員，應(yīng)當(dāng)提升混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的質(zhì)量；通過(guò)科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為混凝土配合比的參數(shù)設(shè)定與計(jì)算提供依據(jù)，確保混凝土的耐久性與強(qiáng)度。

3.2 確保高性能混凝土的配比材料質(zhì)量

配比材料的質(zhì)量，影響并決定了高性能混凝土的最終質(zhì)量。作為管理者應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格審查進(jìn)場(chǎng)的混凝土材料，確保其數(shù)量、規(guī)格性能、質(zhì)量滿足要求。高性能混凝土中砂石骨料的質(zhì)量及含量，是影響混凝土性能、強(qiáng)度與耐久性質(zhì)量的最重要因素，施工管理者應(yīng)當(dāng)在控制、降低施工成本的前提下，確保砂石骨料的質(zhì)量合格，從而保證高性能混凝土的質(zhì)量。

3.3 加強(qiáng)對(duì)高性能混凝土配比的計(jì)算與調(diào)節(jié)

配合比的計(jì)算與數(shù)值調(diào)節(jié)，是決定高性能混凝土質(zhì)量的最重要因素，管理者應(yīng)當(dāng)妥善選擇配比的原材料，遵守高性能混凝土攪拌的相關(guān)規(guī)定與要求，科學(xué)確定水泥與水的含量。舉例說(shuō)明，如果攪拌過(guò)程中，膠凝材料或者水的含量超出需要，應(yīng)當(dāng)適量調(diào)整摻量、減水劑，從而降低膠凝材料或者水的含量數(shù)值。此外，粗細(xì)骨料的配合比數(shù)值設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)確保砂率數(shù)值處于33%和44%之間，如果砂率數(shù)值低于33%，將提升高性能混凝土的強(qiáng)度數(shù)值，但降低其適用性能。

綜上所述，在高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)中，管理者應(yīng)當(dāng)防范容易產(chǎn)生的問(wèn)題，同時(shí)結(jié)合工程具體情況與要求，采取合理措施，提升高性能混凝土的質(zhì)量。由于現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)缺少關(guān)于高性能混凝土配合比的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，容易導(dǎo)致高性能混凝土的配比設(shè)計(jì)混亂，影響混凝土與建筑工程質(zhì)量，作為有關(guān)單位與管理者應(yīng)當(dāng)注重從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，探究提升高性能混凝土質(zhì)量的建議與方法，保證工程質(zhì)量，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。