高性能混凝土配合比設計及其存在的問題研究

鄭杭州

（福州鐵建工程質量檢測有限公司 350014）

0 引言

建筑施工內容的復雜程度，正隨著行業的發展不斷提升，人們對建筑質量提出的要求也越來越高，兼具質量佳、使用周期長等優勢的高性能混凝土，開始被大量應用在建筑施工的過程中，普通混凝土存在的缺點被解決，建筑質量也得到了應有的保證。，要想充分發揮高性能混凝土的作用，關鍵是保證摻合料質量，具體來說，就是在骨料等常規原材料中加入高效外加劑，以此來提高混凝土配合比的科學性，由此可見，本文所研究內容具有一定的現實意義。

1 高性能混凝土在配比設計時存在的問題

高性能混凝土在配比設計的過程中，出現下列問題的幾率較高：其一，骨料配比不當。在對混凝土摻合料進行配置時，骨料是不可或缺的一部分，骨料的類型往往會直接影響到混凝土的性能，因此，工作人員應以相關規定為依據，對骨料配合比進行嚴格控制，通過提高骨料使用量的方式，降低高性能混凝土內部空隙的面積；其二，缺少設計標準。在對高性能混凝土進行設計時，較常出現的問題之一即為設計不規范，這是因為普通混凝土所對應的配合比并不適用于高性能混凝土，工作人員只能根據自身的工作經驗對其進行計算，混凝土質量難以得到保證。在對混凝土進行配比的過程中，需要工作人員引起重視的衡量因素為水膠比，只有保證水膠比與行業標準相符，混凝土才能夠具備良好的強度及耐久性，由此可見，相關機構應在短時間內完成對設計標準的制定工作，通過提高配比規范性的方式，保證混凝土及后續施工的質量；其三，指標優化工作沒有引起重視。要想保證應用高性能混凝土所展開施工的質量，對各施工項目進行優化很有必要，實踐表明，只優化某個或某幾個項目，已經無法達到混凝土配比所對應的標準，只有從實際出發，對各個項目進行合理優化，通過反復檢驗的方式，獲得優化數據并確定優化目標，才能為混凝土配比奠定良好的基礎[1]。

2 高性能混凝土所適用的配合比設計方法

針對高性能混凝土所開展的配比設計工作，主要分為四個步驟：首先，對混凝土結構進行設計，這里重點突出的是設計的可行性與科學性；其次，篩選原材料，避免不合格原材料入場；接下來，嚴格把控每個設計環節，為混凝土強度及耐久度提供保證；最后，對配比后的混凝土進行驗收，保證混凝土質量與工程要求相符。

2.1 合理選擇原材料

高性能混凝土主要由骨料、凝膠材料和外加劑構成，要想保證混凝土的質量，工作人員應對原材料進行合理選擇。首先，在選擇骨料時，工作人員應將關注的重點放在可能給高性能混凝土強度、抗裂性和彈性模量帶來影響的骨料性能上，例如，硬度、粘結度等；其次，在選擇凝膠材料時，工作人員應明確凝膠材料主要是由水泥、礦物摻合料所構成，其中，可能給混凝土強度帶來影響的要素為水泥規格與型號，因此，工作人員需要從細度、成分及粒徑等方面，對施工所使用的水泥進行嚴格篩選，近幾年，使用頻率較高的礦物摻合料則包括沸石粉、煤炭粉和礦渣粉，在混凝土材料中加入適量的礦物摻合料，能夠提高材料性能，改變內部結構，普通混凝土存在的隱患自然可以被消除；最后，在選擇外加劑時，工作人員應從實際需求出發，對減水劑、抗滲劑等外加劑進行使用，以此來提高混凝土的強度、粘結性和耐久性，試驗表明，在混凝土中添加減水劑，對材料性能的提高具有顯著作用，在實際施工的過程中，工作人員需要以試驗結果為依托，對配比關系進行確定，只有這樣，才能在降低施工成本的基礎上，提高混凝土拌合的質量[2]。

2.2 控制原材料質量

要想控制高性能混凝土的質量，關鍵是控制原材料的質量，在材料進場階段，工作人員應對原材料數量和質量進行嚴格檢查，保證施工所使用原材料，與建筑工程提出的要求相契合。混凝土的主要構成材料為砂石骨料，只有保證砂石骨料的質量，混凝土的性能、強度和耐久力才能夠滿足建筑工程的要求，但是，部分施工人員對砂石骨料質量的重要性尚未引起重視，要想從根本上解決該問題，應當將砂石質量視為需要重點考慮的指標，在對高性能混凝土所使用的骨料進行選擇時，嚴格遵守施工要求，保證所選擇骨料不含有風化巖石及破碎石，嚴格控制碎石半徑，避免砂率較高、水灰比較低等問題出現，給混凝土質量帶來不必要的影響，只有在保證砂石骨料強度和數量的基礎上，提高其所具有的經濟性能，才能為施工質量提供保證。

2.3 合理選擇配比參數

2.3.1 水膠比

高性能混凝土往往擁有較低的水膠比。在實際施工中，只有保證水膠比處于正常范圍（具體見表1），才能延長混凝土的有效使用周期，在防滲漏方面具有的性能也可以得到保證。通過試驗能夠看出，混凝土強度和水膠比的關系為負相關，也就是說，隨著水膠比的不斷降低，混凝土強度逐漸增強，這主要是因為較低的水膠比，會導致混凝土內部縫隙縮小，從而使水泥粒的作用得到充分發揮。

表1 高性能混凝土的水膠比

2.3.2 漿集比

漿集比是指骨料與水泥漿所對應的使用比例。雖然混凝土的強度和使用周期受摻合料的影響較為明顯，但水泥漿的作用只局限于連接骨料，實驗表明，骨料與水泥漿的使用比為65：35時，混凝土的強度和穩定性處于最佳水平，高性能混凝土在性能方面的優勢，自然可以得到充分發揮[3]。

2.3.3 減水劑摻加比

對混凝土強度、使用周期具有決定作用的因素為水膠比及用水量的比。如果水膠比、用水量的比均較低，所配置出的高性能混凝土，則具有高強度、較長使用周期等特點，在混凝土中加入高效減水劑的作用，主要是增加混凝土具有的流動性，為后續環節的開展提供便利，一般來說，減水劑參加比以1%～2%為最佳。

2.4 對配比環節進行細化

混凝土的配比過程相對復雜，每個環節都與最終所得出高性能混凝土的質量息息相關，因此，工作人員應對配比環節進行細化，保證配比工作的順利進行。例如，以建筑工程提出的要求為依據，對原材料和混凝土攪拌物進行確定，如果出現膠凝材料過量、水量過量等問題，及時對減水劑品質進行調整，避免帶來更嚴重的問題；在對粗細骨料進行配比時，工作人員應明確高性能混凝土所對應砂率的標準范圍，避免砂率過低或過高的問題的出現，給后續施工環節帶來不利影響。這里需要注意的是，混凝土所對應砂率的最佳比值約為34%～44%，雖然降低砂率對混凝土強度具有提高作用，但混凝土的適用性也會受到影響。

3 結論

綜上所述，近幾年，在建筑施工的過程中，高性能混凝土出現的頻率越來越高，所取得的效果也有目共睹，由于我國使用高性能混凝土展開施工的時間較短，無論是在使用方法還是在操作規范上，均存在著一定的問題，這就需要工作人員在實際施工的過程中，發現并解決問題，通過提高混凝土配合比所具有科學性的方式，為施工質量提供保證。希望上文中討論的內容可以在某些方面給工作人員以啟發，為我國建筑行業的快速發展貢獻力量。