高性能混凝土配合比設計探討

張鵬飛

（清徐縣維達混凝土有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

在現代化混凝土中，高性能混凝土和普通混凝土存在一些不同，高性能混凝土在制備中對原材料選擇的比較的嚴格，并且通常還需要將一些外加劑添加進去。近些年來，通過對相關方面的研究發現，高性能混凝土在制備的過程中，其制備方法和配合比設計方面有了很大的進步，但是在實際配合比設計中還是避免不了會存在一些問題。而這些問題如果沒有得到及時有效的解決，就會導致混凝土實際應用中出現一些問題，進而給建筑項目結構質量造成一定的影響。因此，加強對高性能混凝土配合比設計的研究還是非常重要的，通過及時發現配合比設計中的一些問題，進而及時采取相應的措施解決，保障工程項目的質量。

高性能混凝土本質上是一種新型的混凝土，其生產工藝對原料的選用有嚴格的規定，有時候還需要添加一些外加劑來提高它的性能。結合國內近幾年有關這方面的研究，在高性能混凝土的制備和配合比方面取得了明顯的成績，但在實際制備中還存在很多不足，如果不及時解決這些問題，當混凝土運用在實際施工中，就會出現很多施工問題，進而影響施工質量。因此，還需要不斷研究制備方法，對高性能混凝土配比在設計中存在的問題深入分析，針對性提出整改措施，有效提高混凝土強度，保障建筑工程的順利開展。

1 高性能混凝土特點

1.1 高耐久性

高性能混凝土具有抗腐蝕性、抗凍融、抗滲性等特點，而抗滲透性是衡量高性能混凝土耐久性的一個重要指標，大部分的化學侵蝕都是由有害的離子和水分侵入混凝土內部引起的。因此，抗滲性是高性能混凝土抗腐蝕的首要措施。

1.2 強流動性和可泵性

在混合、運輸和澆筑過程中，高性能混凝土的流動性較強，而且不會發生離析、泌水等各種不良情況，在施工開展時能夠實現自流[1]。而且隨著時間推移，高性能混凝土坍落度不會發生嚴重損失，其有著不錯可泵性，在這方面也有了廣泛應用，從具體的施工情況來看，也取得了較為良好的效果。

1.3 環保性

高性能混凝土中可以加入大量外加劑，這能夠減少各種資源消耗量，減小建筑工程建設對環境的破壞，這符合可持續發展理念。

1.4 高強度

在初期的時候，高性能混凝土具有很好的強度，后期的強度可以滿足一定的要求。對于高性能混凝土的強度能夠達到多高，各個國家學者的看法存在一定差異，但是從目前工程實際應用來看，高性能混凝土強度已經超過100MPa。

1.5 體積穩定性

高性能混凝土硬化期間，體積相對穩定，水化過程中發熱量低，混凝土溫度不會快速升高，而且在冷卻時不會產生較大溫差，也不會發生嚴重干燥收縮現象。高性能混凝土硬化之后會形成一個致密結構，并且不會出現微觀裂縫、宏觀裂縫。

2 高性能混凝土配合比設計原則

2.1 具體問題具體分析原則

目前，在混凝土配合比設計中，最為關鍵的一個問題就是針對性，總的來說，需要從實際角度去分析，因為混凝土品種的不同，相關施工要求也會存在差異，在根據實際情況分析問題時，還需要結合原材料質量及混凝土攪拌要求，根據實際施工要求制定科學的設計方案。這是混凝土配合比設計的關鍵，必須對材料的各項性能指標進行嚴格的規范，以保證配合比的設計符合規定。

2.2 嚴格參照相應標準原則

在實際配合比過程中，無論在哪個環節都需要嚴格按照配比要求進行施工，并根據實際建筑項目要求作為參考依據，來對高性能混凝土進行配合比。在后期的檢測和驗收環節，還需要合理按照施工程序及具體要求開展工作，在后續的收工階段，不僅要保證混凝土在整個項目中質量檢測達標，同時還需要在驗收合格的情況下開展作業。但是，由于目前很多施工數據信息不完善，可供參考的資料也較少，在混凝土配合比設計方面，很多施工人員都需要根據以往的設計經驗進行配合比，這樣一來就會大大降低施工效率。

2.3 水泥用量最小原則

設計高強度混凝土配合比時需要以滿足高強度混凝土需求為標準，在確保其強度能夠達到應用要求基礎上，將水泥用量控制在最小，實現對混凝土凝結升溫效果的合理控制。

2.4 耐久性原則

混凝土的耐用性是衡量混凝土質量的最主要標準。這是一個很重要的指標，無論是在建筑還是在公路上。因此，在使用高性能混凝土時，需要更多的耐用性。有許多因素影響著它的耐用性，如抗寒性、抗腐蝕性等?，F在很多因素都會影響到混凝土的品質，其中最主要的原因就是會有一些有害的物質會順著水流流入混凝土中，從而對混凝土的整體性能造成一定的影響，因此，耐用性的原理也很重要。

2.5 最小用水量原則

采用有效減水劑的情況下，在對配合比進行計算時，需要在符合泵送水泥坍落度技術應用要求的基礎上，要減掉由于有效減水劑影響而取代的部分用水量，將集料中含水量扣減，在保證高性能混凝土性能能夠適應建筑工程建設基礎上，對水量進行控制，實現用水量最小[2]。

3 高性能混凝土配合比設計存在的問題

3.1 設計規范問題

在現行的混凝土配合比設計規程中，沒有直接提及可以滿足設計要求和配合比設計的特定問題。因此，在進行高性能混凝土的配比設計時，很多操作者都是根據以往的經驗，對其進行配比的調整，以前和現在都沒有統一的標準公式。在保證高性能混凝土強度的前提下，水膠比例是關鍵[3]。因此，在水膠比例的設計上必須要打破常規，先確定用量，然后才能確定膠料用量。在這樣的理念下，凝膠材料的質量和性能得到了進一步的提升。一般情況下，要保證高性能混凝土的強度，就必須選用98%～99%的含水量，而隨著強度的增加，混凝土的質量也會隨之降低。

3.2 骨料配合比存在問題

在混合料配比過程中，其中使用的細骨料以及粗骨料等材料，其配合比例都會對最終配置的高性能混凝土性能造成直接影響。因此，需要對單元等級和類型進行全面檢查，并且將其作為依據標準，控制好骨料混合比，進而實現對高性能混凝土中孔隙率的合理控制，保證結構能夠滿足應用需求[4]。除此之外，生產企業在具體生產期間，生產出的各種原材料，其性能和質量也都可能會存在一定差異，但是由于對粗細骨料以及水泥質量的要求比較高，而實際無法滿足標準質量要求，進而就會影響混凝土最終的質量。另外，骨料水分含量也會影響高性能混凝土質量，如果只是根據技術人員自身經驗來明確骨料水分含量，這樣是不科學的。所以，在開展相關工作的時候，一定要通過試驗來確定并消除各種因素帶來的影響。

3.3 生產標準配置不合理

部分生產企業在實際生產期間，經常會為了獲取更高利益而降低生產標準配置，同時，在實際生產期間，沒有對生產作業中的質量進行合理控制，這都會降低高性能混凝土質量。因此，為了提高高性能混凝土結構質量，需要對各項工作進行合理優化，而且要依據相應工作標準，進行全面優化，做好相應分析，通過多次核對，使高性能混凝土作用能夠得到充分發揮。

4 高性能混凝土配合比設計措施

4.1 合理設計配合比參數

在進行高性能混凝土的配制時，大部分的操作者都是根據以往的經驗對其進行了配比的調節，并沒有一個簡便的規范的計算方法。由于多種原因，對高性能混凝土的品質產生了一定的影響，設計標準是其中十分重要的一項因素，缺乏統一的設計標準勢必會導致高性能混凝土質量參差不齊。高性能混凝土設計標準與普通混凝土設計標準不同，單純地利用項目分析經驗，難以實現標準化生產。在確定高性能混凝土配合比時，需要提高對黏合劑、膠合比等各項內容的重視。

對于高性能混凝土來說，依據組合物強度水平對水膠比進行了明確之后，作業人員利用細粒礦物外加劑量和類型，完成對混凝土具體強度的調節。水泥骨比是水泥和混凝土的比例，通常水泥混凝土與混凝土的比例是7:13。在該配合比下，高性能混凝土的穩定性、加工性各項指標都處于較為理想狀態，能夠滿足應用需求。在使用C50～C70 的高性能混凝土時，其強度為20%～50%，在具體設計時可以利用15%～30%的優質煤粉煤或礦渣取代；而對于C80 以下的高性能混凝土，可以采用15%～35%礦渣和5%～10%二氧化硅灰取代。此外，控制砂率也會對高性能混凝土性能造成一定影響，一般來說，隨著砂率增加會降低高性能混凝土強度[5]。在這一情況下，應當依據膠凝材料總量，以及采用的細顆粒和粗顆粒等級，以及運輸的實際要求，從而選擇合適的砂率。

4.2 做好對原材料質量的控制

對于高性能混凝土來說，在對其質量進行控制時，要對原材料質量進行全面控制，確保采用的每一項原材料質量都能夠達到要求標準，并且要依據建筑工程項目具體情況，開展相應作業。高性能混凝土的原材料主要包括外加劑、細骨料、粗骨料、水泥等，而最終配置的高性能混凝土性能和強度與原材料聯系十分密切，因此，相關工作人員需要提高對這一內容的重視[6]。因此，審查和控制質量單位的工作人員要了解施工內容以及工作開展期間的每一項細節，包括檢測作業開展時的內容包括骨料壓碎值，以及骨料中各項指標。在混凝土生產作業期間，要及時檢查骨料中氯離子和其他有害物質含量，每個施工階段完成后，都要及時開展檢查作業，而且完成檢查后，要開展后續作業。需要注意的是，在具體檢測時，為了保證最終檢測結果準確，需要進行多次檢測。

4.3 調整高性能混凝土耐久性

首先，注重外加劑的應用。所謂外加劑指的就是在攪拌高性能混凝土之前或期間加入的外加劑，其會對高性能混凝土整體性能造成直接影響[7]。生產高性能混凝土期間可以采用不同類型外加劑，其中應用最廣泛的就是減水劑，此外，需要注意的是，外加劑質量必須符合國家各項標準。在正常應用情況下，高效減水劑減水率不得小于20%，大幅度降低水灰比，可以使高性能混凝土強度能夠得到進一步提高。

其次，提高高性能混凝土強度。高強度是高性能混凝土的一項重要特征，特別是在一些高層建筑工程中，強度對于高性能混凝土的應用造成影響較大，在具體配置時，將水膠比控制在0.4 以內，能夠提高高性能混凝土性能。水膠比和礦物質含量都是影響高性能混凝土性能的兩項重要指標，在配合比設計時，要提高對這一內容的重視，做好優化。

最后，合理設置高性能混凝土目標在構造過程中，高性能混凝土與普通混凝土相比存在一定差異，要重要考慮的一項因素就是耐久性。對于混凝土來說，指標主要包括滲透性、抗凍性、體積穩定性等各個方面。通過對大量高性能混凝土性能和應用進行分析可以發現，多數有害物質都是通過水進入混凝土中，有害物質的進入，會對混凝土性能造成不良影響，由此可見，在配置高性能混凝土時要充分考慮其抗滲性，提高其質量。

4.4 保障活性礦物細摻料的合理配置

活性礦物細摻料是高性能混凝土中一種關鍵材料，例如，優質粉煤灰和二氧化硅都是性質良好的摻料，在水泥中分散大量活性礦物細混合物，這能夠使被填充的水泥內的孔隙被填充，并且能夠優化結構，進而使混凝土抗滲性能可以得到進一步提高。與此同時，通過對活性礦物質進行應用，其可以取代水泥，這能夠減少水泥應用量，從而減少水泥水化熱，降低裂縫的出現概率。

5 結語

綜上所述，在當前建筑行業不斷快速發展背景下，項目工程對高性能混凝土配合比要求也隨之增高，所以，針對這種情況，就需要加以重視高性能混凝土配合比的設計工作。在設計過程中，加強對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縮及抗滲性，進而有效延長高性能混凝土的使用壽命，保障工程項目整體的施工建設質量。