高强高性能混凝土配合比优化设计分析

■章喜斌 ■九江市建设工程质量检测中心，江西 九江 332000

随着社会的不断进步和科学技术的不断发展，对建筑物的建造过程要求越来越高，很多的建筑物都需要在十分严酷的环境下进行，例如，海底隧道的建设、核反应堆的建设以及跨海大桥的建设等等，这些建筑不仅对见着的材料要求十分严格，还要求具有极强的耐久性，才能保证建筑物的使用寿命相对较长，从而避免了后期建筑后的不必要的麻烦。因为这些原因，不仅加大了施工的难度，而且还要求提高混凝土的质量，这就使得提高混凝土的材料和耐用性成为了研究的主要目标，所以高强高性能混凝土便应运而生。

1 高强高性能混凝土

高强高性能的混凝土相对于普通的混凝土来说具有极高的强度、耐久性的等优点，根据不断的试验得出结论，高强高性能混凝土和普通的混凝土之间的差别主要是由于其中掺加的材料不同而到导致的性能的不同。为了提高混凝土的性能，本文研究的高强高性能混凝土出来掺加水泥、水、沙子和石子，还掺加了骨料、聚羧酸高效减水剂，硅灰以及粉煤灰，从而进一步的提高混凝土的强度。

1.1 水泥

高性能混凝土采用的水泥一般都是用硅酸盐水泥，并要求硅酸盐水泥的各项指标都能够满足于通用硅酸盐水泥的标准要求(GB175－2007)。需要注意的是，硅酸盐水泥的流动性要好，并且含有较低的碱含量，以及清档颗粒级配，另外，还要注意与外加剂的相容性，从而得到一个高强高性能的混凝土。

1.2 骨料

首先，细骨料应该选用配置合理、质地均匀并且坚固的骨料，吸水率要低，空隙药效的一些粗河砂，不能使用海砂，而粗骨料应该选择一些例形良好、质地均匀并且坚固的骨料，一般为洁净碎石。粗骨料应该采用二级或者是多级配碎石混配成高强高性能混凝土，并且各项指标必须要满足《混凝土工程施工质量和验收标准》。

1.3 聚羧酸高效减水剂

掺加聚羧酸高效减水剂能够使混凝土具有极高的强度和耐久性，对于气候的变化、温度的变化也具有极高的耐性。掺加聚羧酸高效减水剂的特点使及时在高温的情况下，建筑物的塌落程度也会减小，损失小，并且掺加聚羧酸高效减水剂具有良好的流动性，及时在较低的温度的情况下也不需要大幅度的增加减水剂的加入量。

1.4 硅灰

硅灰就是在生产硅铁是产生的烟灰而形成的，所以被称为硅灰，是一种矿物掺和料。硅灰是在进行高强高性能混凝土中应用最早并且技术最为成熟的一种掺和料，也是应用最为广泛的一种掺和料。硅粉中活性SiO的含量高达90%以上，其中硅粉的活性较高，并且能够填充水泥的空隙，从而极大地提高了混凝土密实度和强度，使混凝土达到高强高性能的目的。

1.5 优质粉煤灰

一般选用一级会掺入到混凝土中，主要是因为一级灰中所含有的玻璃微珠润滑作用高，能够有效的降低水灰比，充分利用一级灰的细粉末填充效应和火山灰活性效应，从而提高混凝如的强度，形成一种高强高性能的混凝土。

2 高强高性能混凝土主要性能

2.1 力学性能

混凝土的抗压强度是指其标准试件在压力的作用下知道破坏掉，这个单位面积所能承受的最大的压力。混凝土的抗压强度主要是由水灰比、水化程度和密实度这三个基本要素决定的，即通过降低水灰比，提高水化程度和密实度从而提高混凝土的抗压强度。

参数和水化程度可以直接进行量化，但是参数密实度与相同混凝土完全振捣密实后的表现密度相关，而密实度(c)是通过含气量来影响强度的，因为气孔是会降低水泥浆基体的强度。

2.2 工作性

工作性就是新拌混凝土的性能，即新搅拌的混凝土在一定的施工条件下，便于搅拌、运输和浇灌等工作，并且质量均匀、密实程度较高的一种性能。工作性在搅拌时体现为各种组合材料都能够均匀搅拌，在运输的过程中表现为新拌混凝土的稀稠程度不会发生变化，而在浇筑的过程中则表现为新拌混凝土能够易于振实，并能够流满模板。在硬化的方面，表现为能够保证水泥充分水化并且水泥石和骨料能够进行有效的粘结。

对于新拌混凝土的工作性的测试和评价方法主要有是那种，分别是坍落度试验、VEBE稠度测验以及密实度系数。虽然在测试高强高性能混凝土有多重方法，但是塌落度测试是应用的最为广泛的一项测试。

2.3 耐久性

混凝土的耐久性就是指混凝土在使劲的使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，能够使混凝土长期的保持一个轻度和外观完整性的一个特地拿。对于混凝土来说常见的侵蚀现象有，硫酸盐侵蚀、二氧化碳侵蚀和冻融破坏等几个方面，多数表现为化学的侵蚀作用。为了避免以上侵蚀作用给混凝土带来一定程度的破坏，就需要采取降低水灰比以及使用引气剂的措施来提高混凝土的性能和抗冻耐久性。

3 高强高性能混凝土配合比设计技术措施

3.1 大量掺用粉煤灰改善混凝土性能

因为粉煤灰中的玻璃微珠能够使水泥砂浆粘度和颗粒之间的摩擦遍地，并且使水泥中的而开立充分分散，起到了一个在相同稠度的情况下使混凝土的用水量减少的效果，提高混凝土的和易性。另外，因为粉煤灰的颗粒比较细，所以能够起到一个改善胶凝材料的颗粒级配的作用，使空隙减少，所以也在一定程度上有效的降低了混凝土的用水量。

粉煤灰掺入到混凝土中特别的一点是，在刚开始的时候粉煤灰并不参与水化，二是仅仅起到一个填充的作用，让混凝土获得一个更好的性能，而在后期粉煤灰开始和水泥的水化产物互相作用，形成填充颗粒，加强混凝土的密度，从而大大提升了混凝土的强度。

3.2 采用复掺技术

是指在混凝土中掺入两种或两种以上的细掺料。粉煤灰在早期的影响强度比较高，特别是在掺量比较大的时候，影响就随之增大。加入复合活性更好的硅灰在一定程度上可以提高火山灰效应，从而提高粉体的化学活性。粉煤灰和硅灰进行掺和后，混凝土的强度得到了一定的互补，能够产生复合的更佳的效果，具有更高的工作性能和耐久性能。

4 总结

随着建筑施工的难度越来越大，高强高性能混凝土的应用也越来越广泛，对高强高性能混凝土的研究也越来越深刻。合理的搭配各种胶凝材料之间的关系，可以显著的提高混凝土的性能和强度，不仅降低了工程的成本，而且在一定程度上延长了建筑物的使用寿命。随着混凝土配合优化设计的发展，混凝土的强度在不断提高的过程也会更加节省工程的成本，从而在保证工程质量的前提下获得更高的经济效益。

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