高性能混凝土配合比设计及其存在的问题

2017-04-11刘靖朱平

四川水泥 2017年2期

关键词：外加剂耐久性高性能

刘靖朱平

(湖南高速铁路职业技术学院湖南省 421002)

高性能混凝土配合比设计及其存在的问题

刘靖朱平

(湖南高速铁路职业技术学院湖南省 421002)

高性能混凝土是当前建筑工程项目中不可或缺的建筑材料，也是现阶段新型的一种混凝土技术，在建筑施工中占有重要地位。文章主要从高性能混凝土配合比设计要点出发，对高性能混凝土配合设计中存在问题结合工程实例进行了分析，以供参考完善。

高性能混凝土；配合比设计；存在的问题

高性能混凝土即是在提升普通混凝土性能的条件下，选择水泥、水、外加剂、矿物掺合料和粗细集料等优质原材料，然后经过现代化混凝土技术配置形成的一种新型混凝土技术。高性能混凝土作为一种具有较强耐久性的材料，耐久性是普通混凝土的3～10倍。高性能混凝土技术的应用，正好可弥补普通混凝土因为耐久性不良造成的质量问题，对我国实现可持续发展方针，达到节能减排，保护环境目的具有重要意义。

1、高性能混凝土配合比设计要点分析

在实际操作过程中，高性能混凝土配合比设计要点主要包括以下几方面：（1）结构设计。针对高性能混凝土施工具体要求，施工人员应明确混凝土配合比设计阶段的工作内容，将相关工作要求落实到位，保证设计参数的合理性和科学性。并通过实验对选定参数进行验算，以提升混凝土强度和耐久性，为进一步施工奠定扎实基础。（2）原材料选择。对于进入现场的原材料，相关管理人员必须按照规定要求对材料进行严格把控，以免不合格产品进入施工现场。同时采购人员应通过货比三家方式，选择经济性、价格优惠的粗骨料、水泥等建筑原材料。此外，在实际配置过程中，应选择优质水源进行施工，并对外加剂适用量进行严格把控，以免外加剂用量过多或者太少而影响到施工质量。（3）针对具体工程需要展开具体分析。在进行高性能混凝土配合比设计过程中，施工工作人员需要按照不同的品质和施工要求进行设计。例如在高性能混凝土的用水量和水泥用量方面，需要按照高性能混凝土的用水量、材料品质以及混凝土拌合物进行设计，以提升高性能混凝土刚度与强度，确保施工质量。（4）检验与验收。相关工作人员在验收过程中，需要根据《高性能商品混凝土评定标准》，结合预拌混凝土生产与施工的有关规定对高性能混凝土配合比设计进行检验，确定符合标准要求后才能施工。

2、高性能混凝土配合设计中存在问题

2.1 双掺控制问题

在进行高性能混凝土配合比设计过程中，受各种因素影响，施工工作人员没有合理计算矿物掺合料的掺入量并加以区分，只是盲目的提升矿物掺合料的掺入量，导致高性能混凝土凝固时间比预期设计延长，不能按照预计施工进度进行施工。此外，矿物掺合料的掺入量过多，会导致高性能混凝土的长期塑性，降低高性能混凝土的强度与刚度，而引发混凝土出现早期裂缝问题，影响了建筑物正常使用。因此在实际操作过程中，施工工作人员应按照建筑工程项目的具体要求、混凝土强度等级、施工当地气候条件和建筑结构特点来计算矿物掺合料的掺入量。例如水泥掺入量中C3A含量不能导语总量的0.80%，以此提升矿物掺合料质量，防止混凝土凝固时间太长，导致混凝土强度与刚度下降。此外，在冬季施工时，施工工作人员应在高性能混凝土配置中适当加入非缓凝型减水剂，适当把握混凝土最终抹面作业的时间，以此提升施工作业质量。

2.2 粗细骨料的配比问题

粗细骨料作为高性能混凝土配置中不可缺少的原材料，粗细骨料的选择直接影响到高性能混凝土的性质。因此在选择高性能混凝土的粗细骨料时，施工工作人员应根据施工需求，选择未风化岩石、石和破碎石，禁止使用已经风化的母岩对粗细骨料进行加工。此外，还应严格控制碎石粒径，从根源上控制粗细骨料的配比问题，以此提升高性能混凝土配合设计质量与均质性。例如在高性能混凝土配合设计过程中，由于水灰比较低，使用水泥用量过多，砂率较小，如果没有严格按照规定标准要求进行控制，会影响到高性能混凝土整体配合设计质量。因此在实际配合设计过程中，施工工作人员必须严格控制粗细骨料配合比，通过增加单方混凝土中的粗骨料用量来减少混凝土空隙率。具体操作步骤为：使用二级配合方式设计粗骨料，确保松散堆积密度超过1500kg/m3，紧密空隙率低于40%，吸水率低于2%，如果需要配置强度等级为C50高性能混凝土时，选择粗骨料粒径应小于25mm，并使用外掺增强剂与强制搅拌技术来提升水泥石强度，以减少水泥用量，这样不仅能减少材料成本投入，还可改善高性能混凝土刚度与耐久性。

2.3 规范问题

在进行高性能混凝土配合设计过程中，由于高性能混凝土配合设计方案与一般混凝土配合比设计方案不同，导致在实际操作时，配合设计方案缺少规范性，只是单纯依靠以往经验和计算公式进行配置，使得高性能混凝土的质量无法得到有效保障。为了解决这些问题，施工工作人员应改变原有的混凝土配合比设计思路，严格按照高性能混凝土的耐久性和胶凝材料品质来配合设计。此外，在配合设计时，还应对用水量进行严格控制，提升高性能混凝土配合设计精度，以保证高性能混凝土配合设计质量。

3、工程实例

该工程项目是长昆右云桂动左线黑龙潭特大桥，施工里程为BYD1K1+687.219～HYD1K1+48.083，工程总长为1360.819m。其中梁部、墩身和基础混凝土应符合耐久性与安全性要求，墩身部分混凝土配合设计强度根据C35等级标准进行施工，塌落度要求与160.0～200.0mm相符。

配合比设计要点：根据工程实际特点，在实际操作过程中，施工工作人员减少水泥使用量，对混凝土内部温度进行控制，避免出现早期裂缝问题，以提升配合混凝土弹性模量与体积稳定性；然后适当加入减水剂外加剂，以减少混凝土水胶比，从而提升混凝土强度与刚度，确保整体施工性能。遵循以上原则，该工程选用强度等级为 C35高性能混凝土进行配置，配比参数的选定设计方案为W/B=0.44，经过配合实验该设计方案中配合比：水泥用量为267kg，粉煤灰为114kg，粗骨料为 799kg，用水量为 164kg，添加 21.32%的外加剂（G:F:S:G:W1：WJ=1:0.43:2.99:3.81:0.61:0.017）。实施混凝土浇筑后，结果表明，高性能混凝具有良好和易性和粘贴性，没有出现离析和泌水情况，混凝土强度和弹性模量稳定；凝固后结构表面没有浮浆和空洞问题，满足现行《客运专线高性能混凝土暂行技术条件》有关要求。