高性能混凝土用原材料及配合比设计探讨

毛斌

【摘要】相较于一般混凝土，高性能混凝土在耐久性和体积稳定性这两各方面有非常显著的优势。因此，对水泥、矿物掺合料、骨料、水、外加剂等组成的要求比普通混凝土要高得多。混凝土材料的构成决定了混凝土的内部微观结构以及主要宏观性能。为了能够有效地生产高性能混凝土，我们一定要正确合理使用原材料自身的性能。在高性能混凝土配合比设计中，材料的质量控制是一个相当困难的问题。针对高性能混凝土的原材料及配合比設计展开了论述。

【关键词】高性能混凝土；原材料；配合比设计

高性能混凝土配合比的设计，混凝土的要求是选择合适的水泥、外加剂、砂石等，一定要对原材料的质量进行检验。

一、高性能混凝土设计技术指标

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性有重点的予以保证。

二、高性能混凝土用原材料及配合比设计

（一）配合比设计原则

混凝土的配合比应根据原材料的品质、混凝土设计强度等级、混凝土耐久性以及施工工艺对工作性的要求，通过计算、试配、调整等步骤选定。配制的混凝土应满足施工要求，设计强度和耐久性等质量要求。在高性能混凝土配合比设计中，首要考虑的就是混凝土的耐久性，然后根据设计强度及施工工艺对拌合物工作性进行设计。经试配调整后，确定满足要求后方可投入施工中。为了能够有效提高混凝土的耐久性，改善混凝土的工作性，应在混凝土中掺入适当的粉煤灰、矿渣、硅灰等矿物掺和料及化学外加剂，其掺量要依照混凝土的性能进行试验来予以明确。

（二）高性能减水剂的选择

高性能混凝土的设计是离不开高性能减水剂的。当前商品混凝土搅拌站常用的高性能减水剂主要是聚羧酸系高性能外加剂，它是集减水、缓凝、泵送、保塌、引气为一体的外加剂。高性能外加剂的使用可以在大幅度增加预拌混凝凝土的坍落度及提高混凝土强度的同时，提高混凝土的耐久性 。

（三）水泥的质量控制

水泥是作为高性能混凝土中最为关键的胶结材料。它的合理选用十分关键。当对水泥进行选择的过程中，除了在普通混凝土的选择中应该留意的因素之外，还需要对水泥内部质量的稳定性和与高性能减水剂的相容性加以重视。从目前来看，市场上的水泥为了追求早期强度，其比表面积一般远远超过国家标准规定的最小值。但这会导致混凝土早期水化温度峰值提前到来，不利于早期裂缝的控制。因此，在选择水泥时应尽量使用水化热低的水泥。

（四）矿物掺合料的控制

在混凝土中添加矿物掺合料能够明显地减小混凝土的早期水化热，缩减早期开裂的风险，有效提高混凝土耐久性。将优质粉煤灰加入高性能混凝土当中对改善混凝土性能具有十分良好的效果。粉煤灰中含有70%以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，质地致密。这种形态对混凝土而言，无疑能起到减水作用、致密作用、和匀质作用，改变拌合物的流变性，尤其对泵送混凝土，能起到良好的润滑作用。与此同时，粉煤灰中的化学成分含有大量活性SiO2及Al2O3，这也有助于提高混凝土的后期强度。

矿粉作为混凝土的掺合料，不仅能等量取代水泥，取得良好的经济效益，而且还能显著的改善和提高混凝土的综合性能，因此使用较为广泛。

硅灰虽然能明显提高混凝土的工作性能，但由于硅灰具有价格的劣势加之掺入硅灰的混凝土很明显加大了早期的开裂，所以在商品混凝土行业中并没有得到广泛的应用。

三、结语

总而言之，高性能混凝土配合比设计思路是利用高性能减水剂的减水作用降低水胶比，同时掺入矿物掺和料改善其流动性等性能指标，以获得具有高耐久性、高强度和优良工作性的混凝土。

参考文献

[1]鲁亚，闵洋洋，范忠辉，刘华明，赵筠.超高性能混凝土（UHPC）的基本性能测试方法研究[J].江西建材，2018（08）：63～65，68.

[2]李梦希，孙志勇，侯明扬，张新龙，张国荣，邓毅.C60高性能补偿收缩混凝土配合比优化设计研究[J].混凝土世界，2018（06）：75～78.

[3]王愉康，陈才.大体积混凝土配合比设计[J].筑路机械与施工机械化，2018，35（05）：115～118.