铁路高性能混凝土配合比设计研究

2019-03-20张春燕

工程建设与设计 2019年6期

张春燕

（中国铁路青藏集团有限公司格库铁路建设指挥部，西宁810000）

1 引言

目前，我国经济飞速发展，铁路在建设过程中，规模逐渐扩大，同时，社会各界对于铁路施工的关注度也越来越高。由于铁路是人们日常出行的基本交通工具之一，为了有效保障人民的出行安全，在铁路施工过程中，施工单位以及相关的施工人员对于高性能混凝土应提高重视度，从而使得高性能混凝土的质量能够得到有效的保障，进而促进我国铁路建设的稳定发展。

2 高性能混凝土的特点

在对高性能混凝土进行配合比设计过程中，需要将混凝土的高性能体现出来，混凝土的高性能主要包含4个方面。

1）具有良好的性能。混凝土具有较好的流动性，能够保持和易性，使得现场常规的施工工艺要求能够得到充分的满足，同时，混凝土还具有一定的保水性以及黏聚性，满足施工设备对混凝土的需求。

2）具有一定的高强度特征。在进行混凝土配比的过程中，如果胶材用量较小，不仅混凝土的强度能够高于普通混凝土的强度，而且配比前期的水化反应也较为温和，在第二次产生水化反应后，产生的凝胶体能够将混凝土内部进行密实，使得混凝土的强度能够得到有效增强。

3）具有一定的高耐久性。根据现阶段我国铁路客运标准要求来看，混凝土配比后，需要具有百年以上的使用寿命，才能够充分满足规定对混凝土的要求。

4）具有高适应性。混凝土不仅需要具有长时间的使用寿命，还需要具有较高的适应性，进而能够更好的满足环境对混凝土的需求，最大程度上削减不同因素对混凝土的侵蚀，维持混凝土耐久性的特点[1]。

3 高性能混凝土配合比过程中材料产生的影响

在进行配制高性能混凝土过程中，所使用的原材料以及配合比都能够对混凝土的质量产生一定的影响。同时，混凝土配合比的设计还具有坚固性、和易性、耐久性以及经济性的基本原则，本文针对不同材料，分析对高性能混凝土所产生的不同影响。

3.1 水泥材料产生的影响

在配置高性能混凝土过程中，水泥是其中最为重要的原材料，水泥质量的好坏，对最终高性能混凝土的品质能够产生直接影响。当水灰比例相等时，如果使用高标号水泥配置出的混凝土抗压强度会高于低标号配置出的混凝土。在此过程中，随着水泥细度的增加，水泥的水化率也会上升，因此，就会使得混凝土强度增强率较高。基于此，高性能混凝土在进行配置过程中，需要以经济合理为依据，对水泥强度等级进行选择，如果水泥强度等级不能进行选择的情况下，则需要对混凝土配合比进行合理的设计，从而对其比例进行调整，并在其中掺加外加剂，对其进行解决。

3.2 粗集料材料产生的影响

高性能混凝土在配置过程中，能够确保混凝土强度的重要材料是集料的质量。在对混凝土进行配置过程中，通常采用的粗集料为卵石或者碎石。相比于碎石，卵石的表面较为光滑，因此，在同水泥进行结合时，卵石的结合率相对低于碎石的结合率。在水灰比例相同的情况下，对混凝土进行配置的过程中，用碎石产生的混凝土强度则要高于卵石的配置强度。应用高质量的石料，配置出的混凝土的强度会比普通混凝土强度高2～3倍。基于此，普通混凝土在进行配置的过程中，不会轻易受到石料的影响，但在高性能混凝土进行配置的过程中，容易受水泥强度因素的影响，同时，也需要较高强度的石料，否则高性能混凝土的表面会出现裂缝的情况[2]。

3.3 细集料材料的影响

在对混凝土进行配置过程中，通常会使用的细集料包含山砂、河砂以及海砂。如果在对混凝土进行配置时，使用的细集料过粗，则会对混凝土的密度产生一定的影响，导致混凝土出现拌合料过于粗糙以及松散的情况。如果在此过程中使用过细的细集料，也会产生一定影响，使得配合比表面增大，不仅使用水量增加，还会使水泥的用量增加。

3.4 粉煤灰材料的影响

粉煤灰进行配置混凝土过程中，是其中较为关键的材料，逐渐得到了广泛的应用。在对混凝土进行搅拌时，如果加入粉煤灰材料，则会使混凝土的温度有所降低，同时，还会避免混凝土出现炸裂的情况，进而有效提高混凝土强度以及抗腐蚀、抗冻的能力，并使混凝土的工作性能得到合理提升。

3.5 减水剂材料的影响

混凝土在施工过程中加入外加剂的情况逐渐趋于普遍。同时，混凝土加入的外加剂种类也较为丰富，不同种类的外加剂具有不同的作用。如减水剂在高性能混凝土进行配置过程中，就具有十分关键的作用。在对混凝土进行拌和过程中，添加减水剂时，需要根据实际的情况，进行合理添加，从而使水泥的颗粒能够保持分散，分布均匀。另外，还可以让水泥颗粒中的水分得到充分释放，一定程度上降低混凝土单方用水量。

4 高性能混凝土配合比设计要点

4.1 胶材用量要点

在对混凝土进行配置的过程中，需要注意胶材的使用。胶材指的是高性能混凝土进行配置过程中所使用的材料总称，通常将其称之为混凝土胶凝材料。在对高性能混凝土进行配置过程中，需要注意胶材的用量，在满足混凝土强度需求的情况下，最大程度上降低胶材的使用量，同时，使用高品质的粗骨料以及细骨料等原材料，能够使得混凝土内部空隙得到有效减少，一定程度上降低胶材的使用量，增加混凝土的强度，避免混凝土的自缩。另外，还需要注意的是，受到胶材用量减少因素的影响，对混凝土水化反应进行合理有效的控制，使得混凝土内部的毛细孔数量能够减少；对混凝土内部结构进行合理调整与改善，使得混凝土的结构能够更加密实。

4.2 水胶比要点

在对高性能混凝土进行配置过程中，水胶比不仅同混凝土强度高低具有一定关联性，还会对混凝土的流动阻力造成影响。在对混凝土进行配置过程中，水胶比过大，则会对混凝土内部微观结构发展造成不利影响，同时，还会使得混凝土内部产生孔隙或者气泡，并还会受到内部水分的移动影响，从而在混凝土内部结构产生贯通水路，对混凝土的强度造成影响。基于此，在对高性能混凝土进行配合比设计的过程中，需要注意水胶比的参数控制，通常情况下，会将水胶比的参数控制不高于0.42。