浅析高性能混凝土配合比设计

浅析高性能混凝土配合比设计

许军

保利长大工程有限公司

摘要：高性能混凝土在强度、可塑性和耐久性上均具有显著优势，是一种典型的先进混凝土材料，可显著提高工程的施工质量。若忽视混凝土配合比设计，则会直接影响混凝土的性能，降低工程的施工质量。因此，文章主要围绕高性能混凝土配合比设计开展分析，并阐述了高性能混凝土配合比设计措施，仅供参考作用。

关键词：高性能；混凝土；配合比；设计

一、高性能混凝土配合比设计原则

1.标准化原则

标准化原则是指高性能混凝土在设计与制造中，应严格按照各环节的应用标准，并且满足施工方案的具体要求，以此为基础作为混凝土材料施工与配比的参考与标尺。同时，标准化原则也要求生产与设计人员在对混凝土进行检测与验收时，应严格按照标准化的步骤与流程进行。

2.耐久性原则

实践中，衡量高性能混凝土结构的重要标准是耐久性，混凝土的耐久性是影响施工建筑质量的重要标准，高性能混凝土的抗渗透性、抗冻性和抗腐蚀性等等都是影响混凝土耐久性的重要因素，其中，由于混凝土结构的抗渗透能力不强，导致的高性能混凝土表面裂缝引发安全隐患的问题较为突出。因此，实践工作中，应注重对混凝土进行配合比的有效设计。

3.实用性原则

实用性原则是指混凝土结构应满足其基本的应用功能，工作人员需要对混凝土配合比进行具体问题具体分析，根据实际情况进行设计，例如，在具体设计工作中需要对水灰比例进行严格考量，以此满足建筑工程项目的实际要求。针对高性能混凝土而言，其实用性设计原则是保证混凝土质量的关键。

二、高性能混凝土的配合比设计

1.配置混凝土强度的计算

混凝土配合比在设计前应该事先做好适配强度的计算，并需要遵循这个公式，其适用于适配强度高于C60的高性能混凝土检测。通过对公式的分析，高性能混凝土的强度在C60以上时，可以忽略其对施工的影响，并且能够全面提高混凝土的强度质量，使得混凝土在实际应用到建筑工程当中时不受外界因素影响。因此，对于混凝土强度在C60以上，只需要在施工的过程中把握好各个环节施工流程，不出现较为严重的漏洞时，能够最大程度保证工程质量，避免受质量波动的影响。通常质量波动在0.15倍左右处于安全的强度，有效发挥高性能混凝土设计的作用。

2.水胶比计算

高性能混凝土配合比在设计的过程中，水胶比计算占据重要的位置，需要得到工作人员的重视，确保能够根据实际情况做好相应的优化。在水泥混凝土配合比设计时，还应该事先对混凝土的强度进行预判，这样可以推算出28天水泥的实际强度。除此之外，对于企业凝胶材料的品质等级来讲，应该详细的进行计算，这样可以根据实际情况进行优化，确保其接近标准。在高性能混凝土配比的过程中，还可以适当地加入煤灰渣及其他类型的凝胶材料，从而可以因反应而产生热量，提高混凝土的强度。为了保证混凝土强度，设计工作人员还应该做好相对较为全面的分析，掌握各个环节工作开展情况，适当地进行优化，避免受不均匀受热而影响高性能混凝土质量。

3.凝胶材料用量与单位面积需求量计算

高性能混凝土的配合比设计需要涉及的材料相对较多，而且具有复杂性特点，对于凝胶材料的使用，应该事先对其种类、用量及单位面积进行分析，并且需要严格遵守各项要求。而且高性能混凝土配合比设计时应该选择粗集料公称粒径大于26.5mm的，这样可以保证高性能混凝土配置效果。与此同时，公称粒径与混凝土强度有着密切的联系，只有不断提高其粒径，才能够保证高性能混凝土的整体强度，避免粒径较小而导致建筑工程建设质量无法得到保证。除此之外，对于高性能混凝土配合比设计要求来讲，应该将用水量设置在205kg作用，这样能够更加准确的判断水胶比值，保证高性能混凝土的配合比设计效果。

4.砂率的明确

对高性能混凝土配合比的设计工作来讲，不仅需要加强对水胶比及混凝土强度的计算，同时应该加强对砂率的计算，只有合理的对其大小进行控制，才能够符合水泥混凝土配合比设计标准，如坍塌度在60mm的混凝土水胶比在0.4时，砂率应该控制在27%～34%左右，而且砂率每增加1%，则坍塌度会不断提升，需要得到设计工作人员的重视，确保能够根据实际情况合理地进行优化，严格遵守各项设计标准，保证混凝土强度的同时，提高建筑工程的质量。

三、高性能混凝土配合比设计措施

1.做好对原材料质量的控制

对于高性能混凝土来说，在对其质量进行控制时，要对原材料质量进行全面控制，确保采用的每一项原材料质量都能够达到要求标准，并且要依据建筑工程项目具体情况，开展相应作业。高性能混凝土的原材料主要包括外加剂、细骨料、粗骨料、水泥等，而最终配置的高性能混凝土性能和强度与原材料联系十分密切，因此，相关工作人员需要提高对这一内容的重视。因此，审查和控制质量单位的工作人员要了解施工内容以及工作开展期间的每一项细节，包括检测作业开展时的内容包括骨料压碎值，以及骨料中各项指标。在混凝土生产作业期间，要及时检查骨料中氯离子和其他有害物质含量，每个施工阶段完成后，都要及时开展检查作业，而且完成检查后，要开展后续作业。需要注意的是，在具体检测时，为了保证最终检测结果准确，需要进行多次检测。

2.调整高性能混凝土耐久性

（1）注重外加剂的应用。所谓外加剂指的就是在搅拌高性能混凝土之前或期间加入的外加剂，其会对高性能混凝土整体性能造成直接影响。生产高性能混凝土期间可以采用不同类型外加剂，其中应用最广泛的就是减水剂，此外，需要注意的是，外加剂质量必须符合国家各项标准。在正常应用情况下，高效减水剂减水率不得小于20%，大幅度降低水灰比，可以使高性能混凝土强度能够得到进一步提高。（2）提高高性能混凝土强度。高强度是高性能混凝土的一项重要特征，特别是在一些高层建筑工程中，强度对于高性能混凝土的应用造成影响较大，在具体配置时，将水胶比控制在0.4以内，能够提高高性能混凝土性能。水胶比和矿物质含量都是影响高性能混凝土性能的两项重要指标，在配合比设计时，要提高对这一内容的重视，做好优化。（3）合理设置高性能混凝土目标。在构造过程中高性能混凝土与普通混凝土相比存在一定差异，要重要考虑的一项因素就是耐久性。对于混凝土来说，指标主要包括渗透性、抗冻性、体积稳定性等各个方面。通过对大量高性能混凝土性能和应用进行分析可以发现，多数有害物质都是通过水进入混凝土中，有害物质的进入，会对混凝土性能造成不良影响，由此可见，在配置高性能混凝土时要充分考虑其抗渗性，提高其质量。

3.保障活性矿物细掺料的合理配置

活性矿物细掺料是高性能混凝土中一种关键材料，例如，优质粉煤灰和二氧化硅都是性质良好的掺料，在水泥中分散大量活性矿物细混合物，这能够使被填充的水泥内的孔隙被填充，并且能够优化结构，进而使混凝土抗渗性能可以得到进一步提高。与此同时，通过对活性矿物质进行应用，其可以取代水泥，这能够减少水泥应用量，从而减少水泥水化热，降低裂缝的出现概率。

参考文献：

[1]陈建奎，王栋民.高性能混凝土(HPC)配合比设计新法-全计算法[J].硅酸盐学报，2000（2）：194-198.

[2]石丽娜，杜红秀，徐瑶瑶.基于CT图像三维重建的高温下高性能混凝土孔隙衍化分析[J].硅酸盐通报，2020（7）：2159-2164.