淺析高性能混凝土配合比設計

文/ 蘇瑜、劉旭 中海文旅設計研究（大連）有限公司 遼寧大連 116000

混凝土作為建筑材料的歷史悠久，從上世紀末期開始高性能混凝土出現(xiàn)在人們的視野中，并因極好的耐久性和高強度，提升了建筑工程的質量，加速了建筑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。與原有的混凝土材料性能相比，高性能混凝土的優(yōu)勢與特點在于，其水膠比系數(shù)較低、使用優(yōu)質性能的礦物細摻料、高效外加劑，與水、水泥攪拌而成，在配合比設計方面具有優(yōu)勢，得到廣泛應用。下面，我們將具體分析高性能混凝土配合比的設計過程，分析其中存在的問題，然后提出具體的應對策略。

1、高性能混凝土配合比的設計過程

在建筑工程的施工實踐中，高性能混凝土配合比的設計過程可以劃分為以下幾個環(huán)節(jié)：

一是，高性能混凝土的結構設計環(huán)節(jié)。依據(jù)建筑工程的設計目標，確?；炷两Y構設計的準確合理，符合施工規(guī)范要求和相關規(guī)定，從而確定對混凝土配合比的要求與標準。

二是，高性能混凝土的篩選原料環(huán)節(jié)。建筑工程施工中使用的混凝材料，需要經(jīng)過嚴格檢查，排除質量不達標、質檢不合格的材料。作為高性能混凝土的原材料采購人員，應當優(yōu)先選取性能高、質量好的原材料，在控制施工成本的同時，確?；炷僚浜媳鹊馁|量。

三是，高性能混凝土的配合比設計環(huán)節(jié)。在配合比設計環(huán)節(jié)中，要依據(jù)結構設計對混凝土性能的要求，科學設定混凝土中水泥和水的含量，保證高性能混凝土的耐久性和強度數(shù)值滿足建筑工程要求。

四是，高性能混凝土的質量檢測與驗收設計。管理者應當嚴格依據(jù)檢測標準、設計要求，認真實施對建筑工程混凝土的質量評定與檢測工作。

2、分析高性能混凝土配合比的設計不足

2.1 雙摻控制問題

在設計流程中，雙摻控制問題是一個非常大的問題，在設計中，對于礦渣粉的摻入量是沒有嚴格標準的，由施工方自行計算摻入，所以在實際工作中，容易發(fā)生盲目提高摻量造成混凝土凝結時間延長，嚴重影響工程進度，此外，摻入過量的礦渣粉會造成混凝土的長期塑性，影響混凝土的強度，對工程的質量是一個很大的威脅。在實際操作過程中，相關施工方應當根據(jù)實際工程的要求、結構特點以及強度、施工氣候計算出需要摻入的礦粉量，通常，水泥中的C3A含量不應該超過總量的0.8%，這樣可以對礦渣粉的質量起到一定的保障，避免出現(xiàn)凝結時間長、強度低的情況。此外，需要尤其注意的是在冬季里施工時，要選擇非緩凝型減水劑，抹面工作時也要注意選擇恰當?shù)臅r期。

2.2 粗細骨料的配比問題

在整個配比過程中，粗細骨料問題直接關系到混凝土的質量和性能，由于高性能混凝土具有水泥石強度高、水灰比低的特點，為了實現(xiàn)這些特點必須加強粗細骨料的強度，所以在選擇原料時，應盡量選擇未風化的巖石，嚴禁使用已經(jīng)風化的母巖作為原料，此外，對碎石的直徑也要嚴格控制，以保證混凝土的質量和均質性。在高性能混凝土的配比過程中，由于其水灰比較低，在配比過程中使用的水泥含量較大，所以很大部分的水泥僅僅是作為微細填料出現(xiàn)的，在設計過程中，要盡量節(jié)約水泥，通過改善粗細骨料級配比，減少空隙率，粗骨料一般使用二級或者多級級配，松散堆積密度不低于1500kg/m2，空隙率小于40%，吸水率小于2%，在配比時可以采用外摻增強集料強制攪拌工藝來提高強度，達到減少水泥用量的問題，這樣不但進行了良好的成本控制，還能顯著提高混凝土材料的耐久力。

2.3 缺少規(guī)范的管控與規(guī)制

在高性能混凝土配合比設計中，設計規(guī)范能夠為混凝土的配合比數(shù)值設定參考范圍，從而確保混凝土性能與強度。但是從實踐來看，我國當前缺少針對高性能混凝土配合比的規(guī)范內容，僅僅有普通混凝土的配合比規(guī)范，管理人員依據(jù)個人施工經(jīng)驗確定并計算的配合比數(shù)值，導致了高性能混凝土配合比質量的不確定性。筆者認為，為了確保高性能混凝土水膠比數(shù)值滿足要求，應當盡快制定針對高性能混凝土配合比的施工規(guī)范，從而確保工程質量。

3、優(yōu)化高性能混凝土配合比的設計方法

3.1 優(yōu)化結構設計，為配合比數(shù)值提供依據(jù)

作為設計人員，應當提升混凝土結構設計的質量；通過科學的結構設計，為混凝土配合比的參數(shù)設定與計算提供依據(jù)，確?；炷恋哪途眯耘c強度。

3.2 確保高性能混凝土的配比材料質量

配比材料的質量，影響并決定了高性能混凝土的最終質量。作為管理者應當嚴格審查進場的混凝土材料，確保其數(shù)量、規(guī)格性能、質量滿足要求。高性能混凝土中砂石骨料的質量及含量，是影響混凝土性能、強度與耐久性質量的最重要因素，施工管理者應當在控制、降低施工成本的前提下，確保砂石骨料的質量合格，從而保證高性能混凝土的質量。

3.3 加強對高性能混凝土配比的計算與調節(jié)

配合比的計算與數(shù)值調節(jié)，是決定高性能混凝土質量的最重要因素，管理者應當妥善選擇配比的原材料，遵守高性能混凝土攪拌的相關規(guī)定與要求，科學確定水泥與水的含量。舉例說明，如果攪拌過程中，膠凝材料或者水的含量超出需要，應當適量調整摻量、減水劑，從而降低膠凝材料或者水的含量數(shù)值。此外，粗細骨料的配合比數(shù)值設計中，應當確保砂率數(shù)值處于33%和44%之間，如果砂率數(shù)值低于33%，將提升高性能混凝土的強度數(shù)值，但降低其適用性能。

綜上所述，在高性能混凝土的配合比設計中，管理者應當防范容易產(chǎn)生的問題，同時結合工程具體情況與要求，采取合理措施，提升高性能混凝土的質量。由于現(xiàn)階段國內缺少關于高性能混凝土配合比的專項規(guī)范標準，容易導致高性能混凝土的配比設計混亂，影響混凝土與建筑工程質量，作為有關單位與管理者應當注重從實踐中發(fā)現(xiàn)問題、總結經(jīng)驗，探究提升高性能混凝土質量的建議與方法，保證工程質量，促進建筑產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。