中交第三公路工程局有限公司第四工程分公司 重庆 401120
摘要：随着我国经济发展水平的不断提高，建筑业得到了快速发展，建筑材料也日趋多样，高性能混凝土是建筑工程、桥梁工程等项目施工中的主要材料之一，作为新型混凝土技术，对工程项目质量有着重要影响。本文将对高性能混凝土配合比设计相关问题进行分析，以充分发挥高性能混凝土的优势。
关键词：高性能混凝土定义特点；配合比；设计；问题
在普通混凝土性能条件下，选用优质水泥、外加剂、矿物掺合料、粗细集料、水，经过现代化混凝土技术配置而成的一种新型混凝土技术就是高性能混凝土。这种混凝土比普通混凝土有着更强的耐久性与稳固性，其中，耐久性是普通混凝土的2~8倍左右，将普通混凝土耐久性低这一不足大大弥补了，同时具有环保、节能等优势，已经成为各工程中的重要材料。
1.高性能混凝土定义
高性能混凝土（简称HPC）是利用现代混凝土技术基于普通混凝土制作而成的一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同的要求，对下列性能有重点地予以保证，即耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。
2.高性能混凝土性能特点
2.1高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不仅是混凝土的强度，而更重要的是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
2.2高性能混凝土具有良好的工作性，其流动性大，坍落度损失小，泌水少，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型。泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。
2.3高性能混凝土具有高抗渗能力，减少侵蚀性介质的渗入几率。
2.4高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形，减少混凝土收缩开裂现象。
2.5高性能混凝土使用大掺量工业废渣代替部分水泥用量，既降低成本，又绿色环保。
3.高性能混凝土配合比设计原则
高性能混凝土配合比设计包含以下几方面：（1）结构设计。施工人员需要在设计前明确相关要求，熟悉混凝土配合比设计阶段的主要工作，以确保参数无误。验算最终选择的参数，从而将混凝土强度与耐久性提高。（2）选择原材料。已经进厂原材料，需要做好检测，避免劣质材料混入到施工现场。在材料选购上需要多方比较与选择，采购到价格最优惠、质量最佳的材料。在配置阶段，应用的水源必须清洁，严格把控外加剂，对外加剂的用量合理控制。施工人员还要按照不同品质标准设计高性能混凝土配合比，比如，按照高性能混凝土用水量、材料品质、拌合物设计，以提升强度与刚度，符合施工质量标准。依据相关规定检验高性能混凝土配合比设计，各项标准均达标以后才能施工。（3）具体工程具体分析。不同工程对材料品质、搅拌物要求不同，需结合多种因素确定用水量，如果用水量过多或者过少需要及时调整，也可以通过适当减水剂与掺入水量调整。此外，还需要依据耐久性与强度配比，先将凝胶与水泥用量确定下来，然后在计算水灰比，流动性无法满足设计要求，可通过掺量与减水剂调整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆配比粗细骨砂时，砂率约为30.5%~45%时，高性能混凝土的强度较高，远高于砂率强度42%~50%的时候，如果减少了砂率，则强度不减少，反而增大了，但是这样容易改变工作性能，对泵的应用也非常不利。由此，需要依据胶凝材料用量、粗细骨料以及是否泵送等因素确定砂率。
4.高性能混凝土配合比设计存在问题
4.1双掺控制问题
在高性能混凝土配合比设计中，因为施工人员未能对矿物掺合料的掺入量合理控制于计算，并且未能有效区分，盲目掺入容易降低高性能混凝土凝固时间，影响施工进度。此外，如果掺入的矿物掺合料过多，也会造成高性能混凝土的可塑性降低，将高性能混凝土的刚度与强度降低，从而容易出现裂缝、断裂等问题，影响到建筑物稳定性。由此，在配合比设计上，需要对混凝土强度等级、项目具体要求有所了解，同时还要结合施工地点的气候条件，对矿物掺合料精确计算。比如，水泥掺入量中的C3A不能超过掺入总量的0.60%，避免影响到混凝土凝固时间与刚度。冬季施工，可以在高性能混凝土配置中加入适量的非缓凝型减水剂，控制好终抹时间。
4.2粗细骨料配比
作为高性能混凝土配置中的重要原材料，选择粗细骨料是一项重要工序，粗细骨料的应用将直接影响到高性能混凝土性质。施工人员依据施工需求可以选择破碎石、未风化岩石等，但不能应用已经风化的母岩加工，从而保证高性能混凝土性能与均质性。比如，在混凝土配合比设计中，如果不能按照规定控制好水泥用量、含砂率，将对高性能混凝土整体配合设计质量造成影响，由此，在实际配合比设计中，对粗细骨料配合比需严格把控，通过减少单方混凝土中粗骨料用量的方式将混凝土空隙率减少。方法为：设计粗骨料应用三级配合比设计法，松散堆积密度控制在1500kg/m3，空隙率需要低于30%，吸水率低于3%，如果是C50高性能混凝土，粗骨料粒径也必须控制在20mm以内，充分应用强制搅拌技术将水泥石强度提高，从而将水泥用量减少，增强混凝土刚度及耐久性。
4.3高性能混凝土配合比设计缺乏规范性
鉴于高性能混凝土配合比设计与普通混凝土配合比设计存在不同，容易使配合比设计缺乏有序性与规范性，仅依靠验算或者凭借经验难以保证高性能混凝土质量。由此，需要施工人员转变设计思路，熟悉混凝土配合比相关规范标准，还要严格控制好用水量，将高性能混凝土配合比设计精度提高。
5.工程实例分析
某地区一项桥梁施工项目，工程总长为1250.714m，梁部、墩身、基础混凝土需要符合相关规范标准，包括安全性要求与耐久性要求等，墩身混凝土配合比设计按照C30强度标准。依据项目具体情况与要求，在实际开展高性能混凝土配合比设计中，施工人员将水泥用量减少了，严格控制了混凝土内部温度，从而避免出现裂缝，将混凝土弹性模量与体积稳定性提高；从中加入了适量的减水剂外加剂，可以将混凝土水胶比减少，通过这种方式将混凝土强度与刚度提高。此次工程配置的高性能混凝土为C30，配比参数W/B=0.39，经过多次实验设计，最终确定的配合比方案为：308kg的水泥用量、92kg的粉煤灰、774kg的细骨料，1100kg的粗骨料，156kg的用水量，外加剂1.4%。在完成混凝土配合比设计与浇筑后，发现高性能混凝土粘聚性非常好，未出现泌水与离析问题，有着较为稳定的混凝土强度与弹性模量，没有发现空洞与浮浆问题。
结束语
与普通混凝土相比，高性能混凝土在高层建筑、公路桥梁等各类工程项目的建设中发挥着重要作用，且具有不可替代的优势。高性能混凝土是工程项目中应用较多的材料，在高性能混凝土配合比设计中依然存在很多问题，需要严格按照相关要求与标准设计配合比，反复实验，从配方、原材料、工艺方法上严格优化，同时还要结合工程实际，从而提高工程建设质量，推动我国建筑行业的健康持续发展。
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论文作者:陈德红
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第9期
论文发表时间:2018/8/28
标签：混凝土论文; 高性能混凝土论文; 骨料论文; 耐久性论文; 强度论文; 用量论文; 粗细论文; 《建筑学研究前沿》2018年第9期论文;