天津金隅混凝土有限公司 天津 300300
摘要：本文首先说明了高性能混凝土的特点，然后分析了高性能混凝土在配比设计时存在的问题，最后详细阐述了高性能混凝土配比设计要点。
关键词：高性能混凝土；配比；原材料；水胶比
一、高性能混凝土特点
（一）强度优
由于不同项目的结构形式互不相同，其对于混凝土材料在性能方面的要求也会有所不同。在针对施工项目进行设计的环节当中，要想真正发挥出材料的优秀性能以及改善结构体量，要求混凝土材料能够在强度等级上达到C50级别以上，高性能混凝土能够符合要求。
（二）耐久性优
工程项目的一个重要特点是需要长时间投入使用，且在发挥使用功能的时候需要长期坚持，因而对材料的耐久性能要求极高。高性能混凝土材料在耐久性方面的水平较高，能够在工程设计周期内发挥良好的优势，有效抵御外界产生的不同自然条件的干扰。
（三）经济性高
高性能混凝土在经济性方面也更有优势，在实际配置过程当中明显减少了水泥使用数量。这种方式不仅能够达到控制水泥用量的目的，还能够适当控制减水剂的使用数量。因此，高性能混凝土的使用成本明显降低了。除此之外，因为工作性能的提升，项目运行过程中可有效减少因为某些特殊施工而增加的不同外加剂所带来的问题，相应减少了后期维护费用。
二、高性能混凝土在配比设计时存在的问题
高性能混凝土在配比设计的过程中，出现下列问题的几率较高：
其一，骨料配比不当。在对混凝土掺合料进行配置时，骨料是不可或缺的一部分，骨料的类型往往会直接影响到混凝土的性能；其二，缺少设计标准。在对高性能混凝土进行设计时，较常出现的问题之一即为设计不规范，这是因为普通混凝土所对应的配合比并不适用于高性能混凝土，工作人员只能根据自身的工作经验对其进行计算，混凝土质量难以得到保证；其三，指标优化工作没有引起足够重视。要想保证应用高性能混凝土所展开施工的质量，对各施工项目进行优化很有必要，只有从实际出发，对各个项目进行合理优化，通过反复检验的方式，获得优化数据并确定优化目标，才能为混凝土配比奠定良好的基础。
三、高性能混凝土的配比设计
某城市轨道车站为地下三层双柱三跨矩形框架岛式车站，采用明挖法施工。本车站设计使用年限为 100年，主体工程混凝土均为高性能混凝土。
（一）混凝土原材料的选择
1、胶凝材料
在选择凝胶材料时，工作人员应明确凝胶材料主要是由水泥、矿物掺合料所构成，其中，可能给混凝土强度带来影响的要素为水泥规格与型号，因此，工作人员需要从细度、成分及粒径等方面，对施工所使用的水泥进行严格筛选，近几年，使用频率较高的矿物掺合料则包括沸石粉、煤炭粉和矿渣粉，在混凝土材料中加入适量的矿物掺合料，能够提高材料性能，改变内部结构，普通混凝土存在的隐患自然可以被消除。
2、细骨料
不得使用碱活性细骨料，要求使用级配合理、质地均匀坚固、吸水率、空隙率小的洁净天然中粗河砂，品质须符合 GB/T14684—2011《建设用砂》标准中的规定要求；也可选用专门机组生产的人工砂，品质须符合 JGJ/T 241—2011《人工砂混凝土应用技术规程》标准中的规定要求。细度模数为 2.3~3.2且符合Ⅱ 区颗粒级配；粒径 0.6mm累计筛量 41%~70%，粒径 0.15mm累计筛量不小于 90%，砂中含泥量≤2%，泥块含量≤0.7%。不得使用海砂、山砂、风化严重的多孔砂。
3、粗骨料
（1）碱活性
不得使用碱活性粗骨料，要求使用碎石或卵石，优先采用卵石，品质须符合 GB/T 14685—2011《建设用卵石、碎石》标准中的规定要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要求级配良好，最大粒径不大于 40mm，建议粒径为5mm~25mm；碎石中氯离子含量≤0.02%，含泥量≤0.5%，泥块含量≤0.25%，吸水率≤1%，针片状含量≤8%。
（2）压碎指标
①碎石类：沉积岩当混凝土强度等级为 C40~C50时压碎指标值≤10（%），当混凝土强度等级为≤C35时压碎指标值≤16（%）；变质岩或深成火成岩当混凝土强度等级为 C40~C50时压碎指标值≤12（%），当混凝土强度等级为≤C35时压碎指标值≤20（%）；喷出火成岩当混凝土强度等级为 C40~C50时压碎指标值≤13（%），当混凝土强度等级为≤C35时压碎指标值≤30（%）。
②卵石、碎卵石类：当混凝土强度等级为 C40~C50时压碎指标值≤12（%），当混凝土强度等级为≤C35 时压碎指标值≤16（%）。
4、拌和用水
混凝土拌和用水，使用不含有影响水泥正常凝结、硬化或促使钢筋锈蚀（Cl-含量<500mg/L）的饮用水，其品质须符合 JGJ 63—2006《混凝土用水标准》标准中的规定要求。
5、外加剂
在选择外加剂时，工作人员应从实际需求出发，对减水剂、抗渗剂等外加剂进行使用，以此来提高混凝土的强度、粘结性和耐久性，试验表明，在混凝土中添加减水剂，对材料性能的提高具有显著作用，在实际施工的过程中，工作人员需要以试验结果为依托，对配比关系进行确定，只有这样，才能在降低施工成本的基础上，提高混凝土拌合的质量。
（二）混凝土配合比设计
1、水胶比
高性能混凝土往往拥有较低的水胶比。在实际施工中，只有保证水胶比处于正常范围，才能延长混凝土的有效使用周期，在防渗漏方面具有的性能也可以得到保证。通过试验能够看出，混凝土强度和水胶比的关系为负相关，也就是说，随着水胶比的不断降低，混凝土强度逐渐增强，这主要是因为较低的水胶比，会导致混凝土内部缝隙缩小，从而使水泥粒的作用得到充分发挥。
当混凝土强度等级为 C35时最大水胶比为 0.45，胶凝材料最小用量为 320kg/m3，胶凝材料最大用量为 400kg/m3；当混凝土强度等级为 C50时最大水胶比为 0.36，胶凝材料最小用量为 360kg/m3，胶凝材料最大用量为 480kg/m3。
2、浆集比
浆集比是指骨料与水泥浆所对应的使用比例。虽然混凝土的强度和使用周期受掺合料的影响较为明显，但水泥浆的作用只局限于连接骨料，实验表明，骨料与水泥浆的使用比为 65：35 时，混凝土的强度和稳定性处于最佳水平，高性能混凝土在性能方面的优势，自然可以得到充分发挥。
3、减水剂掺加比
对混凝土强度、使用周期具有决定作用的因素为水胶比及用水量的比。如果水胶比、用水量的比均较低，所配置出的高性能混凝土，则具有高强度、较长使用周期等特点，在混凝土中加入高效减水剂的作用，主要是增加混凝土具有的流动性，为后续环节的开展提供便利，一般来说，减水剂参加比以 1％~2％为最佳。
（三）高性能混凝土检测
本车站高性能混凝土耐久性检验，根据主体结构设计要求包括：混凝土原材料检验；混凝土密实度、抗碳化、抗裂性检验；混凝土耐久性碳化深度、抗渗等级、电通量指标检验；混凝土结构裂缝和渗水状况的监测等。
混凝土抗渗试件、电通量试件和抗碳化性能试件，应在混凝土浇筑地点，随机从同一运输车卸料量的 1/4~3/4之间抽取混凝土拌合物试样，在现场取样后 30min内完成试件制作。早期抗裂试件，在高性能混凝土拌合物经监理见证取样后，立即送往检测公司完成试件制作。
取样数量至少为试验用量的 1.5倍。
四、结语
综上，在建筑施工的过程中，高性能混凝土出现的频率越来越高，所取得的效果也有目共睹，由于我国使用高性能混凝土展开施工的时间较短，无论是在使用方法还是在操作规范上，均存在着一定的问题，这就需要工作人员在实际施工的过程中，发现并解决问题，通过提高混凝土配合比所具有科学性的方式，为施工质量提供保证。
参考文献：
[1]徐川.高性能混凝土配比设计研究[J].建材世界，2015（2）
[2]袁媛.高性能混凝土最佳化配比设计方法的研究[J].水泥工程，2016（4）
论文作者:吴长彬
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第5期
论文发表时间:2019/9/23
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