摘要:混凝土是我国建设工程中最重要的基础材料,为我国经济建设发挥了非常大的作用,随着科学技术的快速发展,我国建设行业发展非常迅速,在如今建筑项目工程当中不能缺少的材料就是高性能混凝土,其也是目前最为新型的混凝土技术,这种技术拥有着强度、工作性都较强的特点,所以在目前建筑项目施工的过程中占据非常主要的位置。
关键词:高性能混凝土;配合比设计;存在的问题
引言
我国建筑行业自改革开放发展至今不管是其建筑规模还是建筑技术都处于世界领先水平。建筑业工程建设中必然要应用大量的混凝土工程材料,高性能混凝土具有稳定性好、强度高、耐久性优良的特点,广泛地应用于建筑工程项目之中。
1高性能混凝土配比设计要点
(1)配比设计思路。原材料和混合料的设计比重是影响高性能混凝土配置的主要因素。若只需考虑材料强度和耐久性能的话,选择合适的水泥石和一定骨料强度就可以,但一般还需考虑混凝土体积稳定性、抗裂性、环保性等综合因素,所以通过配料设计配比优化高性能混凝土的思路是:为了优化高性能混凝土抗裂性、体积稳定性,提高水泥石强度和耐久性,通过加入优质水泥、高效减水剂、优质矿物材料如硅粉、优质煤炭粉、矿渣粉、沸石粉、高岭土矿粉等对混凝土性能进行优化。而改善骨料级配并对骨料粒径进行选择可以达到减少骨料与水泥石间空气的作用,比通过改善水泥和骨料自身粘结强度可以提高水泥与骨料界面黏结强度和耐久性。(2)原材料选择。①凝胶材料。水泥和矿物掺合料是主要凝胶材料。水泥的型号和规格直接影响混凝土材料的强度。根据水泥成分、细度和粒径等参数进行选择,有时也需要考虑水泥与其他材料的相溶性和用水量等改善材料性能。目前使用的矿物掺合料主要有硅粉、优质煤炭粉、矿渣粉、沸石粉、高岭土矿粉等,这类矿物材料的加入能使混凝土材料的性能显著提高,会使高性能混凝土内部结构发生改变,并消除普通混凝土具有的隐患。②骨料。骨料硬度、粘结度等性能对高性能混凝土的强度、弹性模量、抗裂性等具有较大影响,也是高性能混凝土中使用率最高的材料,因此,根据建筑工程可以使用人工或天然骨料的类型较多,需要选择合适的骨料,确定配比,优化混凝土性能。③水泥配制高性能混凝土,应该选定质量稳定、活性度较高的水泥,并且应检查水泥的各项物理性能,水泥的实际抗压强度数值越高,其凝结硬化后的强度就越大,使骨料之间粘结度就更好,由此可提高混凝土的强度。像我们铁路施工中一般都选用42.5水泥,42.5水泥28天检测抗压强度必须大于等于42.5MPA,有些品牌质量较好的水泥一般都比这个标准规定值富余很多,但是有些水泥刚好达到标准规定值,没有富余系数这样就使混凝土的强度又降低了些。假设水泥等强度一定时,水灰比越小,其水泥凝结硬化的强度就越高与骨料的粘结度就越好,则混凝土的强度就越高。但是水灰比如果太小了则粘结度过大,这样反而不利于振捣,使混凝土不能很到的密实,难免会出面蜂窝麻面,这样肯定会很大的损伤混凝土的强度。各项物理性能见表一。
表一水泥主要物理性能指标
2高性能混凝土配合比设计中存在的问题与对策
2.1双掺控制中的问题
当前,建筑工程在使用高性能的混凝土并对其进行配合比的设计时会受到很多因素的影响,而且在建筑工程进行施工的过程中对高性能混凝土配合比进行设计的人员如果没有针对矿物掺合料的实际分量进行科学、合理的计算与区分,并不断将矿物掺合料的实际掺入量进行增加就会使得高性能混凝土在凝固过程中所需要的时间比设计当中预期的时间长,最终导致无法按照设计进行施工,从而影响到整个建筑工程的施工进度。另外,如果矿物掺合料的实际掺入量过大,就会导致整个高性能的混凝土在外暴露太久,从而出现其强度和刚度大幅度降低的情况,最终就会导致高性能混凝土在早期发生裂缝现象,从而影响到整个建筑物的使用情况。所以在进行建筑工程施工过程中对高性能混凝土配合比进行设计的人员一定要根据整个建筑工程的要求、混凝土的强度实际等级、工程施工所在地天气状况与整体结构的特点等来对矿物掺合料的实际掺入量进行科学、合理的计算。比如在水泥实际掺入的量当中铝酸三钙的含量不可以超过总量的0.8%,从而将矿物掺合料的整体质量进行提高的同时减少因为高性能混凝土在凝固过程中所需时间太长引起的强度、刚度出现降低的情况。如果工程施工所在地天气处于冬天时对高性能的混凝土配合比进行设计的人员就需要在配合比设计当中添加适量的非缓凝型的减水剂,并对混凝土进行最终的抹面工作时间进行控制从而在确保整个工程质量的情况下将施工质量进行提升。
2.2骨料的配比问题
在高性能混凝土的掺合料的配置中,骨料是不能缺少的掺合料。高性能混凝土的性能受粗细骨料选择的直接影响。所以施工人员在选择高性能混凝土骨料时,要严格遵守相关的施工要求,选择没有风化的岩石、破碎石进行粗细骨料的加工,严禁使用已经风化的岩石作为骨料的原材料。要提高高性能混凝土配合比的质量应该从根源抓起,对碎石的半径严格把关,如果没有按照施工的标准进行,水泥的使用量过多,水灰比较低,砂率较高都会使高性能的质量受到影响。
2.3目标优化问题
高性能混凝土配合比设计不能采用原有的单项目标优化方式,而应当采用多目标联合控制的配合比优化方式,以计算机的目标函数优化计算替代之前的鲍罗米公式计算方法,利用先进、自动的专业软件模拟方法确定高性能混凝土的相关配比指标,从而提升高性能混凝土的配比准确性。
2.4设计规范当中存在的问题
在建筑工程当中对高性能的混凝土配合比进行设计的过程中,因为这种高性能的混凝土与普通的混凝土有所不同,所以在配合比的设计方案当中也会有很多不同之处,这就会使得在建筑工程实际进行施工的过程中没有与设计方案进行相互配合的规范,只是根据以往在施工过程中普通混凝土的配合比设计方案的计算公式与经验开展,而这就会导致没有办法确保最终高性能混凝土的整体质量。因此,为了能够科学、有效地解决这些问题,设计人员需要将对以往普通混凝土的配合比设计思路进行转变,并根据高性能混凝土自身独有的特性与品质来对整个设计进行严格配合。除此之外在对设计方案进行配合的过程中,还需要严格控制实际的用水量,从而将配合比设计的整体精度进行提高,并为整个高性能混凝土配合比的设计质量起到一定程度的保障作用。
2.5指标优化
高性能混凝土的施工质量要有保障,那么在施工的过程中就要保证高性能混凝土的各个单个项目都得到了优化。就目前来看,只对某一个项目或者几个项目进行优化已经达不到高性能混凝土配合比的标准了。但在对高性能混凝土各个项目进行优化的时候,要根据各个项目的实际情况进行合理的优化。
结语
综上所述,虽然现如今对高性能混凝土的配合比进行设计的过程中已经取得很多较为显著的成果,但因为在对其配合比进行设计时会受到很多因素影响,在实际进行设计时还存在一些问题,这就要求设计人员一定要针对存在的问题进行详细分析,并采取科学、合理的措施进行解决,从而提高高性能混凝土的配合比设计质量。
参考文献:
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论文作者:丁平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/5/9
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