高性能混凝土配合比设计及施工技术

浅析高性能混凝土配合比设计及施工技术

【摘要】随着经济和社会的快速发展，我国的建筑和土木工程项目建设越来越多。在这些基础建设中高性能混凝土得到了广泛的应用。在高性能混凝土的应用中技术人员需要做好混凝土配合比的设计。通过科学的配比能够充分保证混凝土的性能，并通过科学的施工能够保证工程的质量。本文将对高性能混凝土配合比的设计和施工进行探讨和分析。

【关键词】高性能混凝土；配合比；设计；施工

1、高性能混凝土概述

随着经济的快速发展，我国高层建筑建设和施工越来越多。在高层建筑施工中高性能混凝土得到了广泛的应用。高性能混凝土利用当前先进的混凝土制造技术，采用优质的材料进行科学配制，其性能远远优于常规的混凝土。技术人员在进行高性能混凝土的配制中需要严格根据各种原料的比例进行制作。高性能混凝土的配制中需要对水泥、骨料、水的质量进行有效的控制，并加入一定比例的低水化热的胶凝材料胶和高效外加剂，能够提高混凝土的耐久性和稳定性，有效提高混凝土的性能。

2、高性能混凝土配合比设计和施工技术探析

2.1 高性能混凝土配合比设计

在高层建筑施工中高性能混凝土得到了越来越广泛的应用，对于高性能混凝土施工，施工单位应优先选择有相应资质和生产能力的商品混凝土搅拌站，尤其应选择配备有经验、有能力的试验室的商

品混凝土搅拌站来承担高性能混凝土的供应任务。商品混凝土搅拌站试验室在进行混凝土配合比设计时首先应了解高性能混凝土的性能指标要求，其次应熟悉本搅拌站常用的各种混凝土原材料性能指标特点，能够做到什么样的原材料适合用于配置什么样性能的混凝土，譬如混凝土的配制中需要选择正确的水泥，核心筒剪力墙、柱等砼选用低热或中热水泥，核心筒剪力墙、柱水泥用量控制在450kg/ m3以下，水胶比控制在0.35以下；地下室外墙、核心筒等部位选用收缩量较小的水泥，如中低热水泥或粉煤灰水泥，同时适量掺加活性矿物掺合料（如s95矿渣粉）取代部分水泥，降低水泥用量。但是目前商品混凝土搅拌站用的原材料普遍存在质量不稳定甚至质量下滑的问题，以杭州为例，目前商品混凝土搅拌站已基本上找不到使用一级粉煤灰的，在用的二级粉煤灰需水量比指标也很不稳定，此外，商品混凝土搅拌站在用的矿粉和外加剂以及碎屑质量也不是很稳定，因此，商品混凝土搅拌站试验室在配制高性能混凝土时，一定要动态掌握各种原材料的性能指标，要控制各种原材料的关键指标，如避免使用温度过高的新出厂水泥，尽量降低混凝土的出机温度；优先选用选用连续级配的粗骨料，严格控制砂、石的含泥量，在炎热季节，对砂石骨料喷遮阳防晒或凉水冷却，选用自来水，炎热季节搅拌混凝土时，所用的拌合水应采取降温措施，以降低混凝土的入模温度；在高强高性能混凝土中分别适量掺加高效减水剂，其具有减水、增塑、缓凝等功效，有利于改善混凝土拌合物的流动性、保水性，降低水化热，推迟热峰的出现时间；掺加

粉煤灰和矿粉取代部分水泥，减少单方混凝土中的水泥用量，降低水化热；必要时，会同业主、设计单位协商，掺加uea微膨胀剂或配置少量的抗裂钢筋或掺入抗裂纤维，以减少裂缝。

鉴于混凝土搅拌站原材料性能的不稳定性，商品混凝土搅拌站试验室在配制高性能混凝土时必须考虑严密，具有充分的试验基础。根据以往经验，高性能混凝土的配比因原材料的差异往往具有较大差别，必须通过多种胶凝材料、骨料以及外加剂的复配试验，确定配比的最佳组合，有条件时应多做试验，最好是根据各种原材料不同性能指标多做小级配试验，进行混凝土配合比的动态设计。在配合比设计时往往要解决好混凝土的高强度要求与泵送混凝土要求

坍落度大的矛盾。根据前面的论述，高强、高性能混凝土不同于传统意义上的混凝土，除要求具有足够的强度和刚度外，还必须要有良好的耐久性和体积稳定性，并要求混凝土拌合物在较长时间内保持较高的工作性。为达到上述目标，在条件允许的情况下需优选原材料，优化配合比，针对工程特点，从混凝土搅拌、运输、浇筑、养护等各个环节严格把关，制作能满足要求的高性能混凝土，同时能保证成型后构件的最终强度。采取有效的技术措施和可靠的工程经验，降低水化热，控制混凝土的早期温度、提高混凝土的和易性、减少泌水性、减少气泡含量、减少混凝土的早期收缩（主要是塑性收缩和自收缩）裂缝和减少混凝土的干缩、徐变，确保混凝土在满足本工程特殊要求的基础上具有较高的施工性能和耐久性。为尽可能保证原材料性能的稳定性，大宗材料应使用市场上易于采购且能

稳定供应的原材料；力求不改变常规生产工艺，不采用特殊原材料；通过对集料、配合比的优化和优选，使之达到最佳配合比例，配制出水化热低、收缩小、无裂缝，并能有良好的施工性能和耐久性优异高强、高性能混凝土。通过高性能减水剂、胶凝材料和粗细骨料的选择与精心的配合比设计，使混凝土拌合物的屈服剪应力减少到适当程度，同时又具有足够的塑性粘度，使骨料悬浮于水泥浆体中，混凝土拌合物具有高流动性，又不出现离析泌水现象，能在自重下自由流淌填充模板内空隙并形成密实均匀的结构。高性能混凝土必须以满足常规施工工艺为前提条件。提高混凝土强度的主要手段是依靠新型高效减水剂和优质的矿物掺合料，进行原材料的合理搭配和配合比的优化设计，优先对混凝土的强度指标予以保证，然后再考虑其它相关性能。高工作性包括高流态及良好的保持性两个方面，是高性能混凝土的另一重要特征。这里的高流态必须是以优良的工作性为前提条件的，也就是说拌合物出机坍落度至少达到

220mm以上，且粘度适宜，没有离析、泌水现象，在2～3h内工作性能基本保持不变。混凝土体积稳定性与耐久性是紧密相连的，稳定性好也就是膨胀与收缩小，不产生宏观有害裂纹（缝）。在允许荷载长期作用下不发生有害变形或破坏，这主要取决于耐久性的好坏；同时稳定性好对耐久性也有巩固和提高的作用。碱—集料反应是水泥中的碱性氧化物和活性骨料之间发生的化学反应，该反应会使硬化后的混凝土发生肿胀破坏，严重影响混凝土的使用寿命。总而言之，我们在进行高性能混凝土配合比配制选材时，一是选择活

性成份含量低的砂石；二是选择质量稳定，含碱量较低的胶凝材料和高效减水剂；三是掺加优质矿物掺合料抑制碱—集料反应；在配合比设计完成后，要对混凝土的工作性和耐久性进行试验验证。2.2 高性能混凝土施工技术探讨

在进行高性能混凝土施工时，承担供应任务的商品混凝土搅拌站应将混凝土所用的原材料按品种、规格和检验状态分别标识存放。粗骨料应分级采购、分级运输、分级堆放。骨料的堆放场地应备有清洗、排水设施，以便对有害杂质含量超标的材料进行清洗。施工前，应针对工程特点、施工环境、施工条件，会同设计、施工、监理及混凝土供应等各方，共同制定各个环节的质量控制与保证措施。施工和监理单位应各自委派专人负责记录混凝土运送到工地的时间和出机坍落度、浇筑时间和浇筑时的坍落度、浇筑时气温与混凝土浇筑温度、施工缝的划分、混凝土浇筑高度的控制以及混凝土的养护方式和养护过程等。为保证保护层厚度及钢筋定位的准确性，宜采用细石混凝土垫块定位钢筋，垫块的尺寸和形状必须满足保护层厚度和定位的允差要求；垫块的强度应高于构件本体混凝土，水胶比不大于0.4。构件侧面和底面的垫块应至少4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁丝头不得伸入保护层内。暴露于大气中的新浇混凝土表面应及时浇水或覆盖养护。如条件许可，应尽可能采用蓄水或洒水养护，但在混凝土发热阶段最好采用喷雾养护，避免混凝土表面温度产生骤然变化。当采用塑料薄膜或喷涂养护膜时，应确保薄膜搭接处的密封。此外，还应保证模板连接缝处不至于失水干燥。