對混凝土攪拌站生產(chǎn)的高性能混凝土配合比設(shè)計進行分析

       科學(xué)合理的配合比設(shè)計能夠保證高性能混凝土效能的充分發(fā)揮，但結(jié)合實際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，雙摻或多摻、粗細(xì)骨料搭配等問題仍廣泛存在于業(yè)界。為盡可能解決混凝土攪拌站生產(chǎn)的高性能混凝土配合比設(shè)計存在的問題，正是本文圍繞該課題開展具體研究的原因所在，由此可見本文研究具備的較高現(xiàn)實意義。        1高性能混凝土配合比設(shè)計路徑
       1.1采用活性礦物摻合料
      在高性能混凝土配合比設(shè)計中，活性礦物摻合料的合理應(yīng)用極為關(guān)鍵，活性礦物摻合料能夠較好服務(wù)于骨料與水泥石的界面優(yōu)化，優(yōu)質(zhì)粉煤灰、硅灰、磷渣粉、鋼渣粉、磨細(xì)礦渣粉等活性礦物摻合料，均能夠用于高性能混凝土中。以硅灰為例，其含有的活性SiO2可實現(xiàn)高性能混凝土的二次反應(yīng)，即在界面上活性SiO2與氫氧化鈣（水泥水化反應(yīng)生成）發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成的凝膠水化硅酸鈣會沉積于混凝土界面的一些孔隙中，混凝土界面的粘結(jié)強度和抗?jié)B性可實現(xiàn)一定提升，水泥漿體中的孔隙也能夠由活性細(xì)微顆粒填充，混凝土實現(xiàn)的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)優(yōu)化也能夠有效提升抗?jié)B性能。
       此外，適量的活性礦物細(xì)摻合料還能夠減少水泥用量，降低水化熱，裂縫問題可得到較好預(yù)防，這類基本設(shè)計路徑不容忽視。
       1.2合理使用減水劑
      混凝土的強度提高離不開大量使用的膠凝材料支持，但一般情況下每立方米混凝土的膠凝材料用量需控制在550kg內(nèi)，為降低膠凝材料的用量，需設(shè)法降低水膠比，降低單方用水量，這便需要得到減水劑的支持，減水劑的應(yīng)用能夠有效提高水膠比低時的流動性。如采用聚羧酸系列減水劑，混凝土坍落度損失避免、混凝土工作性能增強均可得到較好保障，并避免顯著的緩凝出現(xiàn)。高性能混凝土配合比設(shè)計應(yīng)綜合采用減水劑與活性礦物摻合料，以此增大混凝土的流動性、降低水膠比、提高骨料粘結(jié)強度、提高水泥石硬化密實度。
       1.3科學(xué)設(shè)計配合比參數(shù)
       高性能混凝土配合比設(shè)計需重點關(guān)注參數(shù)的控制，水膠比、漿骨比、砂率、減水劑摻量均屬于控制的關(guān)鍵。水膠比的控制需結(jié)合高性能混凝土特點，即低水膠比，以此提高其耐久性、降低滲透性，因此一般情況下需保證高性能混凝土水膠比控制在0.40以下，如C50強度的水膠比需控制在0.37～0.33，C80強度的水膠比需控制在0.28～0.24，C100強度的水膠比需控制在0.23～0.19。
       在結(jié)合強度等級確定水膠比后，即可基于礦物細(xì)摻合料的種類和量，針對性調(diào)節(jié)強度；漿骨比指的是水泥漿與骨料的比例，一般情況下漿骨體積比應(yīng)采用35：65，這一比例下混凝土的強度、工作性、體積穩(wěn)定性等指標(biāo)均表現(xiàn)得較為理想，高性能混凝土也能夠擁有更加理想的狀態(tài)。對于C50～C70強度等級的高性能混凝土配置來說，20%～50%的水泥可由15%～30%的礦渣或優(yōu)質(zhì)粉煤灰替代，C80強度以下的混凝土則可以采用15%～35%的礦渣（優(yōu)質(zhì)粉煤灰）與5%～10%硅灰；
       砂率控制同樣直接影響混凝土性能，粗骨料使用需得到重點關(guān)注，一般情況下混凝土強度會隨砂率的提高而降低，彈性模量也會同時減小，這種情況下需基于總膠凝材料用量、粗細(xì)顆粒骨料級配、輸送要求，合理選擇砂率。如膠凝材料總用量小于360kg/m3，1.6～2.2細(xì)度模數(shù)的細(xì)砂、2.3～3.0的中砂、3.1～3.7的粗砂的占比應(yīng)分別為0.38、0.40、0.42，如膠凝材料總用量在420kg/m3～480kg/m3區(qū)間，細(xì)砂、中砂、粗砂的占比則應(yīng)分別為0.34、0.36、0.38；減水劑摻量直接影響混凝土強度和耐久性，混凝土流動性與坍落度也會直接受到影響，一般采用1.5%～2%之間的摻量。
      2高性能混凝土配合比設(shè)計常見問題及應(yīng)對方式
       2.1雙摻或多摻問題
       在高性能混凝土配合比設(shè)計中，雙摻或多摻問題較為突出，這類問題會導(dǎo)致混凝土強度的增長時間和混凝土凝結(jié)時間的延長，工程進度很容易受到影響。同時，過量的摻合料或較低的摻合料質(zhì)量，也很容易導(dǎo)致高性能混凝土出現(xiàn)長時間塑性。因此，高性能混凝土配合比設(shè)計需綜合結(jié)合工程施工氣候環(huán)境、施工方式、結(jié)構(gòu)特征、強度等級、具體要求，以此合理控制活性礦物摻合料總摻入量。如采用高標(biāo)號硅酸鹽水泥，一般可將活性礦物摻合料總摻量適當(dāng)提升，如在冬季進行施工，則需要選擇非緩凝型的減水劑，活性礦物摻合料的總摻量也需要適當(dāng)降低。
      2.2粗細(xì)骨料搭配問題
       粗細(xì)骨料搭配屬于高性能混凝土配合比設(shè)計的重要內(nèi)容，工程質(zhì)量直接受到這一搭配的影響。高性能混凝土的水膠比一般較低，且水泥石強度相對較高，因此粗細(xì)骨料的有關(guān)強度也需要適當(dāng)提高。在具體的材料選擇中，需保證選用的巖石沒有風(fēng)化，嚴(yán)禁使用風(fēng)化母巖，同時還需要嚴(yán)格控制粒徑級配、碎石含泥量、針片狀含量。在具體的粗細(xì)骨料搭配設(shè)計中，水泥用量需得到重點關(guān)注，并基于減小空隙率需要進行設(shè)計，一般需保證粗骨料松散堆積的空隙率在40%以下，且擁有2%以下的吸水率、1600kg/m3以上的密度。在配比過程中，可對強制攪拌工藝進行優(yōu)化，設(shè)法提高攪拌時間，高性能混凝土的水泥用量減少、強度和耐久性提高可由此實現(xiàn)。
       3實例分析
       3.1工程概況
      以永春碧桂園二期工程為例，該工程總投資111000萬元，總用地面積、總建筑面積分別為253686m2與350847m2，工程包括32層建筑5棟、26層建筑4棟、18層建筑3棟、3層低層建筑159棟、幼兒園及配套設(shè)施1棟。本文研究以永春碧桂園二期D區(qū)工程作為具體研究對象，深入探討工程用高性能混       凝土配合比設(shè)計，高性能混凝土的應(yīng)用部位分別為9#樓二層柱與141#樓二層柱三層梁板。
       3.2具體設(shè)計
      為保證高性能混凝土配合比設(shè)計能夠較好滿足施工質(zhì)量控制需要，需開展針對性的堆積密度試驗、水膠比確定試驗、不同摻合料對拌合物性能及強度影響試驗。結(jié)合試驗，可確定9#樓二層柱用高性能混凝土配合比設(shè)計，采用38.2MPa的試配強度設(shè)計，水膠比為0.45，水、水泥、砂、石、粉煤灰、緩凝減水劑的材料用量分別為168kg/m3、306kg/m3、800kg/m3、1019kg/m3、67kg/m3、7.50kg/m3，配合比（質(zhì)量比）分別為0.55、1.00、2.61、3.33、0.22、0.025，外加劑摻量為2.2%，采用P.O42.5R等級的水泥、細(xì)度模數(shù)為2.7的河砂、5mm-31.5mm粒徑的碎石、F類Ⅱ級的粉煤灰、YF-A1型號的緩凝減水劑；
       141#樓二層柱三層梁板用高性能混凝土配合比設(shè)計，采用33.2MPa的試配強度設(shè)計，水膠比為0.53，水、水泥、砂、石、粉煤灰、緩凝減水劑的材料用量分別為178kg/m3、269kg/m3、828kg/m3、1013kg/m3、67kg/m3、7.40kg/m3，配合比（質(zhì)量比）分別為0.66、1.00、3.08、3.77、0.25、0.028，外加劑摻量為2.2%，采用P.O42.5R等級的水泥、細(xì)度模數(shù)為2.7的河砂、5mm-31.5mm粒徑的碎石、F類Ⅱ級的粉煤灰、CSP-2型號的緩凝減水劑。基于高水平的高性能混凝土配合比設(shè)計，永春碧桂園二期D區(qū)工程的施工質(zhì)量得到了較好保障，粉煤灰的合理應(yīng)用也使得混凝土和易性得到改善、混凝土強度提高，由此即可更深入了解高性能混凝土配合比設(shè)計。
4結(jié)論
       綜上所述，高性能混凝土配合比設(shè)計需關(guān)注多方面因素影響。在此基礎(chǔ)上，本文涉及的采用活性礦物摻合料、合理使用減水劑、科學(xué)設(shè)計配合比參數(shù)、雙摻或多摻問題、粗細(xì)骨料搭配問題、設(shè)計實例等內(nèi)容，則提供了可行性較高的高性能混凝土配合比設(shè)計路徑。為更好提升高性能混凝土配合比設(shè)計水平，基于混凝土配合比試驗的混凝土配合比優(yōu)化調(diào)整必須得到重視，各類新材料、新工藝、新設(shè)備的積極應(yīng)用也應(yīng)成為業(yè)界關(guān)注的焦點。