談高性能混凝土配制問題與對策論文
摘 要：介于目前國內原材料的不穩定性，混凝土的配制帶來若干問題。本文通過高性能混凝土配制中所遇到的一些問題做探討與分析，提出相應的對策，與同行商榷！
關鍵詞：高性能混凝土;問題;水泥
1前言
高性能混凝土(High Performance Concrete.HPC)是20世紀80年代末90年代初，以耐久性為首要設計指標，在滿足結構功能和施工工藝條件下，采用低水膠比，選用優質原材料，摻加足夠數量的礦物細摻料和高效外加劑配置而成。高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩定性等許多優良特性.被認為是目前全世界性能最為全面的混凝土，在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨特的優越。
2 配制高性能混凝土原材料
傳統混凝土配制只有水泥、砂、石、水等四種組分，高性能混凝土配制除水泥、砂、石、水之外，還要再增加高效減水劑和磨細礦物摻合料等六種以上組分。對于高性能混凝土來說，因用于結構功能和施工工藝條件不同，則對其原材料的品質性能應有針對性的選擇。
2.1水泥細度的影響作用
2.1.1水泥細度對高效減水劑相容性的影響
當高效減水劑產品一定時，水泥的成分和細度是影響水泥和高效減水劑相容性的主要因素。水泥細度的變化加劇了水泥與高效減水劑的相容性問題。通過不同的水泥細度與高效減水劑相溶性試驗，發現隨著水泥比表面積增加，與相同高效減水劑的相容性變差.飽和點提高，為減小流動度損失需要增加更大摻量的高效減水劑，導致混凝土中水泥用量的增加。
2.1.2水泥細度對強度及耐久性的影響
通常認為水泥磨得越細，細顆粒越多，水泥的水化速率越快，早期強度提高越快。但粒徑在1 m以下的顆粒水化最快，幾乎對后期強度沒有任何貢獻，同時因水化快消耗混凝土內部的水分較快，引起混凝土的白干燥收縮，使混凝土容易產生裂紋。并且由于粗顆粒的減少，減少了穩定體積的未水化顆粒，因而影響到混凝土的長期性能。由于水泥粗顆粒的減少，減少了穩定體積未水化的顆粒，從而也影響到混凝土的抗滲性、抗凍性、抗碳化能力、抗侵蝕性等。
2.2外摻料的特性及摻量探討
高強混凝土一般含有較多水泥，因此收縮大，并在硬化時產生更高的溫度；現代水泥又因為細度更高而更易開裂。經驗說明，最經濟有效的解決辦法是將混凝土中的部分水泥用粉煤灰或礦渣來替代。含有粉煤灰或礦渣粉的混凝土在砂漿與粗集料的結合區的強度更高，不易發生微裂，因而具有更高的水密性和耐久性及使用壽命。但由于不正確的觀念或技術方面的束縛，在外摻料的使用中也會存在一些對混凝土不利因素。
2.2.1粉煤灰
粉煤灰屬于CaO、A1203， SiO2系統，其化學成分以Al203和SiO2為主，次要成分為CaO和Fe2o3以及少量的MgO和S03，等。由于煤粉高溫燃燒，其中主要成分鋁、硅形成活性成分，同時粉煤灰的比表面積較大且較為經濟，用于混凝土中的粉煤灰比表面積一般在400～500m2／kg之間。粉煤灰的主要作用可以包括以下幾方面：
(1)填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層，使混凝土更為密實，在水泥用量較少的混凝土中尤其顯著。
(2)對水泥顆粒起物理分散作用，使其分布得更均勻。當混凝土水膠比較低時，水化緩慢的富有水分的粉煤灰可以提供水分，使水泥水化得更充分。
(3)粉煤灰和富集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結晶發生火山恢反應，不僅生成具有膠凝性質的產物(與水泥中硅酸鹽的水化產物相同).而且加強了薄弱的過渡區，對改善混凝土的各項性能有顯著作用。
(4)粉煤灰延緩了水化速度，減小混凝土閡水化熱引起的溫升，對防止混凝土產生溫度裂縫十分有利。
(5)粉煤灰水化時吸收水泥水化后剩余的堿，一是避免活性骨料發生堿一骨料反應，二是粉煤灰慢慢水化使混凝土后期強度持續增長。
2.2.2磨細粒化高爐礦渣粉
磨細粒化高爐礦渣粉(義稱礦渣微粉，礦粉或GGBS，GGBFS)是從煉鐵高爐中排出的，以硅酸鹽和鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經淬冷成粒后粉磨所得的粉體材料，是優質的混凝土摻合料和水泥混
合材，它以獨具的自身水化硬化特性以及較高活性成分，足當今世界公認的配制高耐久性混凝土結構的混合材料之一。礦渣粉作為混凝土的外摻料，如單摻礦粉以不超過40％為宜。礦渣粉對拌合用水很敏感，大摻量用于低水膠比時，混凝土粘聚性很高，甚至有扒底(作拌合物試驗時有粘鋼板)現象，當混凝土坍落度較大(用水量較多時)，混凝土拌合物又會呈泌水現象。
2.3外加劑的應用
商眭能混凝土應用的外加劑主要是高效減水劑、引氣劑和緩凝劑。高效減水劑可以與引氣劑、緩凝劑復合便用，也可以單獨使用。高性能混凝土應用的外加劑不應含有鹽成分的早強劑和防凍劑。高性能混凝土的凝結時間、含氣量應根據混凝土等級、灌筑部位、施二工藝、氣候條件等因素按需要進行調整。
3 混凝土的試拌調整
當配合l： 中各種材料數量確定之后進行試拌，由于摻合料及水泥需水量的差異，以及外加劑的減水率不足等使試拌得出的拌和物坍落度不能滿足要求或粘聚性和保水性不好時，應保證水膠比不變的條件下.相應的調整外加劑摻量或膠材用量，使之符合要求。
3.1當混凝土坍落度偏小，需要增大n厘米，則每立方米混凝土要加減水劑％kg重新拌合均勻。
式中：β — 水劑的減水率(％)
mβ一每立方米混凝土的減水劑摻量(kg)
3.2當混凝土坍落度偏大，需要減小n厘米，則每立方米混凝土需要再加入膠材xc kg重新拌合均勻。
式中：mc一立方米混凝土膠材用量(kg)
3.3作坍落度試驗時，頂面出現有堆石現象，但混凝土沒有出現大量泌水.應增加砂率。
3.4混凝土出現大量泌水，堆石，漿石嚴重離析并且粗骨料不掛漿時。可能有兩種原因：一是減水劑減水能力低，混凝土水膠比大用水量過多。可增大減水劑的摻量并應降低水膠比，適當減少用水量；
二是減水劑減水率大摻量過多，混凝土產生過多的游離水，應適當減少減水劑的摻量。
5 注意事項
作混凝土試配時.影響混凝土拌合物性能的因素很多，對各種原材料質量應嚴格控制
4.1水泥要求用42.5級以上的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，水泥細度按比表面積應≤350m2／kq。堿含量：用于C35及以下的混凝土水泥含堿量應≤O.80％；用于C40及以上的混凝土水泥含堿量應≤0.60％：水泥熟料中的C3A含量不應超過7％。
4.2選用級配良好的河砂，砂的細度模數宜在2.6～3.0范圍，砂應潔凈.泥污含量不大于2.5％。
4.3粗集料要求最大粒徑不大于31.5mm、堆積密度大、含泥量少、針片狀少。對粗骨料強度、級配、表面特征、顆粒形狀、雜質的含量、吸水率等必須認真檢驗，嚴格選材。
4.4外加劑選用與水泥適應性好的高效減水劑，按膠材用量的1％摻量，其減水率應達到25％以上，混凝土拌合物放置1h的保塑值應不小于90％.引氣量控制在2.5％～3.5％之問為宜。
6結束語
混凝土是用量最大的人造建筑材料， 從l9世紀末開始應用以來， 已為人類物質文明建設做出巨大貢獻，高性能混凝土則代表了今后混凝土的主要發展方向。它對人類進行可持續發展具有重大意義。
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