王智涛
中铁四局集团第五工程有限公司 江西省 九江市 332000
摘要：公路必须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、耐久性好的特点，广泛应用于公路工程中。然而，高性能混凝土配合比设计的编制仍存在许多问题。因此，有必要进行综合分析，把握高性能混凝土配合比设计的要点，思考和探索切实有效的高性能混凝土配合比设计解决方案，以更好地提高公路工程质量。
关键词：高性能混凝土；配合比设计；问题研究
1高性能混凝土配合比设计分析
1.1高性能混凝土配合比设计的目标
(1)耐久性。高性能混凝土的耐久性是极其关键的指标，它主要包括抗渗性、抗碳化性、抗化学侵蚀性、抗冻性、碱—集料反应等内容，如果高性能混凝土的耐久性好，则可以避免有害介质经由水而入侵引发的混凝土劣化现象。
(2)强度。高性能混凝土配合比设计制备要求有极高的强度，尤其是在大跨度桥梁及高层公路工程之中，都要求混凝土具有较高的强度，以满足公路物自身的荷载要求。
1.2高性能混凝土配制的技术途径
(1)活性矿物细掺料
在对高性能混凝土进行配合比制备的过程中，可以添加活性矿物细掺料，诸如：磨细矿渣、硅粉、优质粉煤灰等，在这些活性矿物细掺料之中含有活性物质SiO2，它可以与水泥水化产物Ca(OH)2产生二次化学反应，也即火山灰反应，反应的生成物为水化硅酸钙凝胶，极大地提升了高性能混凝土的抗渗性和界面强度。
(2)高效减水剂
在高性能混凝土配合比制备的过程中，可以添加不同种类的高效减水剂，如：用于配制大流动性、高强度混凝土的萘系高效减水剂；抑制混凝土坍落度损失的聚羧酸盐系高效减水剂等。
1.3高性能混凝土配合比设计的参数选择
(1)水胶比
低水胶比是高性能混凝土配合比设计的重要特征，通常低于0.4，这主要是由于混凝土的水胶比低于0.4时会减小混凝土的孔隙尺寸，更好地发挥水泥颗粒的效用，保证高性能混凝土的耐久性、渗透性。另外，还可以由下表获悉高性能混凝土水胶比在不同混凝土强度等级下的选用量：
表1示例表
混凝土强度等级 C100 C90 C80 C70 C60 C50
水胶比 0.24-0.2 0.26-0.22 0.29-0.23 0.32-0.28 0.35-0.29 0.38-0.32
(2)高效减水剂掺量
为了保证高性能混凝土的大流动性，要添加高效减水剂，并根据混凝土坍落度确定高效减水剂的掺量，通过实践结果显示，混凝土坍落度会随着高效减水剂的掺量而加大，而当其使用超过一定限值时则没有明显的效果。因此，通常来说，应当将高效减水剂的掺加量保持在1%-2%之内，确保高性能混凝土的使用效果。
(3)砂率
具体来说，当水泥浆数量不变的条件下，当砂率过大时，混凝土集料的总表面积及空隙率增大，使新拌混凝土的流动性减小；当砂率过小时，混凝土集料之间也无法有足够的砂浆层，影响混凝土的流动性、粘聚性和保水性，导致混凝土出现离析、流浆等现象。
(4)浆集比
指水泥浆和集料的比例，一般来说，水泥浆主要是连接骨料，因而混凝土的强度与浆集比呈反比例关系，也即当浆集比增大时，混凝土的强度降低。经过实践显示，混凝土固定浆集体积比的合理控制比应当为35：65，可以较好地保证混凝土的工作性、强度和稳定性，提升高性能混凝土的性能。
2?高性能混凝土配合比设计常见问题及应对方式
2.1?双掺或多掺问题
在高性能混凝土配合比设计中，双掺或多掺问题较为突出，这类问题会导致混凝土强度的增长时间和混凝土凝结时间的延长，工程进度很容易受到影响。同时，过量的掺合料或较低的掺合料质量，也很容易导致高性能混凝土出现长时间塑性。
2.2?粗细骨料搭配问题
粗细骨料搭配属于高性能混凝土配合比设计的重要内容，工程质量直接受到这一搭配的影响。高性能混凝土的水胶比一般较低，且水泥石强度相对较高，因此粗细骨料的有关强度也需要适当提高。在具体的材料选择中，需保证选用的岩石没有风化，严禁使用风化母岩，同时还需要严格控制粒径级配、碎石含泥量、针片状含量。
3高性能混凝土配合比设计和应用
以某工程为例公路扩建段作为实例进行分析。该公路工程施工段长度为205km，此公路段的全部长度都采用高性能混凝土配合比设计。此工程建设过程中的重点内容就是要对高性能混凝土配合比设计进行调配，避免在后续的对接施工时造成结构性能方面的影响。
3.1高性能混凝土配合比设计具体内容和要求规范
第一，对于不同等级的高性能混凝土配合比需要采用不同的设计方式，在对高性能混凝土配合比进行设计时可以根据结构不同进行环境等级的划分.
第二，在对高性能混凝土配合比进行设计时需要充分考虑到混凝土的工作指标情况，主要包括如下几方面内容，分别为：测定坍落度和扩展度；要对离析、泌水的情况进行观察，同时要对匀质性进行评定；对于具有抗冻性要求的混凝土来说需要对含气量进行测定。
第三，在进行混凝土配合比设计时需要按照如下规定进行：对于C30及以下混凝土来说，要保证胶凝材料总量在400kg/m3以下；对于C35-45的混凝土来说，要保证胶凝材料总量在450kg/m3以下；对于C50的混凝土来说，要保证胶凝材料总量在480kg/m3以下。要保证钢筋混凝土中氯离子总含量在胶凝材料总量0.1%以下，预应力混凝土中氯离子总含量在胶凝材料总量0.06%以下；要确保各种材料总含碱量在3.0kg/m3以下。
3.2高性能混凝土配合比的试配以及调整
第一，要尽可能采用公路施工区域常用的原材料混凝土搅拌方法进行高性能混凝土配合比的试配；要严格按照按照计算配合比来实施试配，试配时首先要进行试拌，以此来确定拌合物所具有的性能。如果试拌之后所得到的拌合物坍落度无法符合相应标准要求，或者保水性以及粘聚性不符合标准要求的情况下，需要在确保水胶比不变的基础上来对用水量以及砂率进行调整，直到满足标准规范要求为止。
第二，需要采用3个参数不同的配合比对于高性能混凝土实施强度试验。在3个不同的配合比中，要保证1个为基准的配合比，第二个配合比要在基准配合比的基础上对水胶比增加0.02-0.05；第三个配合比要在基准配合比的基础上对水胶比降低0.02-0.05。同时要保证用水量和基准配合比一样，砂率需要分别的增减1%。在对混凝土强度试验试件进行留置之前，需要对混凝土拌合物的坍落度、含气量、表观密度、扩展度以及保水性等进行检验，这些指标就能够代表对应配合比混凝土拌合物的基本性能。
结语
综上所述，高性能混凝土配合比设计极其重要，要全面分析混凝土配比设计中的常见问题，采用切实有效的各种措施，以提升高性能混凝土配合比性能和质量，减少公路工程造价预算，延长公路物的使用寿命，推动公路行业快速稳步发展。
参考文献：
[1]孙晓光,王桂敏,盖梅香.浅谈高性能混凝土配合比设计与施工质量控制[J].价值工程,2012(16).