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关于混凝土配合比优化方法的思考

时间:2020-11-04 17:16:39 | 来源:| 阅读:60

张明佩,工程师,2013年7月毕业于四川大学锦江学院土木工程系。曾在成都第二绕城高速公路西段B1分部工程,巴南广高速公路JL4合同段,绵西高速公路TJA-7标项目,广安绕城高速公路TJ6标项目部从事实验检测工作。2019年3月至今,在四川川桥工程试验检测有限责任公司测量处从事测量管理工作。

 

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摘要:混凝土在建筑工程施工中是较为常见的一种材料,但是其在使用中经常会出现一定的问题,如裂缝。基于此,本文就将对混凝土配合比问题进行探讨,并提出合理的优化方案,希望对优化混凝土性能有所帮助。

关键词:混凝土性能;配合比;优化方案

混凝土的配合比设计应以满足设计和施工要求,确保混凝土工程质量为原则。由于混凝土调配中所需的原材料相对较多,所以在调配过程中,需要对各种原材料用量进行准确计算,在通过试验适配后加以确定。在调配过程中,需注意各材料之间产生的化学反应,以免影响混凝土的最终性能。

1 混凝土的相关内容

混凝土是由胶凝材料和骨料胶结而成的一种复合材料的总称,是土木工程建设中,尤其是路桥建设中最为常见的材料类型。由于混凝土所需的原材料相对较多,如水泥、粗集料、细集料、砂石以及添加剂等,所以在调配过程中,一方面要对原材料的质量和性能予以严格把控,保证混凝土材料的质量与实际要求相符合,另一方面还需准确计算原材料用量,以提升混凝土材料的强度和承载能力,保证施工质量。另外,混凝土材料的整体性能对于施工质量也有着严重影响,是减少裂缝等问题产生的关键,所以加强对混凝土调配比例的控制尤为重要。

2 混凝土配合比设计

混凝土配合比设计应同时满足设计规范要求、混凝土工程性能要求、混凝土施工性能要求以及经济性这四点要求。这样才能有效加强混凝土配合比设计的合理性,提高混凝土质量,保证施工技术的有效落实。

2.1 满足规程规范要求

在混凝土配合比设计中,需严格按照具体的规范要求实施准确操作,合理把控材料用量,以保证其各项性能控制在固定的标准范围内。由于选择标准规范的不同,相应的混凝土配合比设计也会存在差异,施工人员应当结合工程建设的实际要求合理选择。

2.2 满足设计和施工性能要求

设计和施工性能的要求主要是提升混凝土的和易性、耐久性、强度、承压性能和抵抗性能,确保混凝土坍落度在合理范围内。混凝土配合比设计中标准差值表如下图所示。

 

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2.3 经济性要求

在保证原材料质量和性能的基础上,应尽可能降低成本投入,达到节约和环境保护的目的。这就要求在材料选购上,坚持因地制宜、择优选购的基本原则,并按照工程要求合理设置混凝土原材料配合比例,从而减少内部化学反应的发生,强化混凝土的整体性能。

3 混凝土配合比例优化设计

3.1 原材料的选择

混凝土配置过程中所需材料主要有水泥、骨料、砂石、减水剂、粗细集料等,在调配比例的确定上需要结合工程建设的具体要求,合理选择,以保证混凝土性能。

3.1.1 水泥

水泥作为混凝土配置中较为重要的材料类型,随着建材市场的发展以及应用范围的扩展,水泥材料的规格、品种也不断增多,在实际选择中要根据工程建设中混凝土的具体性能要求,合理选择所需的水泥材料种类,且加强材料进购批次和规格的一致性,减少质量问题的产生。

3.1.2 骨料

骨料是由细骨料和粗骨料两部分组成的,在混凝土配置中这两种材料需要按照一定的比例进行混用,优化混泥土的整体性能。粗骨料在选择过程中需保证其坚硬性和耐久性,尽可能以细度模数为2.5左右的中粗砂为主,且砂中的小颗粒直径尺寸要在0.0075毫米以内,数量控制在整体的20%左右。另外,粗骨料在选择过程中,还需结合喷射机输送管道的最小直径进行合理确定,这样在喷浆作业中才不会出现堵塞等不良问题。

例如,在铁路隧道工程建设中,会采用连续级配5-10mm碎石,以提高喷射作业质量,且碎石的碱活性低、含泥量及泥块含量都能满足铁路隧道建设要求。

3.1.3 减水剂

减水剂能够削弱水与水泥存在的化学反应,保证混凝土配置的质量。在减水剂的选择上,需要注意两方面内容:一是选用的减水剂需保证其不会对混凝土的强度和围岩粘结性构成影响,二是确保减水剂不会对混凝土或者钢材材料带来腐蚀,影响材料的使用性能。

3.1.4 速凝剂

速凝剂的作用就是提高混凝土的凝结效率。不过在使用中对于速凝剂的用量有着严格要求,不可超过水泥含量的4%,将凝结效率控制在规定范围内,减少质量问题的发生。

3.1.5 合成纤维

合成纤维材料的应用决定了混凝土的粘滞性,在强化混凝土回弹效果上有着显著意义。现阶段工程建设中所使用的合成纤维材料以聚丙烯合成纤维为主,其用量控制在每米0.9千克左右,丝长为718毫米。

3.2 混凝土配合比的控制

3.2.1 混凝土配置强度的确定

在混凝土配置过程中,首要工作是先确定混凝土的配置强度,依照强度设计要求选择合理的原材料,并确定各材料的调配比例。在现阶段建筑工程施工中,由于建筑类型和功能的不同,对混凝土强度的要求也不尽相同。普通建筑中混凝土配置的强度一般控制在95%左右,而对于高层或者特殊建筑来说,需要应用高强度的混泥土,那么其强度等级要控制在35兆帕以上。在配制混凝土的时候必须满足一定的基本原则,例如强度要满足工程项目要求,通常混凝土一天的强度不能低于10MPa,同时加强混凝土的附着性、密实性。

3.2.2 用水量和水胶比的确定

水对于混凝土配置后的凝结性有着直接影响,在现今施工过程中,很多施工企业为了节省时间、提高混凝土的坍落度,往往会在混凝土配置过程中加入较多的水分,最后影响混凝土最终的粘结性,导致裂缝问题的产生。另外,用水量设计的不合理,还会在水与水泥之间产生水热化反应,进而增加混凝土的温度,使其在后期使用中,存在内外温差过大的情况,引发质量问题。再者,水量的多少对于混凝土的稳定性也有着直接影响,所以在混凝土配置时,应将用水量控制在165千克左右,水胶比选定0.36、0.38、0.40均可。在混凝土配置过程中,如果因为用水量过大而导致质量问题的产生,工作人员需及时进行处理和调整,以免影响工程建设效果,造成严重的经济损失。

3.2.3 砂率的确定

混凝土的配置主要是通过喷射过程来实现骨料和水泥之间的连续桩基,之后再通过压实处理形成的一种混凝土制备技术。在喷射过程中,为了加强反复喷射所产生冲击能量的合理性,通常情况会将混凝土配置的砂率予以有效提升,以确保混凝土的粘稠度和粘滞性符合工程建设要求,优化施工水平。对于隧道工程而言,锚喷支护、侧墙和拱顶部位一般选择较大的砂率值。在实际施工过程中,要根据工程项目的实际情况对砂率值予以计算,通常将砂率值控制在45%-50%之间。

3.2.4 配置过程控制

配置过程对于混凝土也有着一定的影响,混凝土的配置不是一次成型的,其需要结合工程建设的需要进行实时的调配,而混凝土配置中所需的原材料是固定堆放在施工现场的,且会随着堆放时间的延长,相应材料中的含水率也会存在明显变化,所以在施工前要对材料的含水率实行严格检测,合理调整配合比例,以提高混凝土质量。不过目前很多施工人员对材料中含水率的测定均是通过目测方式实现的,准确率相对较低,很容易对配合比造成影响。为此应加大现场管理力度,对堆放的各种原材料实行合理控制,从而加强相应数据指标的规范性,提高混凝土配置质量,优化其性能。另外,在配置工作前,应对各种原材料进行冲洗,且按照规定的标准要求对其含水量予以测定,调整混凝土配制过程中的用水量,以及石、砂的用量,优化混凝土的配制。

4 结语

综上所述,在混凝土配置过程中,加强对原材料质性能及配置的管理,能够更好的保证混凝土质量,满足设计和使用的具体要求。同时这在一定程度上也为企业良好形象的树立奠定了坚实的基础,有效的推动了企业的进一步发展。

参考文献:

[1] 哈娜.多目标规划高性能混凝土配合比优化设计研究[J].建筑技术,2017(1).

[2] 邓绶川.混凝土配合比优化方法浅谈[J].江西建材,2017(23)

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