大掺量掺合料混凝土配合比的合理性评价

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摘要：在建筑工程施工的过程之中的，混凝土的质量将在较多的程度上对工程的整体质量产生决定的影响，所以，施工人员应该对其进行高度的重视。本文主要分析了大掺量掺合料混凝土配合比的合理性。

关键词；大掺量；混凝土；配合比；合理性

中图分类号：TV331文献标识码： A

引言

混凝土是当前用量最大的建筑材料，长期以来留给人们的印象则是重污染以及高能耗。依据统计显示，2012年我国水泥产量达到了21.84亿吨，而2012年商品混凝土其总产量将会达到88817万m3。如能提高混凝土之中掺合料比例、同时降低水泥用量，这对于节能降耗、保护环境、慢慢也会促进社会的可持续发展等等有着十分重要的意义。

1、大掺量掺合料混凝土耐久性的有利条件

大掺量掺合料混凝土胶凝材料的最后水化产物比波特兰水泥的水化产物较为稳定，这样就会使得波特兰水泥混凝土耐久性的不利因素变成比较有利的条件。波特兰水泥的最为主要的水化产物则是高碱性的水化硅酸钙以及水化铝酸钙、水化硫铝酸钙，溶解度相对较大，稳定性不足;特别是水化产物中还包含有大概25%的游离石灰，强度比较低，稳定性比较差，在侵蚀条件之下首先会受到侵蚀。在大掺量掺合料混凝土之中，其掺合料的活性SiO2以及Al2O3，同波特兰水泥水化过程之中产生的游离石灰以及高碱性水化硅酸钙将会有二次反应的产生，并且会生成较为稳定以及强度较高的低碱性水化硅酸钙，不断提高水化胶凝物质本身的抗蚀能力，也会提升混凝土的耐久性。而在另外的一个方面，掺合料之中包含有大量超细微粒，其平均粒径要比水泥颗粒的平均粒径小很多，作为微集料填充于水泥颗粒的空隙中。在坍落度一样的情况之下，可以减小混凝土的用水量，从而降低了水胶比，使得混凝土的充水空间变得足够小。但是这些超细微粒又只是简单的填充作用，其参与到胶凝材料的二次反应，也会使得系统的水化产物总量不断增加，单位体积混凝土的水化产物的密度也会不断增加。这样，在标准养护条件下使混凝土实现高抗渗更加密实，从而提高混凝土的耐久性。

2、大掺量掺合料混凝土耐久性的不利条件

大掺量掺合料混凝土耐久性的不利条件，则是混凝土在标准养护时期，胶凝材料可能产生不了足够的水化产物，混凝土实现不了高抗渗。掺合材料活性越低，掺量越大，养护期间出现水化产物总量则就越少。如果水化产物少到不能完全填充混凝土的充水空间之时，混凝土的抗渗能力则会不断降低，直至彻底丧失抗渗能力。因为水泥用量比较少，混凝土碱度比较低，低抗渗能力或者是无抗渗能力很容易使得混凝土发生碳化，钢筋容易锈蚀，有害介质较为容易渗透进入混凝土之内，加速混凝土的腐蚀，使得混凝土耐久性不断降低。

3、大掺量掺合料混凝土配合比设计

由于混凝土本身是一种混合材料，如果在施工的过程中，相关材料之间的比例配置出现偏差的话，那么混凝土的质量就会相应的被减弱。换句话说，混凝土配合比的设计是否合理直接影响了混凝土的整体质量。在以往对大掺量掺合料混凝土的配合比进行设计的时候，设计人员通常只是将一定量的水泥替换为掺合料来进行混凝土的制作，但是却忽略了二者之间存在的差别。大量研究资料表明，不同龄期混凝土强度，掺合料对其贡献与水泥是不相同的，而且很大程度上水量的多少决定着掺合料对混凝土强度的影响。由此可见，利用以往的配合比设计方法来对混凝土进行设计已经是不可取的了，如果想要确保混凝土的整体质量符合建筑工程的需求，那么就必须采用新的配合比设计方法。

对于大掺量掺合料混凝土配合比设计，相关工作人员采取了一种新的理念，即将掺合料作为一种单独的组份加入到混凝土制作的材料当中，在设计的过程中，充分考虑掺合料对混凝土强度的贡献与水泥对混凝土强度贡献二者的差异，并在此基础上考虑水胶比对混凝土强度影响，即增加掺合料掺量时要相应降低水胶比来保证混凝土强度，以此来确保利用掺合料替代水泥的时候，混凝土的整体质量不受到影响。

4、混凝土配合比合理性调整方法

在混凝土浇筑成型之后，刚开始硬化早期，这是混凝土比较容易失水的时期。因为失水，混凝土首先形成不可见的毛细孔隙缺陷。这些孔隙缺陷同随之发展的可见以及不可见裂缝，被称之为失水缺陷。发生失水缺陷的原因主要是配合比不合理造成的。

不合理配合比的调整原则主要是:第一、应该尽量避免或者是减少混凝土的泌水;尽量减小混凝土的充水空间;第二、增加单位体积混凝土胶凝材料的水化产物。其调整的主要目的则是:使得胶凝材料的水化产物可以完全填充混凝土的充水空间同时形成牢固的界面结构。

配合比调整应该遵循高抗渗的原则，对一定强度一定胶凝材料用量的大掺量掺合料混凝土，随着掺合料掺量逐渐的增加，其水化产物的总量也在相应减少，因此必须减少混凝土单位用水量，降低水胶比，这样就可以减小需要水化产物填充的充水空间。掺合料掺量与水胶比应成反比，即掺量越大水胶比应该越低。在材料确定的条件下，当用水量再小就比较难满足施工要求，掺合料掺量再大的话就比较难满足高抗渗要求之时，说明掺合料已达到允许的最大掺量。如果继续增加掺量的话，只能借助激发剂，这样就会激发提高掺合料的活性，并且增加水化产物。少熟料水泥以及无熟料水泥则就为此打下了良好的基础。值得注意的是，试配试验之时，如果混凝土要求二次振动才可以实现高抗渗的话这样的配合比依然被认为是合理的，但施工之中应该使用二振工艺。

5、大掺量掺合料混凝土性能研究

大掺量掺合料配合比的实际水胶比都低于标准配合比，因为不论是粉煤灰或者是矿渣粉，都具备一定的减水效果，提高掺量将会适当降低混凝土的用水量。大掺量掺合料配合比混凝土的在3天之内强度基本上都低于标准配合比的混凝土3天的强度。因为掺合料代替水泥导致水化反应速度下降，因为掺入较高掺合料的混凝土在水胶比接近的情况之下，其早期强度将会不断降低，但是因掺合料的适当减水效果，所以其降低的幅度并不是很大，尤其是C35、C40混凝土3d强度降低比较小。大掺量掺合料混凝土的7d强度，通常等同于标准配合比的混凝土，甚至在水胶比较小的情况之下还有所提高，这是因为大掺量掺合料配合比之中矿渣粉的用量比较高，矿渣粉反应速度比较快，对于混凝土7天强度影响较小而导致的。

6、结语

掺合料混凝土不仅是一种耐久性良好的混凝土，还消耗了大量的掺合料，有效地减轻了环境负荷。随着掺合料在混凝土中应用技术的不断完善，掺合料混凝土优良的耐久性能以及良好的环境效应必将在工程建设中得到充分展现，为人类和环境的和谐相处起到更加积极的作用。由于受到客观条件的限制，本文对掺合料混凝土的一些性能进行了初步的分析研究，这些分析和研究还存在不足，有待于进一步的研究和完善。

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