绿色高性能混凝土配合比设计的探讨

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年39卷9期   作者:夏国强
[导读] 近些年来,随着工程建设行业发展和国民绿色环保意识不断增强

         摘要:近些年来,随着工程建设行业发展和国民绿色环保意识不断增强,工程建设中对碳排放量提出了要求,必须坚持环境保护和绿色循环理念,降低碳排放量。而混凝土作为工程施工建设中的重要材料,为降低其对环境影响,应进行合理配比设计。本文以绿色高性能混凝土为探讨中心,分析配合比设计原则和材料特性,并提出优化设计配合比的方式,旨在提升高性能绿色混凝土环保水平。
         关键词:绿色;高性能;混凝土;配合比;设计方法

         前言:随着近些年来建设行业对绿色和生态建材的生发展,绿色高性能混凝土已经成为实现建筑领域可持续发展的基础。而绿色高性能混凝土生产中,为降低材料碳排放量,应从混凝土原材料入手进行配合比设计,明确原材料对混凝土影响,并对配合比设计进行不断优化,降低原材料浪费和耐久程度不足问题,以此提升材料标准化和结构细化,为高性能绿色混凝土行业发展奠定良好基础。
1绿色高性能混凝土配合比设计原则
1.1工作性原则
         为保证高性能绿色混凝土使用效果,在对其配合比进行设计中,首先应坚持工作性原则,而材料良好的工作性,利于保证混凝土强度和耐久性。在施工建筑期间,通常新拌合混凝土,在流动性、黏聚性和保水性方法,保持相互关联和相互制约关系,若混凝土黏聚性好,其保水性也相对较好,但且流动性较差。同时流动性良好的混凝土,黏聚性与保水性较差。因此,在进行配合比设计中,应协调好三者间的关系,保证高性能绿色混凝土符合工程施工建设需求,并提升其强度和耐久性。
1.2强度和耐久性
         区别于以往施工中常用混凝土,高性能绿色混凝土要求在符合强度指标下,具有足够耐久性,尤其是使用与恶性环境中的混凝土。而要提升高性能绿色混凝土耐久性,首先,搅拌中应保证混凝土材料的体积稳定性、密实度均匀,且材料本身无缺陷。其次,提升混凝土强度,在前提条件相同下,混凝土耐久性和强度提升方式接近。混凝土强度与水胶比相关,要求尽可能降低水胶比,但不可过分提升胶凝材料用量,以此减少胶凝材料成本使用,降低对混凝土体积稳定影响。可适量使用高效减水剂达到提升强度效果。最后,应考虑原料选择和使用,避免使用海砂等含有大量有害离子的影响混凝土耐久性材料。骨料选择中应确保且形状符合要求,并对不符合要求材料进行加工处理。
1.3经济性原则
         经济性是混凝土配置中重点考虑的问题,这关系到施工成本。而在进行配合比设计中,可从两方面进行考虑:一是,选择优质矿物作为掺合料,替代部分水泥材料,减少水泥用量;二是,提升使用骨料质量,降低骨料孔隙率,改善其粒形,对针片状和不规则骨料使用比例进行调整,并减少对胶凝材料使用量。
2绿色高性能混凝土材料特性
2.1加工性
         高性能绿色混凝土基本特性为加工性,此类混凝土材料结构致密均匀,便于进行进行运输、搅拌、浇筑振捣等使用,使用中离析、渗出、分层等问题少。
2.2高强度性
混凝土的强度在很大程度上决定着施工质量,在进行高性能绿色混凝土配合比设计中,通过对硬化孔隙率和水泥等原材料因素的设计,提升了强度,但早期强度不等于整体强度。


2.3高耐久性
         绿色高性能混凝土由于其配合比的合理设计,相较于普通类型混凝土,耐久性良好,包括抗渗性、抗碳化性、抗侵蚀性、抗霜冻性以及抗氯离子渗透性等。
2.4环保性
         绿色高性能混凝土配比设计中通过对各种材料的合理搭配与设计,不仅降低了成本,节约了资源、能源,而且降低了资源消耗与碳排放量,具有良好的环保型。
3优化设计绿色高性能混凝土配合比措施
         在对高性能绿色混凝土进行工艺生产中,对其配合比的设计主要是通过对水、水泥、矿物掺合料、粗骨料、细骨料和外加剂等,按照适合比例进行搭配,以此提升材料质量和使用效果。因此,在具体进行设计中,应遵循相应设计原则,在保证材料特性前提下,对比配合比进行合理设计,以此保证混凝土材料的绿色高性能。
3.1选择适合混凝土原材料
         在高性能绿色混凝土设计中,原材料的选择可为配合比设计奠定基础,对提升整体设计效果具有重要作用。而在具体选择中,应从以下几方面进行考虑:首先,选择适合水泥材料,确保其符合国家相关诊断标准,降低早期混凝土水化热量,以及温度敏感性和体积收缩性。其次,矿物掺和料选择。当前常用掺合料包括粉煤灰、矿渣粉和硅粉,配合比设计中应根据有关部门规定的标准添加矿物掺和料,如粉煤灰与矿渣粉双掺,不仅可以提升混凝土本身的抗腐蚀性,而且利于防止混凝土短时间内混凝土出现硬化和干缩问题,具体配置中,各项材料使用量为,碎石1107kg/m3、砂742kg/m3、水泥260kg/m3、水140kg/m3、粉煤灰80kg/m3、矿渣粉60kg/m3。再次,骨料选择。由于骨料不参与化学反应,选择中应考虑颗粒形状、表面状况、颗粒级配、吸水率和空隙率等;最后,外加剂。适合的外加剂可降低对水的用量,起到调节水胶比作用,同时可提升混凝土耐久性和流动性,如减水剂。选择减水剂时应确定减水率,确保混凝土的坍落度。
3.2适当更换原材料
         进行配合比设计中,为满足具体设计原则,可在不影响高性能绿色混凝土特性前提下,对相应原材料进行更换,如选用卵石代替碎石,并对材料相关指标进行检验,确保其符合使用要求,以此提升混凝土强度,保证施工安全。
3.3降低混凝土强度标准差
         在对混凝土进行强度试配中,会使用到大量水泥材料,而试配中混凝土强度与其强度标准差相关,为减少对水泥材料用量,降低成本,可在进行优化设计中降低混凝土强度标准差和配制强度,从而提升减少成本使用。而在进行混凝土强度标准差降低过程中,可通过提升生产管理混凝土水平以及技术方式实现。
结论:通过对混凝土配比进行合理设计,不仅可以减少碳排放量,符合绿色高性能混凝土生产需求,而且可提升材料质量、耐久性和强度,符合现代化建筑用料需求。因此,相关生产设计人员,应提加强对绿色高性能混凝土配比的研究,明确具体设计原则、性能要求,在此基础上落实对混凝土配合比优化设计,提升其生产质量,从而更好的满足建筑施工行业需求。
参考文献
[1]许智勇.绿色高性能混凝土配合比设计与性能预测[J].中国房地产业,2019,000(012):161-162.
[2]邓锦龙,文广林.高性能混凝土原材料的选用与质量控制分析[J].广东建材,2019,035(004):16-18.
[3]祁由川.高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J].中小企业管理与科技(上旬),2018,26(06):145-146.
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