高强高性能混凝土技术研究

■周永川 ■大足朝野混凝土有限公司，重庆市 402368

1 高强高性能混凝土产生的必要性

传统意义上的混凝土自问世以来，一直在强调强度上的进步，也经历了低、中、高直至超高各个阶段的发展，工程师们一直致力于追求混凝土强度上的提高。但是几年来，由于混凝土结构材质劣化导致建筑物坍塌的事件屡见不鲜，追其根本原因还是由于混凝土的耐久性不好。这种情况除了我国，在国外也有很多大面积混凝土开裂、脱落的现象。混凝土呈现出一片命运低于寿命要求、建筑物难以满足规格、抵御受灾能力的强度低的现象。在这样的背景下，一种新型的，坚固的、耐用性较为持久的混凝土的出现成为了迫在眉睫的要求，高性能混凝土的产生势在必行。

2 高强高性能混凝土的构成成分及性能

2．1 构成成分

2．1.1 水泥

硅酸盐系水泥是高强高性能混凝土在配置过程中选用最多的，但也可以使用普通水泥，亦或是矿渣水泥。通常选择的强度等级基本是在：C50－C80的混凝土适合使用的强度等级是52.5#水泥;在C80之上的混凝土适合使用的强度等级是大于62.5#水泥。1m3混凝土中所含有的水泥分量需要尽可能将其控制在500Kg以内，将水泥与一些掺合料算在内，其总分量(胶凝材料总量)不能大于每立方米580Kg。其目的是为了有效地控制混凝土水化热反应时所产生的发热量，降低绝对温升值，减少混凝土结构温度应力开裂。

2．1.2 掺合料

(1)硅粉。这是生产硅铁时所形成的一种烟灰，我们也将其称为“硅灰”。在混凝土配置过程中，这一种掺合料一直是最先应用并且使用最多的，而且这种掺合料的技术也是最为成熟的。硅粉中所含的活性二氧化硅非常多，一般情况下，其比表面积可实现15000m3/kg，有着很高活性的火山灰活性，能够对水泥的空隙进行有效填充，进而促进混凝土的密实度和强度的大大提升。通常是5%－10%的掺入量。

(2)磨细矿渣。这种掺合料有助于对混凝土的强度起到提升作用，这里主要是指其早期的强度，而且还有助于提升其耐久性。就矿渣来看，其细度越大，就会更具活性，这将有助于混凝土强度的提升。通常是5%－10%的掺入量。

(3)粉煤灰。在进行高强高性能混凝土的配置时，应该对I级灰加以使用，它主要是促进混凝土水灰比得到一定程度的降低。一般会结合细微粉末的填充效应以及火山灰的活性效应。从而促进混凝土具有更好的强度并且更具和易性。通常是15%－20%的掺入量。

2．1.3 粗、细集料(碎石、砂)

一般情况下，高强高性能混凝土都采用比较好的材料，其中的中砂和粗砂都是不错的级配，一般细度模数Mx的要求为2.6以上。通常情况下，对混凝土含泥量的要求是要低于1.5%，若是配制C80及以上的混凝土，其含泥量应控制在1.0%以内。选用的石子应当是一些颗粒级配好的较小的碎石，其母岩强度要高，并且要求所有的碎石粒径都要在25mm以内。而超过C80以上强度等级的混凝土，要求最大骨料粒径在20mm以内。对针片状碎石的要求是，其含量不得大于5%，含泥量不得大于1.0%。

2．1.4 高效减水剂

配置通常都会加入高效减水剂。如今高效减水剂的基本类型主要包括三种：三聚氛胺系、蔡磺酸盐系和木质素材。使用了高效减水剂之后，将有助于促进新拌混凝土很大程度上增加坍落度，或者在具有相同坍落度的时候，促进混凝土强度的提高。

2．2 性能

2．2.1 高强度

在混凝土结构施工过程中，对混凝土强度具有较高的要求，这也是整体结构施工过程中最为基础的技术性要求。而且在实施工程施工过程中，由于工程的结构存在较大的不同，所以对混凝土的强度也具有不同的要求。但所使用混凝土强度的增加，可以有效的提高结构的承载能力，但随着混凝土强度的上升，其单位也会随之升高。高强混凝土不仅具有减小断面面积的特点，而且还可以减轻结构的自重，所以在当前建筑行业中高强混凝土应用较为广泛。

2．2.2 高耐久性

与普通混凝土相比，高强高性能混凝土的耐久性是普通混凝土的3～10倍，其使用年限可以达到几十年甚至上百年。在对混凝土耐久性进行检验可以从自然老化和人为老化两个方面入手，即在自然环境作用下混凝土的性能会受到一定程度的破坏，同时人为因素也会导致混凝土地的使用功能降低，从而不能更好的满足生产生活的需要。高强高性能混凝土无论从哪个方面对其耐久性进行检验，都使用性能都优异于普通混凝土好多倍以上。

2．2.3 高体积稳定性

高性能混凝土通过减少用水量和水泥用量、采用弹性模量较高的集料等措施，提高了混凝土密实性、混凝土强度，改善混凝土级配。由于高强混凝土的强度高，所以其变形很小，使得混凝土的刚度大大增加，减少了混凝土预应力的损失。因此，高强混凝土能适应现代建筑结构向大跨度、重载、超高层和承受恶劣环境条件的需要。

3 高强高性能混凝土技术应用

3．1 高强高性能混凝土的搅拌

搅拌时应注意外加剂应在加水到一半时开始加入，加入后约20s，搅拌均匀后才可投入粗骨料。全部材料投入搅拌机后，至少搅拌40s才能出料。

3．2 高强高性能混凝土的运输

高强高性能混凝土采用混凝土搅拌运输车，搅拌运输车应保持清洁。装料前应反转倒清筒体内积水、积浆。运输过程中和卸料时不得往筒体内注水，运输结束后应及时清洗。搅拌运输车在运输过程中，应保持筒体按一定速度旋转。运送至浇筑地点给混凝土泵喂料前，应中高速旋转搅拌筒，使混凝土拌和均匀，然后卸料。

3．3 高强高性能混凝土的泵送

高强高性能混凝土水灰比小、黏性大、泌水较少，不易离析，泵送阻力大，宜采用固定高压泵和高压泵管。混凝土泵送时速度不宜过快，过快对高强高性能混凝土不利，且混凝土泵和泵管承受压力较大，易爆管和爆卡。现场施工中，一次最多浇注C80混凝土815.5m3，计70h。配备2台三一重工HBT60C高压泵，泵送水平距离57m，垂直高度9.5m，泵送压力最大为20Mpa。

3．4 高强高性能混凝土的浇筑

在利用高强高性能混凝土向模腔内进行浇筑过程中，由于其自身具有较强的黏性，而且不易流动，浆量较大，所以浇筑时不易充盈模腔。因此在浇筑过程中，需要加长振动的时间，而且在抽拔棒插拔过程中要控制好速度，有效的对振捣的质量进行控制，通常在施工过程中，都会指定专人利用高频振动器进行捣固，这样可以有效控制漏振的发生。

3．5 高强高性能混凝土的养护

对于高强高性能混凝土来讲，通常情况下是不会有泌水现象产生的，这主要是由于其具有较小的水灰比。这就对高强高性能混凝土的养护工作提出了更高的要求。利用高强高性能混凝土进行浇筑时，一次浇筑的时间较长，所以对于早期浇筑的混凝土在终凝后需要对其进行立即养护，可以在模板外侧加挂两层棉被，在模板拆除后需要将养护液进行喷涂，将测温管提前在浇筑前即埋设到混凝土内部，实时对混凝土内部和外部温度进行监测并采取必要的防范措施。

4 结语

综上，在现代建筑工程建设中，高强高性能混凝土作为一种建筑材料是相当重要的，很大程度上关系到工程质量的优劣。所以，在进行具体的建筑工程施工的时候，一定要根据相关具体规定来进行，以便于可以使建筑工程的质量得到保证。从不断发展的科学技术与建筑行业形势，我们可以看出，不久的将来，高强高性能混凝土技术在建筑行业中的应用必然会愈发完善和成熟。

［1］周钢锋．矿渣超细粉在高性能混凝土中的应用［J］．交通标准化，2014(05)．

［2］王斌，郑山锁，国贤发，李磊．循环荷载作用下型钢高强高性能混凝土框架柱受力性能试验研究［J］．建筑结构学报，2011(03)．