高强度混凝土的配置及在超高层建筑中的应用

黄镇

摘要：高强度混凝土由于其密度大、强度高等优势，被广泛应用于现代高层建筑中。对高强度混凝土特点、配置及应用进行详细的分析，有利于更好地发挥高强度高性能高强度混凝土的优势。下文主要就高性能高强度混凝土的配置及在超高层建筑中的应用进行分析探究，希望可以同行提供参考价值。

关键词：高强度；混凝土；建筑；质量

前言

现代的工程建设既要讲究速度又要保证质量，高强度混凝土由于其所具有的抗压能力、抗性变能力强，密度大等特点，在提高施工速度的同时保证了工程质量，在增大建筑有效空间的同时节约了成本，在现代的工程建设中大受欢迎。如何在建筑施工中应用高强度混凝土是个广受关注的问题，本文结合高度混凝土自身特点，对其在建筑施工中的应用进行了一些分析，希望能够高强度混凝土在建筑施工中的应用有所帮助。

1.高强度混凝土的特点

（1）密度大、强度高。高强度混凝土中水、水泥的含量较低，在砂石之外又加减水剂及煤粉灰等掺合物，硬化之后孔隙率低，密度大，在面临同样的承重要求时只需较小截面的柱子就可满足要求，这样一方面减轻了建筑的结构自重，另一方面扩大了建筑的有效空间，既减少了成本又扩大了空间，并可有效加快工程速度。

（2）抗形变能力强。高强度混凝土含水量低，在硬化过程中水化热低、体积稳定，冷却过程中缩变较小，抗形变能力强，不易发生裂缝和形变，使结构具有很高的刚性，其弹性模量高，有效的降低了应力钢筋的损耗，可有效降低构件截面面积及结构自重。

（3）抗渗性强。高密度、低孔隙率使高强度混凝土具有很强的抗渗性，这样就能很好的抵抗化学物质及其他物质的侵蚀作用，能够延长构件的使用年限，从而延长建筑的寿命。在较为恶劣的环境下，宜使用高强度混凝土来构造其建筑构件。

2.高强度混凝土的配制

2.1高强度混凝土原料的选用

（1）水泥。水泥可选用普通的硅酸盐水泥，但其等级不能低于42.5。需反复进行实验验证，水泥的质量要达到GBJ175-85《硅酸盐水泥，普通水泥》的质量要求，才能进场。

（2）骨料。骨料包括粗骨料和细骨料。粗骨料作为高强度混凝土的主体部分，其性能的高低对高强度混凝土强度和抗形变性能影响巨大，应选用质地较好的花岗岩、辉绿岩、石灰岩等的碎石或碎卵石充当粗骨料，这对混凝土的强度的提高至关重要。其规格要求以粒径0.5～2.0cm为宜，最大不得超过3.2cm，形状最好是正方或近正方体，其中针片状颗粒含量不能大于5%，承压指标在9～12内为合格，其他各项按JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》要求为准。细骨料要求中砂，选料以硬度较强的人工砂及河砂为佳，容重要求约在1420kg/m3，孔隙率约在42%，级配良好，其他方面要求不高，但不宜含过高的粘土和云母（含泥量不高于2%），粘土含量高会影响混凝土的强度，同时也会增加拌料的用水量使高强度混凝土的性能受到影响。

（3）外加剂。高强度混凝土中所用添加剂有多种，以减水剂和缓凝剂为主，添加剂对混凝土的性能影响重大。在进行外加剂的选用时，应反复进行试验，直至达到质量要求。减水剂的使用也能够有效降低混凝土中的含水量，对于增强混凝土密实度、抗渗性能、钢筋构件的抗蚀性能都十分有利，但用量过高会影响其耐久性，最好选择含有缓凝剂的减水剂。

2.2高强度混凝土的配制

（1）混凝土的强度要求越高，其含水量要求就越低。高强度混凝土对于水灰比的要求通常不能高于0.35，混凝土强度要求在80～100MPa及以上的，其水灰比在0.30以下。通常运用外加减水剂和掺合料来控制水灰的和易性，并尽可能的减少含水量。

（2）水泥要求一定要用优质水泥，水泥强度要求用量通常在400～500kg/m3，混凝土强度要求超过80MPa的用量则要在500kg/m3甚至以上。但应尽量减少水泥用量，可用外加矿物掺合料的方法对其进行控制。

（3）含砂量。含砂率通常以26～32%为宜，运用泵送工艺时应控制在32～36%的范围内。

3. 高强度混凝土在高层建筑中的施工应用

高层建筑高强度混凝土施工包括搅拌、运送、浇筑入模、振捣密实与养护。

3.1混凝土搅拌

（1）高强度混凝土最好使用强制式搅拌机拌制，不宜使用自落式搅拌机。

（2）高强度混凝土拌合物出及以后，经过一段距离运输，坍落度下降，如果下后的坍落度仍可泵送时，最宜使用集中搅拌站的商品混凝土，因为在搅拌站里原材料计量精确，质量较好。如果运输距离太远，运到工地的混凝土拌合物已不具泵送性能時，则宜设立工地临时混凝土搅拌站，就地搅拌，工地临时搅拌站虽不如集中搅拌站拌制的混凝土计量精确，但是它没有坍落度损失，拌合物出机后即可浇筑，这对水灰比低的高强度混凝土有特殊意义，但占地较大。

（3）搅拌高强度混凝土的原材料计量必须精确，各种原材料宜分别计量入机，不宜在同一配料斗中连续计量，宜用自控的电子计量。计量允许偏差应严格控制。

（4）搅拌高强度混凝土投料顺序是：先投入粗、细骨料及水泥等干料，搅拌均匀后加水，继续搅拌，外加剂最后投入，再搅拌均匀后，即可出机使用，使用集中搅拌站商品混凝土时，流化剂也可在混凝土拌合物运到浇筑地后投入，搅拌均匀使用，后投流化剂的效果比先投更好。

3.2混凝土拌合物运输

高强度混凝土长距离运送须使用搅拌运输车。

3.3混凝土浇筑与振捣

高强度混凝土拌合物浇筑入模与振捣，其目的是要使混凝土密实，达到内实外光的要求。

混凝土浇筑入模时，要保证水泥砂浆与粗骨料不分离，为此在浇筑混凝土时，对混凝土拌合物自由倾落高度要加以限制。

在高层建筑施工中，经常会遇到施工图中钢筋排列特密，造成混凝土拌合物不穿过钢筋或震动棒无法插入，混凝土无法达到振捣密实。对于这样的问题，要与设计部门协商，请设计部门为施工创造条件，使混凝土拌合物能够穿过钢筋，振动棒可以插入，达到振捣密实。

对于不用强度等级混凝土施工接缝问题。相连接的结构使用不同等级混凝土，应先浇筑高强度级的混凝土，再浇筑低强度级的混凝土，也可同时浇筑，但不应使低强度混凝土流入高强度级结构部位中去，分两次浇筑时，宜在高强度级混凝土凝结前就浇筑低强度级混凝土，以减少施工缝，但两种强度等级的混凝土，宜使用同一品种水泥。

3.4竖向结构顶端处理

柱、剪力墙与梁、板一齐浇筑结构，在柱、剪力墙混凝土浇筑梁或板下皮处时，暂停浇筑60-90分钟，待其竖向混凝土充分沉落后，再浇梁板混凝土。柱、剪力墙与梁板分两次浇筑的结构，柱、剪力墙浇筑到顶后，在混凝土凝结以前除清除上部泌水外，并须将顶部无粗骨料的水泥砂浆（即浮浆）清除，至有粗骨料为止。

4. 结束语

随着高强度混凝土应用范围的扩大，对其各项性能的要求也越来越高，制定配套的应用制度，在施工过程中严格按照质量标准进行施工和验收，对于高强度混凝土的应用至关重要。高强度混凝土结构在高层建筑的设计和建造中占有重要地位，只有各方密切配合，严格执行高强度混凝土生产和施工标准，才能使建筑工程质量得到保证。

参考文献：

[1]刘刚，高强度混凝土的断裂脆性及其增韧减脆措施试验研究[M]，武汉大学，2004（5）：2～20

[2]张松，谈高强度混凝土在建筑施工中的应用[J]，中国科技信息，2006（13）：177～178