高強混凝土在建筑工程中的應用

周進明

（吉安市建筑工程質量檢測中心，江西 吉安 343000）

1 特點

滿足了高層建筑及特殊結構的受力和使用要求，在高層建筑中可顯著減少結構截面尺寸，增大了工程的使用面積與有效空間；加快施工進度，保證工程質量以及節約用水、鋼材，工程成本低。高強混凝土是具有富配合比，低水灰比特點，而且高效減少劑，是配制高強混凝土必不可少的組成部分。由于高強混凝土的坍落度損失快，要求在施工中從攪拌運輸到澆筑各環節要緊扣，在短時間內完成。高強混凝土拌合物特點是粘性大，骨料不易離析，泌水量少。

2 適用范圍

高層建筑、大跨度建筑、構造物以及高效預應力混凝土等。

3 工藝原理

高強混凝土是通過摻加高效減水劑、活性摻合料，選用優質材料、合理的配比和攪拌系統的計量精度、嚴格控制水灰比的用水量，外加劑量以及澆筑成型，養護等各個環節，達到高強的目的。

4 原材料

4.1 水泥：應不低于42.5 等級的硅酸鹽水泥。其質量必須符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》規定。水泥進場后，必須進行復驗，合格方可使用。

4.2 細骨料：中砂、細度模量2.65-3.0 容量1420kg/m3左右。符合Ⅱ區級配要求，其品質符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》規定含泥量不得超過2%。

4.3 粗骨料：花崗巖碎石、石灰巖碎石，規格為0.5～2cm，最大不超過3.2cm，質地堅硬，外形接近正方形，針片顆粒狀不超過5%，壓碎指標9～12%，強度比與所配混凝土強度高20～50%，連續級配，含砂量不大于1%，各項技術指標符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》的規定。

4.4 F 礦粉增強劑質量應符合以下要求：F礦粉增強劑質量不得低于6%；可溶性硅、鋁含量分別不低于8～10%與6～8%；細度控制0.08 方孔篩的篩余量為1～3%。F 礦粉技術特點：用內滲10%地礦粉的高強混凝土強度與對比純水泥強度基本相同，但每立方米混凝土可節省水泥40～50kg 左右。改善了工藝性能，保水性好，一小時內無泌水現象。坍落度增大，滿足泵送混凝土施工要求。價格低，僅為水泥價的1/2～2/3。高效減水劑：質量應符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規定。

4.5 高效減水劑：質量應符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規定。

4.6 水：自來水。

5 配合比

高強混凝土的配合比必須滿足混的強度，耐久性要求以及施工工藝要求的和易性，可泵性，凝結時間、控制坍落度損失等。通過試配確定，并應通過現坍試驗合格后，才能正式使用。

5.1 試配強度。高強混凝土配制強度，根據GBJ107-87（混凝土強度檢驗評定標準）和《高強混凝土結構施工規程建議》（初稿）的規定，并考慮現場實施條件的差異和變化確定配合比，試配強度定為所需強度等級乘系數1.15。mfcu≥mfcu，k+1.645*σ；其中 mfcu-混凝土試配強度；mfcu，k-混凝土強度等級；1.645-為保證率95%系數。σ-根據情況取 5N/mm2。

5.2 高強混凝土的水灰比控制在0.28～0.32范圍內，不大于0.32，并隨強度等級提高而降低，對C60 及其以上的混凝土，水灰比應不大于0.28，拌料的和易性宜通過外加高效減水劑和外加混合料進行調整，在滿足和易性的前提下盡量減少用水量，為改善工作度，如用NF 高效減水劑時，用量以不超過水泥量的1.5～2%。

5.3 水泥用量宜用450～500kg/m3，對60Mpa及其以上的混凝土也不宜超過550 kg/m3應通過外加礦物摻合料來控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以較大幅度地減少水泥用量。高強混凝土必須采用優質水泥，其強度等級應在42.5 等級以上。

5.4 砂率一般控制在26～32%，泵送時砂率應在32～36%范圍內。

5.5 摻F 礦粉混凝土配合比計算宜采用絕對體積法或假定容重法，先計算出不摻F 礦粉的基準混凝土配合比，再用F 礦粉置換基準混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。

5.6 入模坍落度范圍根據運輸時間混凝土澆筑技術措施確定。其大小應通過高效減水劑摻量調整，坍落度的損失，通過摻載體流化劑或NF 高效減水劑控制坍落度損失。

6 施工工藝

6.1 高強混凝土拌制：投料順序及攪拌工藝；嚴格控制施工配合比，原材料按重量計，要設置靈活，準確的磅砰，堅持車車過秤。定量允許偏差不應超過下列規定：水泥±2%；粗細骨料±3%；水、摻合料，高效減水劑±1%；高強混凝土攪拌時，應準確控制用水量，應仔細測定砂石中的含水量并從用水量中扣除，配料時采用自動稱量裝置和砂子含水量自動檢測儀器，自動調整攪拌用水。不得隨意加水；高效減水劑可用粉劑，也可制成溶液加入，并在實際加水時扣除溶液用水。攪拌時宜用滯水工藝最后一次加入減水劑；保證拌合均勻，制配高強混凝土要確保拌合均勻，它直接影響著混凝土的強度和質量要采用強制式攪拌機拌和，特別注意確保攪拌時間充分，不少于60 秒。

6.2 高強混凝土運輸與澆筑：快速施工。由于高強混凝土坍落度損失快，必須在盡可能短的時間內施工完畢，這就要求在施工過程中精心指揮有嚴密的施工組織，從攪拌、運輸、澆筑幾個工序之間要協調作業，各個環節要緊扣，保證一小時內完成；密實性對混凝土的強度至關重要。在施工過程中為保證混凝土的密實性，要采用高頻震搗器，根據結構斷面尺寸分層澆筑，分層震搗。澆筑混凝土卸料時，自由傾落高度不應大于2米；不同強度等級混凝土接處的施工宜先澆筑高強混凝土，然后再澆筑低等級混凝土，也可以同時澆筑。此時應特別注意，不應使低等級混凝土擴散到高混凝土的結構部位中去。

6.3 養護：為免高強混凝土因早期失水而降低強度及由于內外溫差過大造成表面裂縫，因此要加強養護。高強混凝土澆筑完畢后，在八小時內加以覆蓋和澆水養生。澆水次數應維持混凝土結構表面濕潤狀態。澆水養護日期不得少于14 晝夜。冬施時間要延長拆模時間，采取保溫措施，不得遭受凍害損失。

7 機具

強制式攪拌機；JS500 混凝土攪拌機生產率23～27m3/h；混凝土輸送泵：HBJ60 拖式混凝土輸送泵，輸送能力排出壓力5.1Mpa，水平距離620米，垂直距離115米，最大輸送量58 m3/h；高頻震搗器：頻率 8000～21000 次/分。

8 勞動組織

泵送混凝土要多工種聯合作業。因此，要建立施工指揮體系，合理配備人員，統一協調有關泵送事宜。

9 質量標準

9.1 高強混凝土的配制及施工，必須有嚴格的質量控制和質量保證制度。針對具體的工程對象，事先必須有設計、生產和施工各方共同制定的書面文件，提出質量控制和質量保證的具體細則，規定各種表記載的內容，并明確專人負責監督檢查和施行。

9.2 高強混凝土施工前，施工單位必須對原材料性能，所配制手工勞動高強砼拌合物性能及砼硬功夫化性提出試驗結果報告，等設計單位或甲方監理單位許可后，方可施工。

9.3 高強混凝土質量檢查及驗收，可參照《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB50204-2002 中的有關規定。檢查內容，應包括澆筑過程的坍落度變化及凝結時間，當環境溫度與標準養護相差較大時，應同時留取在現場環境下養護的對比試件。標準養護的留取試塊宜比普通混凝土所要求的增加1～2倍，以測量早期及后期強度變化，測定抗壓極限強度的試件可用邊長為10cm 立方體，對15cm 邊長立方體強度的換算系數由50 MPa 到90MPa 取0.95 到0.91 逐步遞減,中間取值可直線內插。

9.4 對于大體積和大尺寸的高強混凝土工程或構件,應監測水化熱造成的溫升變化,并采取相應的防裂措施。

9.5 高強混凝土強度檢驗評定標準參照《混凝土強度檢驗評定標準》GBJ107-87 的有關規定。

10 經濟效益

在高層建筑中應用高強混凝土，具有縮小構件繼面的承重，增加強度，加快周轉，縮短工期等顯著的經濟效益和社會效益。

[1]陳本沛.混凝土結構理論和應用研究的理論與發殿[M].大連理工大學出版社.1994.