高強混凝土在超高層建筑中的應用

羅云偉

（云南建投第六建設有限公司，云南 昆明650000）

相較于普通混凝土而言，高強混凝土在密度、孔隙率、抗壓強度等方面具有明顯的優勢，因此受到業內的廣泛歡迎。在應用高強混凝土時，應該注重每一個施工環節的嚴格控制，提高技術與工藝水平，使高強混凝土的特點得到充分體現，推進我國建筑行業的發展。應該明確超高層建筑工程的建設要求，從實際情況出發制定針對性施工組織方案，保障高強混凝土施工的效率和質量。

1 高強混凝土的特點

高強混凝土具有較強的剛度和強度，在超高層建筑剪力墻和梁柱結構中應用高強混凝土，能夠增強其承載力，增強構件的整體延性。構件截面尺寸會由于高強混凝土的應用而減小，有助于控制結構自重。相較于普通混凝土而言，高強混凝土的耐久性較好，包括了抗凍性、抗滲性和耐磨性等等，有助于延長建筑的使用壽命。礦物摻合料在高強混凝土中的應用也較多，能夠使其密實性得到增強，符合當前超高層建筑的建設要求。此外，由于其抗壓強度較好，因此截面尺寸得到控制，降低了構件重量，有助于降低成本。相較于普通混凝土而言，采用高強混凝土能夠在受彎構件和受壓構件中節省材料10%~20%和30%~40%。

2 高強混凝土在超高層建筑中的應用措施

2.1 原材料選擇

水泥在高強混凝土中的占比較大，因此應該合理選擇水泥的類型，普通硅酸鹽水泥和52.5以上硅酸鹽水泥在實踐中的應用效果較好。鋁酸三鈣是熟料礦物中的關鍵成分，其占比應該在8%以內，注重對含堿量的控制。在選擇粗骨料時，粒徑應該在10~20mm之間，對于其中的片狀和針狀顆粒含量加以掌控，要在5%以內，避免風化顆粒對粗骨料質量造成影響。高強混凝土中粗骨料的含泥量應該在0.5%以內。通常選擇中砂作為細骨料，應該對級配情況和硬度進行檢查，確保其符合施工標準要求，細度模數要在

2.6以上，含泥量在1.5%以內。外加劑的應用可以改善高強混凝土的整體性能，比如新型高效減水劑等，能夠實現對施工用水量的控制，在保障良好流動性的基礎上，使高強混凝土的坍落度符合標準要求，降低成本投入。高強混凝土的彈性模量和強度也會由于外加劑的應用而得到優化，有助于超高層建筑結構耐久性的提高。因此應該根據具體要求選擇合適的外加劑類型[1]。此外，活性礦物摻合料也是決定高強混凝土性能的關鍵組成部分，有助于控制水泥用量，從而降低水化熱現象對構件質量的影響。硅粉、粉煤灰、磨細天然沸石巖和磨細礦渣粉等，是當前常見的幾種摻合料，其性能特點和使用效果都存在一定的差異性。在高強混凝土中添加粉煤灰時，能夠增強整體抗裂性，防止出現嚴重的干燥收縮狀況，然而在抗碳化性能上具有一定劣勢。在應用磨細礦渣粉時，能夠提高高強混凝土的早期強度，保障良好的抗碳化性能。

2.2 配合比設計

配制強度級配應在1.15fcu以上，在C50和C60混凝土中分別為60MPa和70MPa，坍落度最高不能超過200mm，最低不能低于180mm[2]。0.35為水灰比的合理值，如果高強混凝土的強度較大則應該適當降低水灰比，如果在超高層建筑中應用C80以上高強混凝土，那么水灰比要控制在0.28以內。外界混合料和外加高效減水劑的運用，可以使和易性得到保障。超高層建筑施工中的坍落度損失，是影響高強混凝土配合比的關鍵因素，應該對攪拌出料和現場澆筑的坍落度進行合理設計。在施工中應該對拌合物的擴展度和坍落度進行嚴格檢測，通常會借助于專門的坍落度筒。拌合物自由下落排空時間則通過倒置坍落度的方式檢測，流速借助于L型流動儀檢測。復合型外加劑的使用，是改善坍落度損失的關鍵方法，避免在拌料完成后再添加另外的水分[3]。高效減水劑在應用中應該做好嚴格的檢測，確保和水泥的良好相容效果，增進建立單位、建設單位和施工單位之間的溝通交流，確保相容性試驗的科學性，通過流動度曲線確定合理的高效減水劑類型。

2.3 泵送

合理布置高強混凝土的輸送管線，是保障良好泵送質量的關鍵點，應該以最短距離原則為基礎，對彎管數量加以控制，增大曲率半徑，避免出現漏漿等問題。在鋪設時應該為后續清洗工作和拆卸工作提供便捷。垂直向上布設輸送管線時，應該確保水平管在垂直管長度的1/4以上，應該超過15m。截止閥應用于輸送管的根部位置，與出料口的距離保持在5m左右，能夠對反流問題予以預防。外界環境因素會對泵送施工造成影響，尤其是應加強對溫度的控制。如果夏季溫度較高，輸送管可以通過濕草袋進行遮蓋，結合灑水降溫的方式控制溫度應力。如果冬季溫度較低則需要采取相應的保溫措施，防止出現裂縫。嚴格檢查高強混凝土泵的性能情況，避免施工中的故障問題影響澆筑連續性。對活塞、料斗和內壁等進行濕潤后方可泵送高強混凝土，在此之前還要對其中的異物進行清理，采用水泥漿使輸送管內壁保持濕潤，在布料時保持分散性特點[4]。合理控制混凝土泵的運行速度，保持均勻性，確保壓力值符合施工要求。要盡可能避免在泵送中出現中斷的現象，不可抗因素導致中斷時應該根據要求控制時間，防止施工冷縫的出現。加強對泵送過程的嚴格監督，針對油溫和壓力升高、振動等問題予以整改，排除隱患后再進行施工。在澆筑施工中，自由傾落高度應該在3m以內，能夠對離析問題加以預防。加強對各個施工環節的嚴格控制，增進施工工序的有效協調，確保良好的施工質量，防止進度受到影響。高頻振搗器在高強混凝土施工中的應用較多，能夠適應其較大粘性的特點，采用垂直點振的方式，根據實際情況合理布置振點[5]。

2.4 養護

高強混凝土的養護施工，可以使其在強度達到設計標準后提高整體性能。在養護超高層建筑板面時，應該采用塑料布覆蓋處理的措施，確保強度在5~10MPa，增強混凝土結構表面的濕潤性。相較于板面的養護工作而言，超高層建筑剪力墻和柱的養護難度更大，如果處理不當會導致混凝土出現裂縫。鋼模的應用會增強傳熱性，因此也會提高開裂的幾率。在施工中應該采用注水養護的措施，由專業人員對養護工作負責，保障養護的及時性，對裂縫問題加以預防。加強對內外部溫度的實時監測，當溫差超出相關標準時應該及時調整。電子測溫儀和測溫探頭的應用，能夠提高測溫工作的自動化水平，應該將溫差控制在25℃以內。可以根據表1所示內容開展混凝土養護施工。

表1 混凝土養護要求

3 高強混凝土在超高層建筑中應用的質量控制策略

3.1 結構設計控制

在超高層建筑中應用高強混凝土時，構件的負荷相對較大，應該通過結構設計改善超高層混凝土的結構性能。通過箍筋橫向約束的施加，能夠使構件受力位置得到強化，混凝土的延展性會明顯提高。鋼筋錨固粘結應力也會受到高強混凝土塑性變形能力的影響，通過橫向箍筋的應用，能夠對應力分布不均的問題加以控制，增強結構穩定性。在此過程中還要綜合考量錨固位置和鋼筋設計的特點。當高強混凝土的抗壓強度上升時，抗拉強度、抗剪強度和粘結強度等也會相應提升，應該加強對力學性能的嚴格檢測，保障數據計算的精確性，防止對結構性能造成影響。高強混凝土正截面承載力的計算，應該以受壓力區應力分布特點為依據。

3.2 拌和過程控制

高強混凝土拌和質量的提升，也有助于增強工程整體建設效果。采用嚴格的檢測手段對高強混凝土進行抽樣檢測，同時應該注重設備性能的優化，防止在拌和中出現嚴重的故障問題。根據設計要求選擇原材料的類型，在采購工作中應該制定相應的制度體系，提高制度執行力。化學添加劑和礦物外加劑類型也應該加以合理選擇，增強高強混凝土的拌和質量。攪拌時間也應遵循設計要求，防止坍落度受到嚴重影響。

3.3 施工過程控制

高強混凝土施工的影響因素較多，包括了技術因素、材料因素、人為因素和環境因素等等，因此應該采用全過程管理模式，加強對每一個環節的嚴格把控。高強混凝土施工方案應該符合實際情況，加強對施工現場環境的勘察與分析，實現對方案的全面優化，合理把控各項工藝參數，使施工更具規范性和專業性。科學測定骨料的含水量，使其符合設計標準，避免出現隨意加水的現象。在混凝土澆筑中應該關注溫度情況，防止溫度過高造成的質量問題。在施工過程中應該建立完善的制度體系，加強對施工現場的嚴格管理，明確各個部門和人員的職責，防止由于操作不規范引發質量安全事故。

3.4 施工人員管理

做好人員的組織規劃工作，在崗前應該開展專業化培訓，掌握高強混凝土施工的重點和難點，在施工中確保能夠按照規定操作。構建完善的責任機制，對于不同施工崗位中的人員職責做出明確劃分，提高對高強混凝土施工的重視程度。在現場開展安全教育工作，使其明確施工的危險源并做好預防工作，避免造成人員的傷亡。注重獎懲機制的構建，針對優秀施工人員進行獎勵，為其他人員做出榜樣；針對態度懈怠、不按規定施工的行為則應該進行嚴格處罰。

4 結束語

高強混凝土在剛度和強度、耐久性、節材效果等方面都具有良好的優勢，在當前超高層建筑施工中的應用十分廣泛，可以有效改善建筑的整體質量，滿足人們的使用需求。在實踐工作當中，應該針對高強混凝土原材料選擇、配合比設計、泵送和養護的各個要點予以全面優化，增強技術應用效果。同時，通過結構設計控制、拌和過程控制、施工過程控制和施工人員管理等途徑，逐步構建施工質量控制體系。