高強混凝土在建筑工程中的應用

陸霖

（廣西華藍工程咨詢管理有限公司，廣西 南寧 530001）

1 概述

高強混凝土是一種強度等級為C60及其以上的混凝土，它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料，經常規工藝生產而獲得高強的混凝土。其作為一種新的建筑材料，以其抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低的優越性，在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。在本文中，主要就高強混凝土在建筑工程中的應用展開闡述，以供參考。

2 高強混凝土的特點

2.1 高強混凝土抗壓強度高，一般為普通強度混疑土的4～6倍，因此將其應用于高層建筑中可顯著減小截面尺寸，改變大體積梁、柱不美觀問題的同時增加了使用空間，因而可獲得較大的經濟效益。

2.2 高強混凝土具有優良的物理力學性能及良好的耐久性，同時在高層建筑施工中，可在高強混凝土柱中采用X形配筋、勁性鋼筋或鋼管混凝土等措施來改善高強混凝土柱的延性和抗震性能。

2.3 高強混凝土材料因提高了混凝土的剛性和韌性，提高了預應力的極限值，因此為預應力技術提供了有利現實條件，從而能夠滿足更大規模的工程需要。

3 高強混凝土的原材料選擇

3.1 水泥：高強混凝土的水泥應選用不低于52.5或以上等級的普通硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥，以盡量減少配合比設計中的水泥用量。

3.2 細骨料：應選用中砂，最好是圓形顆粒的質地堅硬、級配良好的天然河砂，要求其細度模量為2.65-3.0，容量為1420kg/m3，含泥量不得超過2%。

3.3 粗骨料：粗骨料的抗壓強度應比所配制的混凝土強度高50%以上。可選用質地堅硬、級配良好的花崗巖碎石、石灰巖碎石，要求其規格為0.5-2cm，最大不超過3.2cm，針片顆粒狀顆粒含量不超過5%，壓碎指標9-12%，連續級配，含砂量不大于1%。

3.4 F礦粉增強劑：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%。

3.5 高效減水劑：要求減水劑的質量符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規定。國產中適宜的減水劑有NF、UNF、WF、SNⅡ等。

3.6 用作高強混凝土摻和料的硅粉應符合下列質量要求：二氯化硅含量不小于85%；比表面積宜大于180000cm2/g；密度約為2200kg/m3；平均粒徑為0.1-0.2m。粉煤灰要求燒失量＜5%（最好是2%），細度為通過45μm孔的量不少于65%，Mg＜5%，SO3＜5%。

3.7 水：自來水。

4 高強混凝土配合比設計

4.1 試配強度

高強混凝土的試配強度應滿足于GBT50107-2010《混凝土強度檢驗評定標準》和CECS10499《高強混凝土結構技術規程》的規定。一般，要求高強混凝土的試配強度定為所需強度等級乘系數1.15。

式中，mfcu-混凝土強度等級；mfcu，k-混凝土強度等級；1.645-保證率95%系數；σ-根據情況取5N/mm2。

4.2 在配制高強混凝土時，要求其水灰比控制在0.28-0.32之間。如混凝土強度為C60，其水灰比應不大于0.28。配制高強混凝土所用的水膠比（水泥與膠結料的重量比）宜采用0.25-0.42，強度等級愈高，水膠比愈低。

4.3 要配制高強混凝土，要求所選用的水泥等級在52.5以上；應嚴格控制水泥用量，要求控制在450-500kg/m3之間。對80MPa的混凝土可為500kg/m3，更高強度時也不能超過550kg/m3。在具體配制時，為降低水泥用量，可摻和適量的外加礦物混合料。

4.4 砂率一般控制在26-32%，泵送時砂率應在32-36%范圍內。

4.5 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。粉煤灰摻量不宜大于膠結料總量的30%，磨細礦渣不宜大于50%，天然沸石巖粉不宜大于10%；硅粉不宜大于10%，宜使用復合摻和料，其摻量不宜大于總膠結料總量的50%。

4.6 入模坍落度范圍根據運輸時間混凝土澆筑技術措施確定。

4.7 高強混凝土中的氯離子含量，對位于溫暖或寒冷地區，無侵蝕物質影響及與土直接接觸的不應超過水泥重量的2%。

5 高強混凝土應用于建筑工程中施工要點

5.1 高強混凝土的拌制

5.1.1 拌制時，要求嚴格控制材料的摻加量，其允許偏差為：水泥±2%，粗細骨料±3%，水、摻合料、高效減水劑±1%。

5.1.2 在拌制過程中，要嚴格控制用水量，對于砂石本身已蘊含的含水量，應在拌合中的含水量中扣除。在投料時，細骨料不宜過干，其含水量宜采用自動檢測井通過自動稱量裝置，進行用水量修正。

5.1.3 在拌制過程中，要求所拌制的高強混凝土要拌合均勻，在拌合時一般需采用強制式攪拌機，且同時要確保拌合時間充足，其攪拌時間一般約比普通強度混凝土攪拌時間長一半，一般拌合時間不少于60s。

5.1.4 高效減水劑不能與干水泥接觸，宜在其他材料充分拌合后再加入高效減水劑。

5.1.5 嚴禁在材料出攪拌機后加水。

5.2 高強混凝土的運輸

5.2.1 高強混凝土運輸過程中，為保證澆筑的連續行，應控制好混凝土車最少的轉載次數和確定從攪拌地點運到澆筑地點最短時間。

5.2.2 高強混凝土在運輸途中，要嚴格防止因運輸時間過長而導致出現砼離析、水泥漿流失、產生初凝的現象。

5.3 高強混凝土的澆筑

5.3.1 澆筑時應采用高頻震搗器，應根據結構斷面尺寸分層澆筑、分層振搗。砼分層厚度為虛鋪45cm。

5.3.2 澆筑混凝土卸料時，應嚴格控制其自由傾落高度，要求其不應大于2m。否則應采取溜槽或串筒等措施。

5.3.3 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。但在同時澆筑過程中，應禁止低強度等級混凝土混入高強度混凝土中。

5.3.4 當采用輸送管輸送混凝土時，應由遠而近澆筑；同一層的混凝土，先豎向結構后水平結構的順序，分層連續澆筑。

5.3.5 當采用泵送混凝土時，為避免混凝土表面出現龜裂，應在澆筑混凝土2-6h后，先用長刮尺按標高刮平，然后用木抹反復搓壓數遍，使其表面密實，在初凝前用鐵板壓光。

5.3.6 待砼澆筑至距柱頂標高近30cm時，應注意放慢下料四度或采用人工下料，以確保其標高準確。

5.3.7 振搗時應“快插慢拔”，快插是為了防止表面砼先振實而與下層砼發生離析；慢拔是為了使砼能填滿振動棒抽出時造成的空洞且將振動過程中產生的氣泡帶到砼表面。

5.3.8 砼振搗點要均勻排列，采用多點振搗避免漏振。

5.3.9 每一振點要掌握好振搗時間，一般每點的振搗時間為20-30S，以砼表面呈水平不再顯著下沉，不再出現氣泡、表面泛出灰漿為準。

5.3.10 在澆筑過程中，一定要控制好間歇時間，上層砼應在下層砼初凝之前澆筑完畢，并在振搗上層砼時，振搗棒下插5cm，消除上下層之間的冷縫，確保砼質量。

5.4 高強混凝土的養護與測溫

5.4.1 為避免高強混凝土因早期失水而降低強度或造成表面裂縫，因此當高強混凝土澆筑完畢后在8小時內即可澆水養護，要求澆水次數應維持混凝土結構表面濕潤，養護日期不得少于14d。后澆帶混凝土養護不少于28d。

5.4.2 為保證高強混凝土質量，防止因溫差過大而產生裂縫，應嚴格監控測溫工作，使砼內外溫差控制在25℃左右。

5.4.3 測溫方法：每層選擇800×1300截面柱3根進行測溫，在柱身內埋設測溫管。測溫工作從混凝土澆筑后進入終凝時開始進行，3天內每2小時測溫記錄一次。3天后，每4小時測溫一次。5天以后每6小時測溫一次，直到測溫結束為止。在測溫過程中，如溫差超出了25℃，則應及時采取相應措施解決。

結束語

綜上所述，高強混凝土由于具有抗壓強度高、抗變形能力強、密度大、孔隙率低等有點，在高層建筑結構、大跨度橋梁結構以及某些特種結構中得到廣泛的應用。在本文中，主要從高強混凝土的原材料選擇、配合比設計及施工要點這幾個方面論述了其在建筑工程的應用。實踐證明，將高強混凝土應用于建筑工程中，具有顯著的經濟效益和社會效益。

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[3]董紅漢.高層建筑施工中高強混凝土的應用及裂縫預防措施[J].建材發展導向，2010（8）.