高強混凝土配制方法綜述

齊兆東

(遼寧省阜蒙縣水利局，遼寧阜蒙123000)

0 引言

混凝土是工程建設中應用極為廣泛的材料之一，它對建筑物各種受力條件適應性較強，較其它材料具有斷面小的優點［1］。

根據建筑物受力條件及受力大小不同可配制不同強度的混凝土，以適應建筑物抗沖、抗凍及承載力要求。

隨著社會發展，高大建筑物不斷出現，對混凝土承載力強度要求也越來越高，這樣就需要高強度混凝土，以滿足建筑物承載力要求，減小尺斷面尺寸，降低自重。

高強混凝土是高層建筑物及大跨度建筑物的重要材料之一，特別是預制混凝土構件［2］。

1 混凝土內部組成結構及性能

主要包括以下2個方面的內容:

1.1 混凝土組成結構

混凝土主要由碎石、砂及水泥組成，其中碎石起骨架作用，抗壓強度較高，砂子起填充碎石間孔隙作用，以減少水泥用量，水泥起膠結作用，將碎石砂子膠結在一起，以形成整體構件，應用到建筑物中［3］。普通混凝土中碎石及砂子體積約占70% ～80%，水泥體只約占30%～20%。

1.2 混凝土性能

混凝土主要力學性能是承受抗壓能力較高，抗拉能力低于抗壓能力。主要是組成混凝土的材料及其性能決定的。混凝土中骨料碎石及砂子具有較高的抗壓強度，在混凝土中起骨架作用，因此具有較高抗壓性能［4］。

硬化后的混凝土內水泥主要起膠結作用，將砂、碎石黏結成為整體，水泥石本身又由膠體、晶體、未水化的水泥顆粒以及凝膠體中的凝膠孔、毛細管孔腔組成，水泥石與骨料間的界面上存在的界面裂隙干縮裂縫等。

這些孔隙與裂縫均屬于混凝土孔隙，普通混凝土的孔隙一般≥8%～10%，且隨著水灰比的增大而增大。

這些孔隙與混凝土的力學性能密切相關，因混凝土中的裂隙使混凝土成為不連續體，當混凝土受到力的作用時，裂縫尖端會產生應力集中而使裂縫逐步開展，主要是由于局部最大拉應力達到混凝土的抗拉強度極限而產生拉伸開裂。

若荷載續繼增加則隨著荷載的增加裂縫會逐漸增加并繞過骨料與相鄰裂縫互相連接，生成裂縫網，最后構件斷裂破壞［5］。因此混凝土抗拉性能低于抗壓性能。

2 高強混凝土配制方法

由混凝土中石子強率較高，一般為混凝土強度的2～3倍以上，若欲提高混凝土強度，可以從2個方面考慮。

1)提高水泥本身強度。

2)提高水泥漿與骨料間的黏結力。

一般可利用下面6種方法:

2.1 采有用高標號水泥并改善混凝土施工工藝

該類混凝土多屬于干硬性混凝土，用725#硅酸鹽水泥可拌制出1000#混凝土。在混凝土施工中需強力震搗，采用混凝土拌和用水磁化，混凝土裹石攪拌法等新技術。

2.2 采用聚合物浸混凝土

該法是以普通水泥混凝土為基料，將混凝土內孔隙抽成真空，再浸入高分子化合物，使之充填于混凝土孔隙中并硬化。

這種方法可生產出2000#以上混凝土，但需要混凝土抽真空設備及高分子材料的充填設備，更增加混凝土施工復雜性。且成本較高。

2.3 減小混凝土水灰比并摻入高效減水劑

減小混凝土水灰比可有效減少混凝土中的孔隙及裂縫，提高混凝土強度。

但混凝土水灰比太小會降低混凝土流動性，為了便于混凝土施工，必須加入減水劑以提高混凝土拌和物的和易性，用此方法可生產出500#～700#混凝土。

2.4 采用濕熱處理

濕熱處理分為蒸汽養護和蒸壓養護，蒸汽養護是在溫度＜100℃常壓蒸汽中進行，一般混凝土經16～20 h的蒸汽養護，強度可達正常養護條件下28 d強度的70% ～80%;蒸壓養護是在175℃、8個大氣壓的蒸壓釜內進行，在高溫高壓條件下，提高混凝土強度。

2.5 用無坍落度法配制高強混凝土

用無坍落度法配制高強混凝土就是用生產干硬混凝土的方法代替生產正常坍落度混凝土所用的絕對體積法。可通過減少用水量和增加粗骨料的用量來減少工作性，然后根據強度和耐久性的要求選擇水灰比。

無坍落度混凝土可應用于預應力混凝土作業，如生產預應力空心樓板等。生產時便于施加強烈的振動。另外它也可用于現場混凝土的澆筑，特別適用于滑模工藝。

2.6 用優質活性材料配制高強混凝土

在混凝土中摻加優質活性材料是除了使用高效減水劑外，配制高強混凝土的另一種較普遍的方法。這些優質活性材料包括:硅灰、磨細粉煤灰、沸石粉等。活性材料具有較大的細度，其化學活性極高，將其摻入水泥漿體中，可大大提高拌合物的保水能力，減少泌水量，同時還能起到減水的功能，使用后的混凝土整體結構致密、均勻。故其具有增強、早強的作用，并使混凝土耐久性有所改善。將活性材料與高效減水劑結合使用，用425#和525#水泥均可配制出抗壓強度達80～100 MPa的高強混凝土。

3 結語

以上6種方法均可提高混凝土強度，配制出較高標號混凝土，以第3種方法配制高強混凝土最為經濟。

采用1、3兩種方法均可由低于混凝土標號水泥配制成高于水泥標號的混凝土用525#普通水泥可配制出600#及以上的混凝土。從理論上可以說明這個問題混凝土中水灰比的大小可以直接影到混凝土孔隙率大小，水泥水化的需水量僅為水泥重量的20%～25%，多余水分均要成為各種孔隙，而降低混凝土強度。

即水灰比愈大，混凝土強度愈低，主要是混凝土中水泥石強度低，水泥石與骨料接觸面和黏結力減小。

在拌制混凝土時若水灰比＜0.44(＞0.25)，水泥石的強度會高于水泥標號，且混凝土有粗骨料的骨架作用，故混凝土強度會高于水泥的標號。自從高效減水劑出現之后摻入高效減水劑，一般利用低于混凝土標號的水泥配制出高強度的混凝土。

［1］張凱，張海民.高強混凝土的配制［J］.山西建筑，2008，34(22):159-160.

［2］劉加海，王振東，張培卿.高強混凝土配制的研究［J］.哈爾濱建筑工程學院學報，1994，27(03):70-75.

［3］楊占啟.摻加高效減水劑的高強混凝土配制與質量控制［J］. 路基工程，2004(06):59-61.

［4］陸家宏.高效減水劑在高強混凝土配制中的應用探討［J］. 安徽建筑，2006(05):181-182.

［5］尹紅.高強混凝土配制的研究［J］.黑龍江水利科技，2003(02):84-85.