高強(qiáng)混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

周進(jìn)明

（吉安市建筑工程質(zhì)量檢測(cè)中心，江西 吉安 343000）

1 特點(diǎn)

滿足了高層建筑及特殊結(jié)構(gòu)的受力和使用要求，在高層建筑中可顯著減少結(jié)構(gòu)截面尺寸，增大了工程的使用面積與有效空間；加快施工進(jìn)度，保證工程質(zhì)量以及節(jié)約用水、鋼材，工程成本低。高強(qiáng)混凝土是具有富配合比，低水灰比特點(diǎn)，而且高效減少劑，是配制高強(qiáng)混凝土必不可少的組成部分。由于高強(qiáng)混凝土的坍落度損失快，要求在施工中從攪拌運(yùn)輸?shù)綕仓鳝h(huán)節(jié)要緊扣，在短時(shí)間內(nèi)完成。高強(qiáng)混凝土拌合物特點(diǎn)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(gòu)造物以及高效預(yù)應(yīng)力混凝土等。

3 工藝原理

高強(qiáng)混凝土是通過摻加高效減水劑、活性摻合料，選用優(yōu)質(zhì)材料、合理的配比和攪拌系統(tǒng)的計(jì)量精度、嚴(yán)格控制水灰比的用水量，外加劑量以及澆筑成型，養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，達(dá)到高強(qiáng)的目的。

4 原材料

4.1 水泥：應(yīng)不低于42.5 等級(jí)的硅酸鹽水泥。其質(zhì)量必須符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》規(guī)定。水泥進(jìn)場(chǎng)后，必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，合格方可使用。

4.2 細(xì)骨料：中砂、細(xì)度模量2.65-3.0 容量1420kg/m3左右。符合Ⅱ區(qū)級(jí)配要求，其品質(zhì)符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定含泥量不得超過2%。

4.3 粗骨料：花崗巖碎石、石灰?guī)r碎石，規(guī)格為0.5～2cm，最大不超過3.2cm，質(zhì)地堅(jiān)硬，外形接近正方形，針片顆粒狀不超過5%，壓碎指標(biāo)9～12%，強(qiáng)度比與所配混凝土強(qiáng)度高20～50%，連續(xù)級(jí)配，含砂量不大于1%，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)符合JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。

4.4 F 礦粉增強(qiáng)劑質(zhì)量應(yīng)符合以下要求：F礦粉增強(qiáng)劑質(zhì)量不得低于6%；可溶性硅、鋁含量分別不低于8～10%與6～8%；細(xì)度控制0.08 方孔篩的篩余量為1～3%。F 礦粉技術(shù)特點(diǎn)：用內(nèi)滲10%地礦粉的高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度與對(duì)比純水泥強(qiáng)度基本相同，但每立方米混凝土可節(jié)省水泥40～50kg 左右。改善了工藝性能，保水性好，一小時(shí)內(nèi)無泌水現(xiàn)象。坍落度增大，滿足泵送混凝土施工要求。價(jià)格低，僅為水泥價(jià)的1/2～2/3。高效減水劑：質(zhì)量應(yīng)符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規(guī)定。

4.5 高效減水劑：質(zhì)量應(yīng)符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規(guī)定。

4.6 水：自來水。

5 配合比

高強(qiáng)混凝土的配合比必須滿足混的強(qiáng)度，耐久性要求以及施工工藝要求的和易性，可泵性，凝結(jié)時(shí)間、控制坍落度損失等。通過試配確定，并應(yīng)通過現(xiàn)坍試驗(yàn)合格后，才能正式使用。

5.1 試配強(qiáng)度。高強(qiáng)混凝土配制強(qiáng)度，根據(jù)GBJ107-87（混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)）和《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)施工規(guī)程建議》（初稿）的規(guī)定，并考慮現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施條件的差異和變化確定配合比，試配強(qiáng)度定為所需強(qiáng)度等級(jí)乘系數(shù)1.15。mfcu≥mfcu，k+1.645*σ；其中 mfcu-混凝土試配強(qiáng)度；mfcu，k-混凝土強(qiáng)度等級(jí)；1.645-為保證率95%系數(shù)。σ-根據(jù)情況取 5N/mm2。

5.2 高強(qiáng)混凝土的水灰比控制在0.28～0.32范圍內(nèi)，不大于0.32，并隨強(qiáng)度等級(jí)提高而降低，對(duì)C60 及其以上的混凝土，水灰比應(yīng)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(jìn)行調(diào)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(shí)，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(duì)60Mpa及其以上的混凝土也不宜超過550 kg/m3應(yīng)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(qiáng)混凝土必須采用優(yōu)質(zhì)水泥，其強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)在42.5 等級(jí)以上。

5.4 砂率一般控制在26～32%，泵送時(shí)砂率應(yīng)在32～36%范圍內(nèi)。

5.5 摻F 礦粉混凝土配合比計(jì)算宜采用絕對(duì)體積法或假定容重法，先計(jì)算出不摻F 礦粉的基準(zhǔn)混凝土配合比，再用F 礦粉置換基準(zhǔn)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(jù)運(yùn)輸時(shí)間混凝土澆筑技術(shù)措施確定。其大小應(yīng)通過高效減水劑摻量調(diào)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(qiáng)混凝土拌制：投料順序及攪拌工藝；嚴(yán)格控制施工配合比，原材料按重量計(jì)，要設(shè)置靈活，準(zhǔn)確的磅砰，堅(jiān)持車車過秤。定量允許偏差不應(yīng)超過下列規(guī)定：水泥±2%；粗細(xì)骨料±3%；水、摻合料，高效減水劑±1%；高強(qiáng)混凝土攪拌時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確控制用水量，應(yīng)仔細(xì)測(cè)定砂石中的含水量并從用水量中扣除，配料時(shí)采用自動(dòng)稱量裝置和砂子含水量自動(dòng)檢測(cè)儀器，自動(dòng)調(diào)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(shí)際加水時(shí)扣除溶液用水。攪拌時(shí)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(qiáng)混凝土要確保拌合均勻，它直接影響著混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量要采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和，特別注意確保攪拌時(shí)間充分，不少于60 秒。

6.2 高強(qiáng)混凝土運(yùn)輸與澆筑：快速施工。由于高強(qiáng)混凝土坍落度損失快，必須在盡可能短的時(shí)間內(nèi)施工完畢，這就要求在施工過程中精心指揮有嚴(yán)密的施工組織，從攪拌、運(yùn)輸、澆筑幾個(gè)工序之間要協(xié)調(diào)作業(yè)，各個(gè)環(huán)節(jié)要緊扣，保證一小時(shí)內(nèi)完成；密實(shí)性對(duì)混凝土的強(qiáng)度至關(guān)重要。在施工過程中為保證混凝土的密實(shí)性，要采用高頻震搗器，根據(jù)結(jié)構(gòu)斷面尺寸分層澆筑，分層震搗。澆筑混凝土卸料時(shí)，自由傾落高度不應(yīng)大于2米；不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土接處的施工宜先澆筑高強(qiáng)混凝土，然后再澆筑低等級(jí)混凝土，也可以同時(shí)澆筑。此時(shí)應(yīng)特別注意，不應(yīng)使低等級(jí)混凝土擴(kuò)散到高混凝土的結(jié)構(gòu)部位中去。

6.3 養(yǎng)護(hù)：為免高強(qiáng)混凝土因早期失水而降低強(qiáng)度及由于內(nèi)外溫差過大造成表面裂縫，因此要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。高強(qiáng)混凝土澆筑完畢后，在八小時(shí)內(nèi)加以覆蓋和澆水養(yǎng)生。澆水次數(shù)應(yīng)維持混凝土結(jié)構(gòu)表面濕潤狀態(tài)。澆水養(yǎng)護(hù)日期不得少于14 晝夜。冬施時(shí)間要延長拆模時(shí)間，采取保溫措施，不得遭受凍害損失。

7 機(jī)具

強(qiáng)制式攪拌機(jī)；JS500 混凝土攪拌機(jī)生產(chǎn)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(dòng)組織

泵送混凝土要多工種聯(lián)合作業(yè)。因此，要建立施工指揮體系，合理配備人員，統(tǒng)一協(xié)調(diào)有關(guān)泵送事宜。

9 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

9.1 高強(qiáng)混凝土的配制及施工，必須有嚴(yán)格的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證制度。針對(duì)具體的工程對(duì)象，事先必須有設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工各方共同制定的書面文件，提出質(zhì)量控制和質(zhì)量保證的具體細(xì)則，規(guī)定各種表記載的內(nèi)容，并明確專人負(fù)責(zé)監(jiān)督檢查和施行。

9.2 高強(qiáng)混凝土施工前，施工單位必須對(duì)原材料性能，所配制手工勞動(dòng)高強(qiáng)砼拌合物性能及砼硬功夫化性提出試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告，等設(shè)計(jì)單位或甲方監(jiān)理單位許可后，方可施工。

9.3 高強(qiáng)混凝土質(zhì)量檢查及驗(yàn)收，可參照《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204-2002 中的有關(guān)規(guī)定。檢查內(nèi)容，應(yīng)包括澆筑過程的坍落度變化及凝結(jié)時(shí)間，當(dāng)環(huán)境溫度與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)相差較大時(shí)，應(yīng)同時(shí)留取在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)的對(duì)比試件。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的留取試塊宜比普通混凝土所要求的增加1～2倍，以測(cè)量早期及后期強(qiáng)度變化，測(cè)定抗壓極限強(qiáng)度的試件可用邊長為10cm 立方體，對(duì)15cm 邊長立方體強(qiáng)度的換算系數(shù)由50 MPa 到90MPa 取0.95 到0.91 逐步遞減,中間取值可直線內(nèi)插。

9.4 對(duì)于大體積和大尺寸的高強(qiáng)混凝土工程或構(gòu)件,應(yīng)監(jiān)測(cè)水化熱造成的溫升變化,并采取相應(yīng)的防裂措施。

9.5 高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)參照《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ107-87 的有關(guān)規(guī)定。

10 經(jīng)濟(jì)效益

在高層建筑中應(yīng)用高強(qiáng)混凝土，具有縮小構(gòu)件繼面的承重，增加強(qiáng)度，加快周轉(zhuǎn)，縮短工期等顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]陳本沛.混凝土結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用研究的理論與發(fā)殿[M].大連理工大學(xué)出版社.1994.