高強混凝土在建筑工程中的應(yīng)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(jīng)常規(guī)工藝生產(chǎn)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(yōu)越性，在高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)以及某些特種結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。在本文中，主要就高強混凝土在建筑工程中的應(yīng)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(yīng)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(jīng)濟效益。

2.2 高強混凝土具有優(yōu)良的物理力學(xué)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(yù)應(yīng)力的極限值，因此為預(yù)應(yīng)力技術(shù)提供了有利現(xiàn)實條件，從而能夠滿足更大規(guī)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(yīng)選用不低于52.5或以上等級的普通硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥，以盡量減少配合比設(shè)計中的水泥用量。

3.2 細骨料：應(yīng)選用中砂，最好是圓形顆粒的質(zhì)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(yīng)比所配制的混凝土強度高50%以上。可選用質(zhì)地堅硬、級配良好的花崗巖碎石、石灰?guī)r碎石，要求其規(guī)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(xù)級配，含砂量不大于1%。

3.4 F礦粉增強劑：F礦粉增強劑質(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(zhì)量符合GB8076-2008《混凝土外加劑》的規(guī)定。國產(chǎn)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(yīng)符合下列質(zhì)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(shè)計

4.1 試配強度

高強混凝土的試配強度應(yīng)滿足于GBT50107-2010《混凝土強度檢驗評定標準》和CECS10499《高強混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)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(shù)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(shù)；σ-根據(jù)情況取5N/mm2。

4.2 在配制高強混凝土?xí)r，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(yīng)不大于0.28。配制高強混凝土所用的水膠比（水泥與膠結(jié)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(yīng)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(yīng)在32-36%范圍內(nèi)。

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(jié)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(fù)合摻和料，其摻量不宜大于總膠結(jié)料總量的50%。

4.6 入模坍落度范圍根據(jù)運輸時間混凝土澆筑技術(shù)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(qū)，無侵蝕物質(zhì)影響及與土直接接觸的不應(yīng)超過水泥重量的2%。

5 高強混凝土應(yīng)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(yīng)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(xù)行，應(yīng)控制好混凝土車最少的轉(zhuǎn)載次數(shù)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(dǎo)致出現(xiàn)砼離析、水泥漿流失、產(chǎn)生初凝的現(xiàn)象。

5.3 高強混凝土的澆筑

5.3.1 澆筑時應(yīng)采用高頻震搗器，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)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(yīng)嚴格控制其自由傾落高度，要求其不應(yīng)大于2m。否則應(yīng)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(yīng)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?xí)r，應(yīng)由遠而近澆筑；同一層的混凝土，先豎向結(jié)構(gòu)后水平結(jié)構(gòu)的順序，分層連續(xù)澆筑。

5.3.5 當采用泵送混凝土?xí)r，為避免混凝土表面出現(xiàn)龜裂，應(yīng)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(fù)搓壓數(shù)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(yīng)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(yīng)“快插慢拔”，快插是為了防止表面砼先振實而與下層砼發(fā)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(chǎn)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(xiàn)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(yīng)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(zhì)量。

5.4 高強混凝土的養(yǎng)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(nèi)即可澆水養(yǎng)護，要求澆水次數(shù)應(yīng)維持混凝土結(jié)構(gòu)表面濕潤，養(yǎng)護日期不得少于14d。后澆帶混凝土養(yǎng)護不少于28d。

5.4.2 為保證高強混凝土質(zhì)量，防止因溫差過大而產(chǎn)生裂縫，應(yīng)嚴格監(jiān)控測溫工作，使砼內(nèi)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(nèi)埋設(shè)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(nèi)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(jié)束為止。在測溫過程中，如溫差超出了25℃，則應(yīng)及時采取相應(yīng)措施解決。

結(jié)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(jié)構(gòu)、大跨度橋梁結(jié)構(gòu)以及某些特種結(jié)構(gòu)中得到廣泛的應(yīng)用。在本文中，主要從高強混凝土的原材料選擇、配合比設(shè)計及施工要點這幾個方面論述了其在建筑工程的應(yīng)用。實踐證明，將高強混凝土應(yīng)用于建筑工程中，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。

[1]郭大偉.談建筑施工中高強混凝土的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2012（4）.

[2]趙鵬.必須重新認識高強混凝土的質(zhì)量控制[J].科技信息，2011（36）.

[3]董紅漢.高層建筑施工中高強混凝土的應(yīng)用及裂縫預(yù)防措施[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2010（8）.