高強混凝土(HSC)在建筑施工中的應用

李 偉

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

高強混凝土(HSC)在建筑施工中的應用

李 偉

(山西建筑工程(集團)總公司，山西 太原 030002)

簡要介紹了高強混凝土的含義及優(yōu)勢，對高強混凝土的合理應用技術進行了探討，并從原材料選擇與施工過程兩方面提出了高強混凝土的施工質(zhì)量控制措施，以促進高強混凝土的推廣應用。

高強混凝土，優(yōu)勢，施工，質(zhì)量控制

0 引言

高強混凝土(HSC)，是指抗壓強度達到或超過60 MPa的混凝土。 采用水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰超細礦渣硅灰等礦物摻合料以常規(guī)工藝配制而成的，其制備原理主要是通過摻加高效減水劑降低水灰比，再通過添加礦物摻合料，減少成型混凝土內(nèi)部的孔隙，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實。再通過先進的養(yǎng)護工藝，保證高強混凝土的施工質(zhì)量，從而達到提高混凝土結(jié)構(gòu)強度的效果。

1 高強混凝土的優(yōu)勢及應用實例

高強混凝土相對于普通混凝土有諸多優(yōu)勢，最明顯的優(yōu)勢就是能夠很大程度的減少混凝土結(jié)構(gòu)材料用量。而且由于其強度等級提高了一個臺階，使得相同荷載條件下結(jié)構(gòu)的尺寸可以設計的更小，結(jié)構(gòu)自重降低，某種程度上也提高了空間的利用效率。高強混凝土相比普通混凝土具有更好的耐久性能，而且由于其符合節(jié)能、減排、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，引起了我國政府的高度重視。當代建筑設計越來越抽象化，在結(jié)構(gòu)設計過程中就要求有更加新型的材料來完成建筑的構(gòu)架。鋼結(jié)構(gòu)很大程度的解決了許多結(jié)構(gòu)難題，但其也有弊端，耐腐蝕性及耐火性差，而且對鋼材需求量大。而混凝土俗稱“人造石”，有更大的原材料來源。采用鋼結(jié)構(gòu)與高強混凝土的有機結(jié)構(gòu)體作為結(jié)構(gòu)體系，有很大的優(yōu)越性，能更好地滿足設計要求。在山西建筑(集團)總公司承攬的臨猗縣大劇院建設項目中，地下室消防水池部位的鋼骨柱受力復雜，而且要經(jīng)受動力荷載作用，柱底部采用C60混凝土二次灌漿錨固，厚度為10 cm，用以支撐上部結(jié)構(gòu)體系，能很好地滿足結(jié)構(gòu)受力要求，抵抗水平荷載及結(jié)構(gòu)的抗疲勞性，節(jié)約了材料的投入，同時也增加了結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。

2 高強度混凝土的合理應用

高強混凝土相較于普通混凝土有諸多優(yōu)點，也是未來混凝土的發(fā)展趨勢，在實際應用過程中，應對該種建筑材料的各組分進行認真分析。高強混凝土配比的水灰比較一般混凝土低，且組分當中的礦物摻合料都具有一定的活性。在混凝土凝固過程中，由于摻入了高效減水劑，使得配制混凝土時水的用量降低。在混凝土凝固過程中，由于水的消耗，使得混凝土內(nèi)部處于缺水的狀態(tài)，會誘發(fā)干硬性收縮，使混凝土內(nèi)部比較脆弱，容易產(chǎn)生一些細微裂縫，影響結(jié)構(gòu)的強度。在水灰比一定的情況下，只有通過用保水性好的集料代替普通混凝土中用的一般性砂、石材料，可以在混凝土表面凝固的情況下，內(nèi)部還在集料里存儲一部分水分，使內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)在較封閉的空間里繼續(xù)進行強度發(fā)展，并起到了養(yǎng)護的作用。當代的建筑在結(jié)構(gòu)設計過程中，大部分均考慮了抗震設計。高強混凝土能很好地完成抗震結(jié)構(gòu)對強度的要求，但由于其內(nèi)部孔隙率低，使得材料基本上喪失了塑性階段，結(jié)構(gòu)在破壞前沒有明顯的征兆。且其在荷載的作用下變形能力低，在沖擊及振動荷載的作用下，結(jié)構(gòu)自振消耗的能量少，導致脆性破壞，對結(jié)構(gòu)的安全不利。在高強混凝土中摻入抵抗變形能力強的纖維狀結(jié)構(gòu)，與其形成有機的整體，各取所長，能很好地解決高強混凝土脆性大的問題。

3 高強混凝土的施工質(zhì)量控制

在施工過程中，為了使設計當中的高強混凝土能夠得到很好的運用，不僅要從原材料入手，擇優(yōu)選材并且弄清各組分的關系，優(yōu)化配比，而且要從施工工藝入手，優(yōu)化工法，并嚴格控制各個環(huán)節(jié)，使高強混凝土的優(yōu)勢能夠得到很好的發(fā)揮。

3.1 原材料的選用

原材料當中的水泥和高效減水劑會發(fā)生一定的反應而影響混凝土的成型質(zhì)量，在選材時，首先要綜合選取水泥和高效減水劑，不僅要考慮各自的品質(zhì)，也要考慮兩者的相容性。

骨料最好呈表面多孔狀，可以很好地保存水分，增加水泥及摻合料與骨料的接觸面積，形成的結(jié)構(gòu)整體性更強；摻合料應選用顆粒極細且二氧化硅的含量高的礦粉，能很好地填充混凝土的孔隙，以提高混凝土的強度。

3.2 施工過程對質(zhì)量的影響

施工前，要首先確定混凝土施工配合比。由于在配制過程中，水、水泥、集料及摻合料的配比已不能按照常規(guī)混凝土的方式進行設計。要充分做好準備工作，收集相關資料，并反復試驗，從而使高強混凝土的配合比達到最優(yōu)。在合理確定配比之后，就要從施工工藝入手，優(yōu)化各個環(huán)節(jié)，使混凝土的質(zhì)量得到保證。1)攪拌：高強混凝土的用水量少，拌合物較普通混凝土稠，攪拌機攪拌時阻力較大，采用常規(guī)攪拌機無法使拌合物得到充分攪拌。需采用強制式攪拌機進行攪拌，最好選用雙錐式。在攪拌過程中，要嚴格控制材料用量及投放順序。2)澆筑：澆筑混凝土時應控制下料速度，不宜過快。混凝土振搗時會使集料下沉，使上部產(chǎn)生浮漿，影響成型質(zhì)量。施工中應選用高頻振搗棒，并加密振點，且振搗時時間不可過長，宜分兩次振搗。澆筑時振搗一遍，混凝土初凝前進行二次振搗。為避免結(jié)構(gòu)頂部浮漿凝固后開裂，可適當?shù)卦黾踊炷恋臐仓叨?，混凝土凝固后對該部分進行剔除，或是采用二次投放集料的方式進行改善。3)養(yǎng)護：由于高強混凝土制備過程中的用水量較少，混凝土表面直接與空氣接觸，水化反應速度快，使混凝土表面早于內(nèi)部硬化，導致結(jié)構(gòu)表面形成屏障，使養(yǎng)護時水分不能進入到混凝土內(nèi)部，致使內(nèi)外強度失衡，也不能充分發(fā)揮高強混凝土的效用，高強混凝土在其澆筑成型后，應及時用塑料薄膜等對混凝土暴露面進行覆蓋，一方面防止外部條件及水泥的水化熱導致水分損失，另一方面可以降低混凝土表面的凝結(jié)速度，使內(nèi)部混凝土的強度得到更好的發(fā)展。養(yǎng)護時最好采用蒸汽養(yǎng)護，使水分子更容易穿過混凝土表面這層硬膜進入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，更好地達到養(yǎng)護的效果。

4 結(jié)語

隨著時代的發(fā)展，各種新型的建筑如雨后春筍般映入人們的視野?？v觀建筑發(fā)展的歷史，每一次的革新都是基于對新型建筑材料尤其是結(jié)構(gòu)材料研發(fā)的基礎上的。隨著人們對高強混凝土研究的不斷深入，以及對結(jié)構(gòu)的形式和材料的要求越來越高，高強混凝土勢必會代替普通混凝土成為主流建筑材料，而更高強度的混凝土研發(fā)也會不斷的進行，混凝土這項人類近代偉大的發(fā)明還有很長的路要走。

On application of high-strength concrete in architectural construction

LI Wei

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corporation,Taiyuan030002,China)

The paper briefly introduces the concept of high-strength concrete and its advantages, explores the reasonable application technique of the concrete, and points out the construction quality control measures of the concrete from the raw materials selection and construction process, so as to enhance the extensive application of the high-strength concrete.

high-strength concrete, advantage, construction, quality control

2014-07-18

李 偉(1985- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0113-02

TU528.31

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