高强混凝土应用与配合比设计结论

摘 要： 高强混凝土强度等级高,密实性能好,以其优越的性能，运用于高层建筑、大跨度桥梁等结构中。如果混凝土质量控制不严，配合比设计不合理,会严重影响到混凝土的强度,缩短混凝土构件的使用寿命。本文论述了高强混凝土在实际中的应用，以及应用过程中原材料选择及配合比设计时注意的一些要点。
关键词：高强度；混凝土；应用；配合比
Abstract: High strength concrete strength grade high density, good performance, with its superior performance, used in high-rise buildings, large span bridge structure. This paper discusses the high strength concrete in practical application, and the application of the material selection and mix design points.
Key words: high strength concrete; mixture ratio; application;

目前国内一般把强度等级≥C60 且≤C100的混凝土称为高强混凝土。它是用强度等级不低于42.5 级的水泥和优质骨料以及混凝土掺合料等材料进行合理掺配,并以较低的水灰比,在强力振捣作用下制成的混凝土。目前，高强混凝土已广泛应用于高层建筑、海底隧道、大跨度桥梁（屋盖）等工程中。
1高强混凝土的优点

1.1节省施工成本

在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30%～40%；受弯构件可节省混凝土10%～20%，大大降了工程施工成本。

1.2增加使用面积

高强混凝土对承受压力的构件有显著的技术经济效益，它不仅减小了构件截面面积、减少了混凝土用量，从而减轻了结构自重，这对自重占荷载主要部分的建筑物具有重要意义。梁柱截面小，不但在建筑上改变了肥梁肥柱的不美观问题，而且可增加使用面积。

1.3性能优良

由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均高于普通混凝土，因此高强混凝土除用于高层和大跨度工程外，还大量用于有腐蚀的环境，如海港工程。高强混凝土耐海水侵蚀和海浪冲刷的能力大大优于普通混土，可以提高工程使用寿命。

1.4高强混凝土变形小

由于高强混凝土的早强、高强和高弹性模量，使构件的刚度得以提高，大大地改善了建筑物的变形性能。

1.5耐久性好

与传统的普通混凝土相比较，高强混凝土在原料的配制上主要有两点不同，即低水灰比和多组分，其目的都是为了增加混凝土的密实程度，改善骨料和硬化水泥石之间的界面性能，从而达到高强和耐久的目的。
2甘肃的建材市场
随着西部大开发战略的深入实施，特别是«国务院关于进一步支持甘肃经济社会发展的若干意见»的贯彻落实，甘肃基础设施建设将迎来高峰期。水泥工业是甘肃省建材工业的主导产业，工业增加值占全省建材工业增加值的70% 以上。发展势头好，传统根基好，这是甘肃发展高强混凝土产业的优势所在。但高强混凝土和普通混凝土相比较，存在着一些突出的缺点，如脆性大，抗裂、抗变形能力降低等一系列问题。
高强混凝土具有很多优势，目前在甘肃有很大的市场，应加大重视，但要广泛应用于工程中还需解决一系列的技术问题，尤其是原材料的选择和配合比设计及施工过程等方面。高强混凝土对水泥、砂石和外加剂及掺合料的要求均比较严格，且环境温度、搅拌、运输、浇筑、振捣、养护对其质量均有一定的影响。因此要求加大高强混凝土的科学化生产，尤其是在原材料选择和配合比设计方面质量过关，技术过硬。
3高强混凝土的原材料选择

3.1水泥的品种和强度等级

配制高强混凝土,应采用矿物组成合理、细度合格的高强度水泥。水泥中铝酸三钙的含量小于8%，应严格控制游离氧化钙、游离氧化镁的含量。一般宜优先选择强度等级不低于4

2.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

据有关资料统计，为了进一步提高高强混凝土的性能，国内外正在研究新型的水泥品种，如通过改变水泥颗粒的形状和尺寸分布或通过物理、化学方法来提高水泥的活性，使水泥在水化反应过程中的水化程度更高，使硬化后水泥石结构更加密实，从而达到提高混凝土强度的目的。

3.2骨料

在荷载作用下，混凝土最常见的破坏形式是骨料与水泥石的界面发生破坏，而骨料本身发生破坏也常见于高强混凝土中。加之骨料在混凝土中主要起骨架作用,因此骨料的强度和表面性能及骨料的颗粒级配对高强混凝土的强度和耐久性的影响比普通混凝土更大。高强混凝土强度和耐久性提高的主要原因之一是骨料与硬化水泥石界面的性能得到了很大的改善。
3.

2.1粗骨料

对所采用的粗骨料的质量要求须符合国家标准《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001）的要求。粗骨料在混凝土中起总体骨架作用，因此粗骨料的抗压强度、颗粒形状、表面特征、最大粒径、杂质含量等对混凝土强度有着重要的影响。要选择致密坚硬，强度高的花岗岩、大理岩等品种的粗骨料，并优先选择表面粗糙的碎石以改善与水泥浆体之间的粘接性能。条件允许的情况下最好选择有棱角、三维尺寸相近的颗粒有利于骨架的受力性能，最大限度的发挥骨架的支撑能力。
高强混凝土中，粗骨料的最大粒径应比普通混凝土的小一些。最大粒径的减小，使骨料的总的表面积增大。一方面，使骨料与水泥浆体的粘接面积增大，使混凝土在荷载作用下受力更加均匀；其次，可以减小水泥浆体在硬化过程中易在与粗骨料的界面上因产生应力集中而形成的微裂缝；再者，粗骨料的最大粒径较小，所形成的混凝土结构更加均匀。但粗骨料的最大粒径过小，就会影响混凝土拌合物的和易性。因此，粗骨料的最大公称粒径不宜大于25.0mm。且宜采用连续级配的粗骨料，有利于大、中、小各粒级颗粒的相互搭配，有利于改善混凝土拌合物的和易性，不容易发生分层和离析现象，能形成比较密实、稳定的骨架。
高强混凝土中应严格控制针片状颗粒及杂质的含量，以

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减小其对混凝土质量的影响。针片状颗粒含量不宜大于

5.0%，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不应大于0.2%。

3.

2.2细骨料

相对于粗骨料而言，细骨料对高强混凝土的影响稍微小一些，但也不容忽视。对所采用的细骨料的质量要求须符合国家标准《建筑用砂》（GB/T14684—2001）的要求。一般应优先选择级配良好、含泥量少、石英颗粒含量多的中砂，且细度模数宜为2.6～3.0 。应严格控制有害物质及杂质的含量，含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%，否则会严重影响混凝土的强度和耐久性。此外，宜采用天然砂，因为天然砂较人工砂的需水量少，对提高混凝土的后期强度有利。

3.3高效减水剂

配制高强混凝土宜采用减水率不小于25%的高性能减水剂。掺入混凝土中可以在满足施工要求的和易性条件下，降低混凝土的拌合用水量，多余的水分减少，同时降低了混凝土的泌水，混凝土中的连通孔隙和总的孔隙率降低，使混凝土结构更加密实，从而大幅度地提高硬化混凝土的强度和耐久性。但掺高效减水剂的混凝土的坍落度损失一般较快,所以施工时宜采用二次掺入法或掺入相应的缓凝型高性能减水剂,以减少坍落度损失。 且所采用的高效减水剂与水泥具有良好的相容性。