摘要：近些年来，经济快速发展，高层建筑逐步增多，混凝土强度也在逐步提高。一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强度混凝土。高强度混凝土孔隙率低，密度大，抗变能力强，是一种新的材料，经常在高层结构建筑、大跨度桥梁结构和某些特种结构建筑中应用。利用P．O4.25级普通硅酸盐水泥和5～20mm级花岗岩，添加一定比例的外加剂和掺和料可以配制出高强度混凝土，在外加剂掺量一定的情况下，可以用后掺法提高混凝土的性能和强度，适当提高减水剂掺量，也有提高混凝土性能的作用。

 

1高强度混凝土原材料分析

 

混凝土的强度是指混凝土在单位体积内能承受的压力或者破坏力，这些由外力带来的破坏首先会体现在骨料和水泥的分界面上。骨料的强度高，受到压力时，水泥与粘结面的粘结处受到破坏，这说明水泥的强度和它与骨料的粘贴强度决定了混凝土的强度。所以，水泥的强度等级、骨料的性质和水胶比等在混凝土的制造过程中有着重要的影响因素。所以在高强度混凝土的制造中，原料的选择显得极其重要。

 

1.1水泥材料

 

生产高强度混凝土时，首先要考虑选择水泥材料。考虑选用旋窖生产以及强度等级在42.5MPa以上的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，比如“海螺牌”水泥。旋窖生产的水泥质量比较稳定，而且工艺*。实验证明，水泥质量越稳定，用它配置出来的混凝土强度波动越小。适当地增加水泥的细度，加快水泥粒子的内部水化。同时还要增加集料和水泥浆的强度以及集料与水泥浆之间界面过渡区的强度，降低水灰比，降低孔隙率，提高粘稠度。另外适当地使用外加剂，分散水泥粒子，使其充分水化。此外还需要在适当的温度与湿度下养护。由于水泥用量大，这就可以使用外加活性矿料来替代部分水泥，减少水泥过多造成的成本加大，避免水泥过量的水热化，降低混凝土的脆弱性等。另外，可以适当地掺加硅灰额粉煤灰，提高混凝土的强度。

 

1.2集料

 

集料在混凝土的生产中起骨架的作用，又称为骨料。集料分为粗集料和细集料。粗集料的强度对混凝土的强度有着直接的影响。如果粗集料强度过低的化，用其他任何方法都对混凝土的强度做不了弥补。最起码要保证粗集料的强度比混凝土的设计强度要至少高出50%。在选用粗集料时，宜采用连续级配，其公称粒径不大于25mm，针片状颗粒含量不大于5.0%，含泥量不大于0.5%，泥块含量不大于0.2%。细集料的材质好坏，对高强度混凝土的影响是非常重要的。细集料在一定程度上影响着混凝土的保水性、流动度、和易性，选择细集料时优先要选择天然砂或人工砂，含泥量少，碱物质含量也少，含有较多的石英颗粒，能符合要求。砂太细会增大水泥用量，增加成本的同时还影响混凝土的性能。砂也不能太粗，容易引起拌制过程中保水性差的问题，还影响混凝土的外观和内观质量。所以，砂的细度模数宜控制在2.6～3.0之间，含泥量不大于2.0%，泥块含量不大于0.5%。

 

1.3矿物掺合料

 

由于C40以上的混凝土的水泥用量比较大，水灰比较低，强度要求高，混凝土拌合物粘稠，这就给混凝土的施工提出了要求，也给施工带来了不便，为了提高混凝土性能，满足施工要求，降低水泥用量，减少成本，方法是使用一定掺量的矿物掺合料替代水泥用量。矿物掺合料的使用可以提高砂浆、水泥浆、混凝土的和易性;有效缩短或延长初凝时间;改变沁水量和沁水率;减少沉陷和产生裂缝;减少坍落度损失;减少离析;减少水热化;改善混凝土或砂浆、水泥浆的性能;提高耐久性和抗压度;提高混凝土与钢筋的粘合度;降低液体的渗透力等等。

 

那么在选用矿物掺合料的时候，要注意考虑几个方面:(1)将混凝土的初凝时间延缓;(2)降低混凝土的早期强度，同时增加后期强度;(3)提高混凝土的流动性，以减少坍落度带来的损失;(4)矿物掺合料与水泥的相容性;(5)矿物掺合料的稳定性;⑹粉煤灰等级不应低于Ⅱ级，矿粉等级不应低于S95级。

 

硅灰、粉媒灰和磨细矿渣等都是常见的外加剂。如今粉煤灰和矿粉的双掺已经被运用到了实际的混凝土生产当中。由于细度差异，在生产的过程中，粉煤灰和矿粉可以和水泥形成的粉料颗粒间紧密堆积，这就是微集料效应。水泥的水化物氢氧化钙可以和矿粉和粉煤灰发生化学反应，生成C－S－H凝胶，这种凝胶可以使水泥变得更加紧致和密实，降低孔隙率，增加混凝土的强度。表面紧致而又光滑的矿粉颗粒在初期搅拌时比水泥的吸附水量更少，因而可以让浆体表面形成滑移面，减少用水量，增加流动性。当然，粉煤灰也有此作用。

 

1.4减水剂

 

高效减水剂或高性能减水剂是配制高强度混凝土所的一种外加剂。在过去的混凝土制作中，减水率达不到较高的水准，只能通过增加减水剂掺量来提高减水率，但是会让料变得干涩且无流动性，易造成混凝土离析。而高效酸减水剂可以有效改善这一状况，降低用水量，减缓坍落度损失速度，这对高强度混凝土的制作起到了非常有利的作用。宜采用减水率不小于25%的高效减水剂。

 

2配合比设计

 

计算混凝土的配合比时，情况不可能是理想的，要结合实际情况，充考虑生产和施工上的要求，如拌合物的和易性要求、环境、温度、施工方法、运输设备等。高强混凝土的配置强度应是强度等级值的1.12倍以上。高强混凝土配合比的试配和确认的步骤按普通混凝土方法进行。得到了基准配合比后，另外两个配合比的水胶比分别增加和减少0.02。配合比确认后，应用该配合比进行不少于三盘的重复试验进行验证，且每盘的混凝土抗压强度均应高于配置强度。配制C60～C80时，水胶比宜控制在0.27～0.34范围内，胶凝材料用量宜控制在480～580kg/m3。砂率尽量控制在0.35～0.42范围内，当混凝土强度等级较低时可以适当放大砂率。对于在高强混凝土的配制时对坍落度大小的要求，可以根据混凝土的运输和浇筑时所需的时间来决定，具体的情况可通过高效减水剂的掺量进行调整。高效减水剂的掺量一般为胶结料的0.8%～1.8%。表1给出了常见高强度等级混凝土的配合比。

 

3结语

 

科技的发展，社会的需求，让高强度混凝土的开发与应用越来越得到人们的关注。生产高强度混凝土，需要正确合理地对原材料进行选择，正确地设计配合比，充分考虑生产过程中各方面的影响，保证生产质量。