浅谈高强度混凝土的选料与工艺控制

摘 要：本文介绍了高强度混凝土的原材料、配制方法、适用范围及目前的研究现状，并通过国外关于高强度混凝土的发展现状发现我国高强度混凝土发展所存在的问题。

关键词：高强度混凝土；应用；配制；

中图分类号：TV33 文献标识码：A

1 概述

所谓高强度混凝土是借助水泥，砂石和高效减水剂等材料共同构成的矿物掺合粉，在指标上应当不得小于C60级。当前，随着建筑市场的不断进步，人们对建筑材料的研究不断深入，高强混凝土在全球范围内都具有广泛的应用。其具有以下几个典型特征：其一，强度高，不容易产生形变。其二，抗压强度大，可以在各种环境中使用。

2 发展高强度混凝土的意义

发展高强度等级的混凝土，不仅有着重要的社会效益，而且有着极其显著的经济效益，它几乎成了衡量一个国家或地区在材料科学领域的研究水平的重要标志。用C100 以上的混凝土制作的预应力混凝土构件在同等承载的情况下，重量上可以与钢结构相近，这样大部分的钢结构工程，可以用预应力混凝土结构代替。同时高强度等级的混凝土可以使建筑结构的体积缩小，让梁和柱“苗条”起来， 从而起到节约混凝土浇注量和增大建筑物使用空间的作用。

采用高强度混凝土具有显著的经济意义。用60MPa的高强度混凝土代替30-40MPa的混凝土，可节约混凝土用量40%，节约钢材39%左右，降低钢材造价20%-35%。还具有节能效果。混凝土强度每提高10MPa，每立方米混凝土可节约标准煤13kg。有的资料介绍 ，混凝土强度由40MPa提高到80MPa，由于结构截面减小，可使混凝土体积缩小1/3，结构自重又相应减轻。如采用目前的材料与工艺制得的100MPa高强度混凝土，并采用预应力结构，则结构的自重可与钢结构相当。有资料也介绍，预应力高强度混凝土铁路桥与钢桥相比，可节约能源40%-60%。

3 高强度混凝土的研究现状

高强混凝土为采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰超细矿渣硅灰等矿物掺合料以常规工艺配制，确保新拌混凝土可以被方便的塑造成形，最终实现混凝土的硬化等级大于C60。使用高强混凝土一方面可以大大的提高施工建筑的质量，减少构件面积。另一方面还能够节约成本，提高经济效益。对于建设高度较大的楼层，高强度混凝土的使用更加广泛，能够实现高强，早强和变形模量，减小底层梁柱的建设面积。从而可以增加装网间距，在保证质量的同时，降低了成本，提高建筑的美观性。

高强度混凝土在密度，对液体的抵抗力和对低温的抵抗能力和普通的混凝土相比都具有显著的提升。因此，高强度混凝土在腐蚀强，不稳定的工程中应用广泛。不仅如此，由于其抗压性强，刚度大，不易产生形变，提高了建筑的整体性能。在建设大跨屋盖的过程中，大跨屋盖的重量几乎达到了总重量的2/3，。根据上文的叙述可知，高强度混凝土和普通的混凝土配方存在一定的差异性，从而实现提高混凝土密度，增加骨料和硬化水泥之间的目的。

4 高强度混凝土的配制

（1）原材料的选用

众所周知，高强度混凝土的受力破坏一般出现在骨料和水泥的分界面上 骨料被损坏的概率将大大降低。由于骨料强度大于水泥石和粘结面粘结强度。因此，混凝土的强度受到了水泥石和骨料表面粘结强度的影响。但是水泥石强度及其与骨料表面的粘结强度又与水泥的强度等级、水灰比及骨料的性质有密切的关系。

a.水泥强度等级。要想获取高强度混凝土应当首选质量可靠，强度达到42.5以上的硅酸盐或者普通的水泥，水泥对于混凝土的性能具有重要影响，其强度的大小直接影响混凝土强度的高低，在配合比相同的条件下，所用的水泥强度等级越高，制成的混凝土强度就越高。

b 骨料。在混凝土配合比设计时，都要求粗骨料的强度大于混凝土的强度 粗骨料最大粒径为31.5mm，堆积密度大、含泥量少、针片状少、细骨料要求细度模数在2.6以上，含泥量低。在一般情况下，骨料强度对混凝土的强度几乎没有什么影响，但当骨料含有较多的软弱颗粒或杂质时，将会使混凝土的强度降低，配制高强度砼所用骨料的抗压强度应比所配制的混凝土强度高50%以上。

c 混凝土外掺剂。在配制高强度混凝土时，高效减水剂的作用是不可或缺的原料。当将减水剂加入混凝土中，可以大大的降低用水量，同时增强混凝土强度。实验证明，当在混凝土中加入减水剂时，可以减少1/4以上的用水量，这样才能够保证混凝土的质量和整体性能。在使用外掺剂时要充分的考虑天气等外界情况，根据工程的要求合理的确定外掺剂的使用量。

（2）高强度混凝土的配制

高强混凝土配合比的计算方法、试配、调整的步骤按普通混凝土方法进行。进行配合比设计时，首先应按原材料性能及对混凝土的技术要求进行初步计算，得出“初步计算配合比”经在实验室试拌调整得出“基准配合比”然后进行强度复核，最终确定出满足设计和施工要求并比较经济合理的“实验室配合比”。

5 国外对高强度混凝土的研究现状

（1）日本

日本的建筑工程部命名为“使用高强度混凝土和高强度钢筋开发先进的钢筋混凝土建筑”的五年科学研究计划从1988年开始。该科学研究计划将不仅研究高强度混凝土而且还研究高强度钢筋。在钢筋的强度为400～1200MPa的同时，混凝土的抗压强度30～120MPa。科学研究项目包括高强度混凝土组成材料的发展、高强度混凝土的物理性质、高强度钢筋的发展、钢筋的物理性质、混凝土与钢筋之间的粘结力、梁与柱的结构特性以及结构设计方法论（包括抗震设计）。

（2）加拿大

从90年代开始高强度混凝土的相关研究。它包括七所大学和两个工业股东，由舍布鲁克大学的研究工作者率领。科学研究的内容66%为基本材料和为基本结构34%。科学研究课题包括耐久性、组成材料选择的标准、粘结力和锚具、抗剪强度、高强度钢筋、标准试验程序、纤维增强喷射水泥砂浆以及破坏性和非破坏性室内试验。

6 进一步做好推广应用工作

（1）要精选各项原材料

在配置高强度混凝土时，应当慎重的选择水泥，砂石等原材料，此外，还要充分的研究不同材料之间的作用。当前使用的材料标准是在普通混凝土基础上制定的，因此需要提高标准。

（2）加强生产管理

在配置高强度混凝土时，一方面要认真选择原材料，另一方面还要让专业技能强，经验丰富的员工来负责。此外，还要建立健全混凝土控制体系。因为高强度的混凝土配制过程需要用到多种材料，必须对每种材料的权重进行严格控制。

（3）完善有关设计与施工规范

要制定专门的材料标准及测试方法，修订不适合于高强度混凝土的有关条文。研究高强度混凝土的设计方法。推广计算机技术在高强度混凝土中的应用。

结语

随着现代科学的迅速发展，以及新的测试技术的应用，将混凝土的研究工作从宏观研究逐步深入到亚微观和微观级的研究，找出材料的组分、结构和性能的基本关系，就一定能制作出高强混凝土。