论配制高强混凝土对原材料的质量要求

【摘 要】要配制出满足工作性和强度要求的高强混凝土，其材料的选择要比普遍混凝土严格。否则就会发生所配制的混凝土强度不能满足工程要求，从而导致工程质量问题，文章指出了配制高强混凝土所用原材料的质量要求。

【关键词】配制；高强混凝土；原材料；质量

高强混凝土系指强度等级为C60及C60以上的混凝土。要配制出满足工作性和强度要求的高强混凝土，其材料的选择要比普遍混凝土严格。要求高质量材料及更严格的标准，否则就会所配制的混凝土不能满足工程要求，从而导致工程质量问题。配制高强混凝土所用原材料应符合下列要求：

1. 水泥

（1）配制高强混凝土的水泥应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。立窑生产的水泥须经仔细检验其化学成分后方可确定使用与否。从矿物组成上选择，应为C3S高，C3A低，含碱量低的水泥，如果C3S含量变化超过4﹪，烧失量大于0.5﹪，比表面积大于3750cm2/g，要维持稳定的高强度可能成问题。SO3含量应保持最佳值，其变动应限于±0.2﹪之内。

（2）《高强混凝土结构技术规程》CECS104-1999指出，用于高强混凝土的水泥，其矿物成分中的C3A含量不宜超过8﹪。C3A含量较高时，水泥水化加快，水化速度极快的C3A和石膏争夺水分，溶解速率和溶解度比C3A低得多的石膏在液相中溶出SO42-更显不足，这样，外加高效减水剂的拌合物容易出现坍落度迅速损失的现象。再例如，用C3A含量不同的水泥配制高强混凝土，其他条件相同，达到相同坍落度时，所需水胶比不同，因而强度也不同，试验表明，在水泥用量相同的条件下，熟料中C3A含量高的水泥，如无相应措施，达到相同坍落度的混凝土水胶比不可能降得很低。因此，所配制的混凝土不是强度不能满足工程需要，就是工作性能不能满足工程要求。

2. 细骨料

配制高强混凝土的细骨料宜选用质地坚硬、级配良好的河砂或人工砂，其细度模数不宜小于2.6含泥量不应大于1.5﹪，配制C70及以上等级混凝土时，细骨料含泥量不应大于1.0﹪，且不容许有泥块存在，必要时应冲洗后使用。细骨料的其他质量指标应符合《普通混凝土用砂质量标准及试验方法》JGJ52的规定。

3. 粗骨料

（1）配制高强混凝土的粗骨料应选用质地坚硬，级配良好的石灰岩，花岗岩、辉绿岩等碎石或碎卵石。骨料母体岩石的立方体抗压强度应比所配制的混凝土强度高20﹪以上。仅当有可靠依据时，方可采用卵石配制。

（2）粗骨料颗粒中，针片状颗粒含量不宜大于5﹪，不得混入风化颗粒，含泥量不应大于1﹪。配制≥C80等级混凝土时，含泥量不应大于0.5。当泥为非粘土质石粉时，允许含量可适当放宽。

（3）粗骨料的最大粒径不宜大于25mm。配制≥C80等级的混凝土时，粗骨料最大粒径不宜大于20mm，粗骨料宜采用二级级配。

（4）粗骨料的性能对高强混凝土的抗压强度及弹性模量起决定性作用。当混凝土强度等级在C70～≥C80时，仔细检验粗骨料的性能十分重要。粗骨料的吸水率愈低，质量密度愈高，配制的混凝土强度就愈高。

（5）粗骨料的其他质量指标应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》JGJ53的规定。

4. 掺合料

掺合料尽可能减少高强混凝土的水泥用量并外加粉煤灰等矿物掺合料应是配制高强混凝土的重要原则。对不同强度等级的高强混凝土，矿物掺合料的细度和需水量比有不同的要求。配制高强混凝土的矿物掺合料可选用粉煤灰、磨细矿渣、磨细天然沸石岩和硅粉等。

（1）粉煤灰。用作高强混凝土掺合料的粉煤灰一般应选用Ⅰ级灰。对强度等级较低的高强混凝土，通过试验也可选用！级灰。应尽可能选用需水量比小且烧失量低的粉煤灰。

（2）磨细矿渣。磨细矿渣用作高强混凝土掺合料的磨细矿渣应符合下列质量要求：比表面积：宜>4000 cm2/g；需水量比：宜

（3）磨细天然沸石岩。磨细天然沸石岩用作高强混凝土掺合料的天然沸石岩，应选用斜发沸石或丝光沸石，不宜选用方沸石、十字沸石及菱沸石。磨细天然沸石粉应符合下列质量要求：铵离子净交换量≥1000meq/100g（斜发沸石）或120 meq/100g（丝光沸石）；细度：0.08mm方孔筛余

（4）硅粉用作高强混凝土掺合料的硅粉应符合下列质量要求：二氧化硅含量：≥80﹪；比表面积（BET-N2吸收法）≥180000 cm2/g；密度：约2200Kg/m3；平均粒径：0.1～0.2/m。

5. 外加剂

配制高强度混凝土必须使用高效减水剂，并根据不同的要求辅以助剂配制，其掺量应根据试验确定。

（1）高效减水剂普通减水剂的减水率为5﹪～10﹪，不适于配制

高强混凝土。高效减水剂，如萘系、多环芳烃系和三聚氰胺系，因为它们减水率较大，约18﹪～25﹪，这样通过掺量（0.5﹪～2.0﹪）在较大范围内调整用水量。掺高效减水剂对混凝土有很好的早强（30d强度提高40﹪～70﹪）和增强（28d强度提高20﹪～40﹪）作用，因此配制高强混凝时，一般不掺用早强剂。

（2）缓凝剂。高强混凝土配合比设计应用高水泥用量，这对普通商品混凝土来说是不寻常的。高强混凝土中掺缓凝剂的作用，其一是控制早期水化，延缓水化放热过程；其二是进一步提高减水作用；其三是提高混凝土强度，并且随掺量增大成正比。正常掺量（0.02﹪～0.10﹪）缓凝剂可以提高24h及以后的强度。用缓凝剂调整水泥水化速度，使混凝土在预计的温度下符合要求的硬化速度，消除冷接，满足浇灌、振捣和脱模时间等工艺要求。缓凝剂与高效减水剂配合使用已成功地应用在许多工程中。然而，在气温较高时，缓凝剂对强度的作用部分被抵消，并且温度升高使混凝土后期强度降低，这时应适当增加缓凝剂掺量。如果缓凝时间过长或温度降低时，可能对早期（24h）强度有不利影响，这时应适当减小掺量。

（3）引气剂高强混凝土抗冻融性要求高时，建议使用引气剂以提高耐久性。当抗压强度提高而水灰比减小时，引气参数得到改善，因此含气量应控制标准中规定的下限。引气会降低强度，特别是高强混凝土中每引气1﹪，强度降低5﹪～7﹪。由于这个原因，只有涉及到耐久性时才会使用引气剂。

（4）外加剂复合使用使用复合外加剂的目的是降低成本和改善性能。多数（不是全部）高强混凝土都同时使用矿物掺合料和化学外加剂，这些混凝土通常将几种外加剂复合使用。当高效减水剂与普通减水剂或缓凝剂复合用于高强混凝土中时，一般性能会更好，因为这样降低了坍落度损失率。无论是选用高效减水剂或复合高效减水剂，使用前一定要结合工程进行复试，并进行高效减水剂的质量复试，结合工程进行高效减水剂和水泥相容性试验。

6. 水

拌制高强混凝土的水，其质量应符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-1989的规定。

7. 为防止发生破坏性碱骨料反应，当结构处于潮湿环境且骨料有碱活性时，每m3混凝土拌合物（包括外加剂）的含碱总量（Na2O+0.658k2O）不宜大于3Kg，超过时应采取抑制措施

8. 为防止钢筋锈蚀，钢筋混凝土中的氯盐含量（以氯离子重量计）不得大于水泥重量的0.2﹪；当结构处于潮湿或有腐蚀性离子的环境时，氯盐含量应小于水泥用量的0.1﹪；对于预应力混凝土，氯盐含量应小于水泥重量的0.06﹪

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 《高强混凝土应用技术规程》 [M].中国建筑工业出版社， 2012.

[2] 陈肇元.《高强混凝土极其应用》[M].清华大学出版社， 1998.