市政建筑施工中高强混凝土的应用研究

摘要：当前，国内外工程领域将强度等级大于等于C60的混凝土统一称之为高强混凝土。高强混凝土依然采用砂石、水泥等常规原材料，仍然采用常规的制作工艺，它的“高强”主要来在于添加适当比例的活性矿物材料和高效减水剂，硬化之后它便能够获得较高的强度性能。高强混凝土因为孔隙率低、密度高、强度大以及拥有良好的抗变形能力，在市政建筑工程当中获得了广泛地应用。本文中，笔者对高强混凝土进行简单地介绍，并在此基础上重点分析和探讨了高强混凝土在市政建筑工程施工当中应用的有关情况。

关键词：高强混凝土；市政建筑工程；应用

1. 高强混凝土及其特性

目前，几乎所有的现代化工程都离不开混凝土，它作为世界上应用数量最大和应用范围最广的工程材料，伴随着时代进步、科学技术的发展以及施工工艺的优化获得了更加广泛地开发与应用。目前的混凝土发展方向呈现出多元化的趋势，例如，多功能、大开间、大跨度、超高层、深层等发展方向。建筑结构、受力特征以及施工环境的变化让目前的混凝土不约而同地朝着高耐久性和高强度的方向演变，在现代化的建筑工程中，传统混凝土受限于自己的性能指标，已经无法满足工程的要求，因此研发和应用高强度混凝土势在必行。

国内外工程领域将强度等级大于等于C60的混凝土统一称之为高强混凝土。它之所以能够在各种大型工程当中受到青睐，主要原因是因为高强混凝土具有以下五种特性：（1）首先，远强于普通混凝土的抗变形能力和抗压强度。它让高强混凝土在保持同等强度要求和应力要求的情况下，在最大程度上减少混凝土结构截面积的尺寸，不仅有效降低了混凝土结构的自重，也在一定程度改变了传统混凝土结构为了增强自身强度而变得臃肿不美观的问题。（2）其次，显著优于普通混凝土结构的抗渗性能、抗冻性能和密实性能。它不但让高强混凝土获得了大跨度工程、高层工程以及超高工程领域的青睐，并且在港口工程领域当中通常获得了广泛地应用，在大幅度提升港口工程使用周期的情况下体现出了高强混凝土耐冲刷、耐侵蚀的优点。（3）良好的抗变形性能。因为高强混凝土具有良好的抗变形性能，所以它能够提高构件的刚度，增强建筑的抗变形水平。（4）第四，具有良好技术经济效益。通常而言，将混凝土的强度等级从C30提升至C60，则受弯构件混凝土的使用量可以降低10%至20%左右，受压构件混凝土的使用量可以降低30%至40%左右，具有非常明显的技术经济效益。（5）第五，有利于应用预应力技术。高强混凝土允许工程人员通过人为控制和采用高强度钢的方式来应用预应力技术，使受弯构件的抗裂性能和抗弯刚度得到显著改善。

2. 高强混凝土在市政建筑工程施工的当中应用

第一，科学确定配合比。设计高强度混凝土的配合比需要从两个方面进行考虑，即强度设计和耐久性设计。在满足高强度混凝土强度设计和耐久性设计的基础上，必须要确定满足工程实际要求的配合比参数。根据多年经验，高强度的混凝土配合比的基本参数为：胶凝材料总量在450 kg/m3至600 kg/m3之间（其中，矿物微细粉用量占胶凝材料总量的40%之内），单方混凝土用水量应该控制在175kg/m3之内，水胶比应该控制在比较低的范围之内，砂率应该控制在37%至44%之间。至于减水剂的使用数量应该根据高强度混凝土的塌落度要求来具体确定。

第二，合理选择外加剂。在化学外加剂的选用方面应该注意，所选择的化学外加剂应该不会危害混凝土结构和钢筋，并且符合《混凝土外加剂（GB8076-1997）》和《高强度混凝土应用技术规程（审送稿）》当中的相关规定。建议采用高效减水剂，并且减水剂的减水率不应该低于20%。

第三，合理选择矿物掺和料。高强度混凝土是用的各种矿物掺和料需要具备一定的细度、火山灰活性（或者潜在水硬性）。在细度方面，平均粒径应该小于或者等于10 µm。在工程当中比较常用的矿物微细粉主要包括以下几种：偏高岭土粉、天然沸石粉、磨细矿渣粉、粉煤灰、硅粉以及混合粉等。不同的矿物微细粉具有不同的特性，因此它们在取代水泥用量方面也有较大不同，具体如下所示：混合粉不高于40%，偏高岭土粉不高于15%，天然沸石粉不高于10%，磨细矿渣粉不高于40%，粉煤灰不高于30%，硅粉不高于10%。

第四，搅拌。高强度混凝土的搅拌需要采用强制式搅拌机，选择的化学外加剂类型可以是液体也可以是粉剂。如果采用粉剂外加剂，则需要适当地延长混凝土的搅拌时间；如果选择液体外加剂，在搅拌混凝土时所需要的用水量必须要扣除液体外加剂当中的含水量；为了混凝土搅拌机挂浆，在搅拌第一盘混凝土时，建议增加大约10%左右的细骨料和水泥，并保持水灰比不变。高强度混凝土搅拌的投料顺序是：（1）投入粗骨料、细骨料、微细粉和水泥；（2）加水搅拌；（3）加入减水剂；（4）出料。

第五，运输。高强度混凝土从搅拌完成一直到被运输至施工现场，期间的时间不应该超过2个小时，并且在运输的过程中，绝对禁止添加外用水。在高强度混凝土运输至施工现场之后，对于混凝土的塌落度进行及时地检测，抽检的频率应该保持在3-5次/100 m3。在施工现场拌合物的质量评定中，现场的抽检结果应该是主要的参考数据依据。通常意义上，混凝土的运输时间应该是指搅拌机将混凝土卸入运输车并将其运输至施工现场开始卸料之间的时间。通常混凝土的运输时间在施工合同当中都会做出明确的规定，如果没有进行规定，则需要将运输时间控制在90分钟之内，假如当时的最高气温不高于25℃，则混凝土的运输时间可以适当延长30分钟作用。但是一旦运输时间延长，必须要采用进过试验验证的相关技术措施。

第六，浇筑。（1）高强度混凝土的浇筑应采用泵送施工，高频振捣器振动成形。（2）混凝土的自由倾落高度一般不宜超过2米，在不出现分层离析的情况下，最大落料高度应控制在4米以内。（3）泵送混凝土应根据现场情况合理布管，在夏季高温时应用湿草帘或湿麻袋覆盖降温；冬季施工时应用保温材料覆盖。（4）搅拌后2小时内泵送完毕，若因运送时间不能满足要求或气候炎热，应采取经过试验验证的相应的技术措施，防止因坍落度损失影响泵送。（5）冬期浇筑混凝土时应遵照《建筑工程冬期施工规程（JGJ 104-97）》和《混凝土外加剂应用技术规程（GB 50119-2003）》的有关规定，制定冬期施工措施。在施工环境的最低气温高于-5℃时，可采取混凝土正温入模，加盖塑料薄膜和保温材料，做好保湿蓄热养护。对于寒冷地区和严寒地区冬期施工，应按照高强度混凝土的要求，经试验确定外加剂的品种、数量。（6）浇筑高强度混凝土应振捣密实，宜采用高频振捣器垂直点振。混凝土较粘稠时，应加密振点分布。应特别注意二次振捣和二次振捣的时机，以有效地消除塑性阶段产生的沉缩和表面收缩裂缝。

第六，养护。因高强混凝土具有水化热偏高的特点，在确保其质量并减少内外温差引起的内应力以防止开裂应做到：当高强混凝土入模时，温度需根据状况、构件所受的内外约束程度来限制。混凝土在养护期间其内部的最高温度应小于75℃，还应控制混凝土内部与表面的温度差，温度差要小于25℃。因低水灰比的高强混凝土不泌水，浇筑后如果不立即进行覆盖养护，就很容易开裂，因此，浇筑完毕后为确保其表面湿润，需必须立即进行覆盖养护，也可涂刷养护剂，养护日期大于7天。

参考文献：

[1] 冷发光，王永海，周永祥，韦庆东，李俊文. 高强混凝土的研究应用和发展趋势[A]. 全国混凝土新技术、新标准及工程应用――“全国混凝土新技术、新标准及工程应用”学术交流会暨混凝土质量委员会和建筑材料测试技术委员会2010年年会论文集[C]，2010：142-145.

[2] 吴彦斌，陈铁林. 浅谈高强混凝土的性能及其应用[J]. 黑龙江交通科技，2005，（11）：166-167.