高性能混凝土在建筑工程中的应用

高性能混凝土在建筑工程中的应用
高强高性能混凝土由于具有高强度、良好的施工容易性、优异的耐久性和均匀密实性被广泛应用于建筑工程中。

本文结合具体的工程实例，阐述了高性能混凝土在建筑施工中的应用。

标签：高性能混凝土；技术要求；优化配合比；防水剂；应用效果
高性能混凝土作为建设部推广应用的十大新技术之一，是建设工程发展的必然趋势。

随着国民经济的发展，高强高性能混凝土以其高强度、良好的施工容易性、优异的耐久性和均匀密实性等优良性能被广泛应用于建筑、道路、桥梁、港口、海洋、大跨度及预应力结构、高耸建筑物等工程中。

1．工程概况
该工程结构为框剪结构形式，其剪力墙、地下室墙多分布为高强混凝土。

2．对高强高性能商品混凝土的技术要求
2.1 对商品混凝土原材料的要求
（1）对水泥的要求。

商品混凝土使用P042.5的普通硅酸盐水泥，水泥要求有出厂合格证和复试报告。

搅拌站使用的水泥质量应严格控制，严禁使用不合格或过期的水泥。

（2）对砂石的要求。

粗骨料的最大粒径不得超过25mm，此粒径应满足泵送混凝土骨料最大粒径与输送管内径之比不大于1︰3的要求。

砂宜选用质地坚硬、级配良好的河沙，其细度模数不宜小于2.6。

碎石应质地坚硬、级配良好，骨料母材的抗压强度应比所配制的混凝土强度高20%以上。

砂石含泥量≤2.0%（按重量计），泥块含泥量≤1.0%（按重量计），有害物质≤1.0%（按重量计），有机物质含量用比色法试验要求不深于标准色。

（3）对掺合料的要求。

用作掺合料的粉煤灰宜符合《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用的技术规程》（JGJ28—86）中规定的Ⅰ级灰标准，尽可能选用细度大且烧失量低的粉煤灰，必要时通过试验也可使用Ⅱ级灰。

（4）外加剂要求。

配制高强混凝土需使用高效减水剂，并且要求高效减水剂的质量符合《混
凝土外加剂质量标准》的规定。

当采用复合型高效减水剂时，应有国家正式批准的质量检验中心（站）的检验证明。

（5）对水的要求。

拌制高强混凝土宜使用饮用水。

2.2 高强混凝土的配合比要求
（1）高强混凝土的配合比应根据结构设计所要求的强度和耐久性、施工工艺所要求的拌制工作度与凝结时间，并充分考虑施工运输和环境温度等条件通过试配确定，经现场试验确认合格后，方可正式使用。

（2）混凝土的施工配制强度必须超过设计要求的强度标准值，以满足强度保证率的需要，其超出的数量应根据混凝土强度标准差而定。

当无可靠的强度统计数据和标准差数值时，混凝土的施工配制强度（平均值）对于C50混凝土应不低于强度等级值的1.5倍（强度等级用标号表示时为1.1倍）。

（3）配制高強混凝土所用的水胶比（水与胶结料的重量比，后者包括水泥及掺合料的重量）宜控制在0.24～0.38的范围内，强度等级越高，水胶比及用水量越低。

（4）配制高强混凝土所用的硅酸盐水泥量不宜超过500kg/m3，水泥与掺合料的胶结材料总量不超过600kg/m3。

（5）粉煤灰掺量一般不超过胶结料总量的30%。

（6）混凝土浇筑采用泵送工艺，混凝土的砂率宜控制在32%～40%的范围内。

（7）高效减水剂的掺量一般为胶结材料的0.5%～1.8%。

为减少混凝土坍落度在运输、浇筑过程中的损失，可采用载体流化剂、复合缓凝高效减水剂以及将减水剂分两次或多次添加的方法。

2.3 对商品混凝土坍落度的要求
为了保证泵送能顺利进行，要求入泵时坍落度控制在180±20mm。

混凝土搅拌站根据气温条件、运输时间（白天或夜天）、运输道路的距离、混凝土原材料（水泥品种、外加剂品种等）变化、混凝土坍落度损失等情况来适当调整原配合比，确保混凝土浇筑时的坍落度能够满足施工生产需要，确保混凝土供应质量。

当气候有变化时，要求混凝土搅拌站提供不同温度下单位时间内的坍落度损失值，以便现场能够掌握混凝土罐车的停置时间，并且可以根据混凝土浇筑情况随时调整混凝土罐车的频率。

浇筑混凝土时，搅拌站要派一名调度现场调配车辆。

此外，浇筑前测试不符合坍落度要求的商品混凝土必须退场。

2.4 对碱—集料的要求
若混凝土含碱量过大，会引起碱—集料反应，导致混凝土被破坏，因此要求搅拌站严格控制水泥中含碱量（Na2O+0.658K2O）不得超过5kg，活性集料含量不得超过1%。

2.5 对混凝土初凝时间的要求
为了保证混凝土浇筑不出现冷缝，根据当时气候，要求商品混凝土在地下室结构施工期间的初凝时间为6h～8h。

3．优化配合比
为确保商品混凝土搅拌站生产出的高强度、高性能混凝土变异性小，能满足现场施工要求，我们组织专人对附近有一定生产规模的搅拌站进行考察，在确定搅拌站后派技术员结合现场要求参与混凝土试配工作，以下是几种高强度、高性能混凝土经多次试配和使用确定的配合比。

（1）C50P12混凝土配合比方案一。

强度等级为C50P12，水灰比为0.34，砂率为38.5%。

采用P.O42.5硅酸盐水泥，砂含泥＜2%，石含泥＜1%，粒径为5mm～25mm。

坍落度为160mm～200mm。

（2）C50P12混凝土配合比方案二。

强度等级为C50P12，水灰比为0.35，砂率为39%。

采用
P.O42.5硅酸盐水泥，砂含泥＜2%，石含泥＜1%，粒径为5mm～25mm。

坍落度为160mm～200mm。

（3）C 5 0 混凝土配合比三。

强度等级为C50，水灰比为0.33，砂率为38%。

采用P.O42.5硅酸盐水泥，砂含泥＜2%，石含泥＜1%，粒径为5mm～25mm。

坍落度为160mm～180mm。

实践证明，采取加微膨胀剂和其他外加剂，特别是在高强度等级混凝土中加硅粉的办法对控制混凝土裂缝及气泡。

保证混凝土外观效果起到良好的作用。

4．FS-H混凝土防水剂
在抗渗混凝土中，按照设计要求，采用FS-H混凝土防水剂（按水泥用量的10%内掺，后浇带掺12%），尤其在底板大体积混凝土施工中，取得了较好的效果。

4.1 FS-H混凝土防水剂的主要性能指标
FS-H混凝土防水剂的主要性能指标可见表5。

4.2 FS-H混凝土防水剂的主要作用
FS-H混凝土防水剂的膨胀作用具有较大的温度补偿效应，其补偿冷缩开裂的作用非常明显，FS-H可补偿温差25℃～30℃。

FS-H具有一定减水作用，并替代等量水泥，掺入混凝土中可节省大量水泥，因此大幅度降低了混凝土内部的绝对温升。

FS-H掺入混凝土中，可减小水灰比，改善混凝土的孔结构，使空隙率减小，混凝土更密实。

在限制条件下，它产生的膨胀能转为自应力，使混凝土处于受压状态从而提高混凝土的抗裂抗渗能力。

5．应用效果
（1）混凝土色泽均匀一致，常见的质量通病，如混凝土裂缝、气泡等得到了良好的控制，工程主体结构获相关奖项。

（2）质量可靠，操作方便。

高强度、高性能混凝土加入了外加剂和掺合料后，施工工艺与常规混凝土基本一致。

混凝土经取样试验，都超过设计标准强度25%以上。

（3）施工进度较快。

由于配合比适当，混凝土和易性得到了保证，标准层结构速度为一个月五层。

6．结语
目前工程施工中混凝土等级应用愈来愈高，商品混凝土搅拌站生产能力也在不断增强，但作为施工总承包单位，一定要结合项目工程的具体特点，因地制宜，掌握高强度、高性能混凝土的技术要求，必要时与搅拌站联合攻关，以保证工程的顺利实施。

参考文献
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[2]王斌张伟军，型钢高强高性能混凝土梁的抗剪性能分析[J].西安工业大学学报2010 .06。