高强混凝土生产及其质量控制几个问题论文

关于高强混凝土生产及其质量控制的几个问题【摘要】高强混凝土仅是一个相对的概念，只要选用的水泥有足够的强度，完全可以用普通材料和常规工艺生产出优质的高强混凝土。高强混凝土由于对水泥强度及水灰比的波动更为敏感，生产中应加强控制，除严格按配比配料外，特别应注意混凝土坍落度的波动。

【关键词】高强混凝土；质量控制；水灰比；强度衰退；强度变异性

随着现代建筑技术的发展，高强混凝土已广泛应用于各类建筑物。由于高强混凝土的性能及其生产、施工等方面的特殊性，对混凝土生产企业提出了更高的要求。本文根据多年的生产时间及其有关实验情况，就高强混凝土生产与质量控制的几个问题进行讨论。

1、采用常规工艺生产高强混凝土的途径

目前，国内一般将c60以上的混凝土定义为高强混凝土或超高混凝土（大于c120），普遍认为配置高强混凝土应遵循低水灰比（小于0.38，甚至0.30 ～ 0.25）、高水泥用量、高标号水泥、掺加超细矿粉，使用高效减水剂等原则，从而使高强混凝土的配置与生产带有某种神秘色彩，而在实际生产与供应中，则会出现以下几个问题。

（1）当混凝土水灰比小于0.38、水泥用量大于450kg时，新拌混凝土的粘性过大，流动缓慢，导致搅拌时间延长（特别是采用搅拌运输车拌合时难以拌匀），施工性能差。

（2）除分级粉煤灰之外，其他超细矿粉或没有稳定的市场供应或价格昂贵，使其应用受到限制。

（3）更为重要的是，当水灰比低于0.38后，水泥中就有一部分未水化的水泥，这不仅是一中能源的浪费，而且未水化水泥在后期的继续水化过程中，水化产物产生的收缩应力和结晶应力，均有可能对混凝土性能产生不利影响。

根据jgj/t55-2000《普通混凝土配合比设计技术规程》中建议的公式作出：

rh = 0.48 rc （c/w -0.52）（1）式中， rh ，rc 为相同龄期混凝土与水泥的强度，c/w为水灰比。

在此不妨将rh/rc 成为混凝土水泥强度系数，可以看出混凝土强度对水泥强度的依赖性。由此可以得出以下几点看法。

（1）未掺减水剂的空白混凝土与式（1）有较好的相关关系，而掺减水剂后尽管rh/rc大多落在式（1）直线的上方，但式（1）仍能较好地表现出其规律，当灰水比超过一定范围后（c/w=2.6～2.7），rh/rc 开始发生偏转，其值均处于式（1）直线延长线的下方，不过仍然表现出一种线性关系。

（2）当c/w=2.65左右时，rh/rc 向下偏转，这与水泥能够充分水化的极限水灰比0.38（c/w=2.63）极为巧合，相信这种现象并非偶然。若以式（1）作为水泥在充分水化条件下28d龄期混凝土所能获得的极限强度，则无疑水泥水化程度影响了水泥对混凝土强度的贡献。当w/c<0.38后，w/c越小，水泥水化程度越低，混凝土

28d强度与式（1）的理论强度差距越大，从而造成水泥潜能的浪费。

（3）由于当w/c<0.38后新拌混凝土的流变性能发生了某些质的变化，且混凝土水泥强度系数rh/rc 与c/w（或w/c）的依从关系亦完全不同，因而对某一特定的水泥而言，普通混凝土与高强混凝土仅仅是一个相对的概念，其分界应为w/c=0.38时。据此，由图1可以看出在普通混凝土范围内，混凝土水泥强度系数rh/rc 的上限值接近1.0,从而使混凝土与水泥在普通混凝土范围及常规工

艺条件下实现等强度成为可能。

根据以上分析可以看出，就目前常用的c50,c60高强混凝土，只要所选用的水泥具有适合的强度，完全可以当做普通混凝土以常规工艺进行生产，同时应尽量避免采用低于0.38的水灰比，以减小高水泥用量及未水化水泥后期水化对混凝土的负作用。

2、高强混凝土的后期强度衰退

高强混凝土由于采用了高用量，高标号水泥，将会因早期水化热高、收缩大等对混凝土耐久性产生不利影响，对此虽给予了足够的重视，但对高强度混凝土的后期强度衰退问题尚缺少报道。

可见，高强混凝土后期强度出现明显的衰退，尤其是低水灰比时已不受养护条件的限制。在试验中同样发现了高强混凝土后期强度衰退的问题，而且掺硅灰的高强混凝土亦有此现象。这一问题说明高强混凝土不一定就是高耐久性的混凝土，或者说目前的混凝土耐久性试验方法并不足以判断高强混凝土耐久性的优劣。

除了环境因素对混凝土的性能产生影响外，较高的早期水化热

和高水泥用量引起的高收缩是造成高强混凝土强度衰退的主要原因，未水化水泥则始终是一个隐患，其在后期继续水化时产生的收缩应力与结晶应力对混凝土内部结构的破坏作用应引起混凝土工

作者的重视。鉴于此，对高强混凝土更应该注重其高性能的开发研究。

3 高强混凝土强度变异性与适配强度

影响混凝土强度变异性的因素很多，如原材料性能的波动、计量误差、工艺稳定性、取样的代表性、试件养护条件及测试手段等，而对于一个管理上水平、生产稳定的商品混凝土生产企业来说，对混凝土强度波动的影响将集中于以下三个方面：

（1）水泥强度的变异；（2）混凝土减水剂减水率的变；（3）砂、石含水率的波动。

以上3方面实际上表现为水泥强度与水灰比的波动，直观地看出，水灰比越低，即混凝土强度越高，其变异越大，这就从理论上说明了混凝土强度的变异性（变异系数和强度标准差）随着平均强度的提高而增大的现象。

对混凝土强度控制水平的预测及适配强度的确定具有相当的指导意义和实用性，△rh 计算值与混凝土强度标准差极为相似，可作为确定适配强度时采用的强度标准差的取值依据。混凝土出厂时为满足施工需要，一般控制出场坍落度。坍落度每增减10mm，则用水量相应增减3～4kg，就是说，坍落度比设计值增减10mm，用水量的变化值约为3～4kg，相应造成的水灰比的波动约为1.5%～

2.5%。若生产中控制出场坍落度为设计值±15mm，则水灰比的相应变化率为2.5%～4.0%。该混凝土水灰比的变化率控制目标定为3%,则根据所用水泥强度确定的各等级混凝土的试配强度。

4、结语

从以上分析可以看出，高强混凝土仅是一个相对的概念，只要选用的水泥有足够的强度，完全可以用普通材料和常规生产工艺生产出优质的高强度混凝土。高强度混凝土由于对水泥强度及水灰比的波动更为敏感，生产中应加强控制混凝土坍落度的波动，可以取得良好的效果。如果某工程用c50混凝土，现场抽样平均强度达59.6mpa，强度标准差仅为2.1mpa。对于高强度混凝土后期强度衰退问题应予以重视，并进行更多的研究，使高强混凝土成为既高强又耐久的高性能混凝土。

参考文献

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