高强混凝土在建筑施工中的应用

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1 特点

　　满足了高层建筑及特殊结构的受力和使用要求，在高层建筑中可显著减少结构截面尺寸，增大了工程的使用面积与有效空间；加快施工进度，保证工程质量以及节约用水、钢材，工程成本低。高强混凝土是具有富配合比，低水灰比特点，而且高效减少剂，是配制高强混凝土必不可少的组成部分。由于高强混凝土的坍落度损失快，要求在施工中从搅拌运输到浇筑各环节要紧扣，在短时间内完成。高强混凝土拌合物特点是粘性大，骨料不易离析，泌水量少。

　　2 适用范围

　　高层建筑、大跨度建筑、构造物以及高效预应力混凝土等。

　　3 工艺原理

　　高强混凝土是通过掺加高效减水剂、活性掺合料，选用优质材料、合理的配比和搅拌系统的计量精度、严格控制水灰比的用水量，外加剂量以及浇筑成型，养护等各个环节，达到高强的目的。

　　4 原材料：

　　4.1 水泥：应不低于525#的硅酸盐水泥。其质量必须符合GBJ175-85《硅酸盐水泥，普通水泥》规定。水泥进场后，必须进行复验，合格方可使用。

　　4.2 细骨料：中砂、细度模量2.65-3.0容量1420kg/m3左右。符合11区级配要求，其品质符合IGJ52-79《普通混凝土用砂、质量标准及检验方法》规定含泥量不得超过2%。

　　4.3 粗骨料：花岗岩碎石、石灰岩碎石，规格为0.5-2cm，最大不超过3.2cm，质地坚硬，外形接近正方形，针片颗粒状不超过5%，压碎指标9-12%，强度比与所配混凝土强度高20-50%，连续级配，含砂量不大于1%，各项技术指标符合JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。

　　4.4 F矿粉增强剂质量应符合以下要求：F矿粉增强剂质量不得低于6%；可溶性硅、铝含量分别不低于8-10%与6-8%；细度控制0.08方孔筛的筛余量为1-3%。F矿粉技术特点：用内渗10%地矿粉的高强混凝土强度与对比纯水泥强度基本相同，但每立方米混凝土可节省水泥40-50kg左右。改善了工艺性能，保水性好，一小时内无泌水现象。坍落度增大，满足泵送混凝土施工要求。价格低，仅为水泥价的1/2-2/3。高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。

　　4.5 高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。

　　4.6 水：自来水。

　　5 配合比

　　高强混凝土的配合比必须满足混的强度，耐久性要求以及施工工艺要求的和易性，可泵性，凝结时间、控制坍落度损失等。通过试配确定，并应通过现坍试验合格后，才能正式使用。

　　5.1 试配强度。高强混凝土配制强度，根据GBJ107-87（混凝土强度检验评定标准）和《高强混凝土结构施工规程建议》（初稿）的规定，并考虑现场实施条件的差异和变化确定配合比，试配强度定为所需强度等级乘系数1.15。mfcu≥mfcuk+1.64580；其中mfcu-混凝土试配强度；mfcuk-混凝土强度等级；1.645-为保证率95%系数。80-根据情况取5N/mm2。

　　5.2 高强混凝土的水灰比控制在0.28-0.32范围内，不大于0.32，并随强度等级提高而降低，对C60及其以上的混凝土，水灰比应不大于0.28，拌料的和易性宜通过外加高效减水剂和外加混合料进行调整，在满足和易性的前提下尽量减少用水量，为改善工作度，如用NF高效减水剂时，用量以不超过水泥量的1.5-2%。

　　5.3 水泥用量宜用450-500kg/m3，对60Mpa及其以上的混凝土也不宜超过550kg/m3应通过外加矿物掺合料来控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以较大幅度地减少水泥用量。高强混凝土必须采用优质水泥，其标号以525#以上。

　　5.4 砂率一般控制在26-32%，泵送时砂率应在32-36%范围内。

　　5.5 掺F矿粉混凝土配合比计算宜采用绝对体积法或假定容重法，先计算出不掺F矿粉的基准混凝土配合比，再用F矿粉置换基准混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。

　　5.6 入模坍落度范围根据运输时间混凝土浇筑技术措施确定。其大小应通过高效减水剂掺量调整，坍落度的损失，通过掺载体流化剂或NF高效减水剂控制坍落度损失。

　　6 施工工艺

　　6.1 高强混凝土拌制：投料顺序及搅拌工艺；严格控制施工配合比，原材料按重量计，要设置灵活，准确的磅砰，坚持车车过秤。定量允许偏差不应超过下列规定：水泥±2%；粗细骨料±3%；水、掺合料，高效减水剂±1%；高强混凝土搅拌时，应准确控制用水量，应仔细测定砂石中的含水量并从用水量中扣除，配料时采用自动称量装置和砂子含水量自动检测仪器，自动调整搅拌用水。不得随意加水；高效减水剂可用粉剂，也可制成溶液加入，并在实际加水时扣除溶液用水。搅拌时宜用滞水工艺最后一次加入减水剂；保证拌合均匀，制配高强混凝土要确保拌合均匀，它直接影响着混凝土的强度和质量要采用强制式搅拌机拌和，特别注意确保搅拌时间充分，不少于60秒。

　　6.2 高强混凝土运输与浇筑：快速施工。由于高强混凝土坍落度损失快，必须在尽可能短的时间内施工完毕，这就要求在施工过程中精心指挥有严密的施工组织，从搅拌、运输、浇筑几个工序之间要协调作业，各个环节要紧扣，保证一小时内完成；密实性对混凝土的强度至关重要。在施工过程中为保证混凝土的密实性，要采用高频震捣器，根据结构断面尺寸分层浇筑，分层震捣。浇筑混凝土卸料时，自由倾落高度不应大于2米；不同强度等级混凝土接处的施工宜先浇筑高强混凝土，然后再浇筑低等级混凝土，也可以同时浇筑。此时应特别注意，不应使低等级混凝土扩散到高混凝土的结构部位中去。

　　6.3 养护：为免高强混凝土因早期失水而降低强度及由于内外温差过大造成表面裂缝，因此要加强养护。高强混凝土浇筑完毕后，在八小时内加以覆盖和浇水养生。浇水次数应维持混凝土结构表面湿润状态。浇水养护日期不得少于14昼夜。冬施时间要延长拆模时间，采取保温措施，不得遭受冻害损失。

　　7 机具

　　强制式搅拌机；JS500混凝土搅拌机生产率23-27m3/h；混凝土输送泵：HBJ60拖式混凝土输送泵，输送能力排出压力5.1Mpa，水平距离620米，垂直距离115米，最大输送量58 m3/h；高频震捣器：频率8000-21000次/分。

　　8 劳动组织

　　泵送混凝土要多工种联合作业。因此，要建立施工指挥体系，合理配备人员，统一协调有关泵送事宜。

　　9 质量标准

　　9.1 高强混凝土的配制及施工，必须有严格的质量控制和质量保证制度。针对具体的工程对象，事先必须有设计、生产和施工各方共同制定的书面文件，提出质量控制和质量保证的具体细则，规定各种表记载的内容，并明确专人负责监督检查和施行。

　　9.2 高强混凝土施工前，施工单位必须对原材料性能，所配制手工劳动高强砼拌合物性能及砼硬功夫化性提出试验结果报告，等设计单位或甲方监理单位许可后，方可施工。

　　9.3 高强混凝土质量检查及验收，可参照《钢筋混凝土工程施工及验收规范》GBJ204-83中的有关规定。检查内容，应包括浇筑过程的坍落度变化及凝结时间，当环境温度与标准养护相差较大时，应同时留取在现场环境下养护的对比试件。标准养护的留取试块宜比普通混凝土所要求的增加1-2倍，以测量早期及后期强度变化，测定抗压极限强度的试件可用边长为10cm立方体，对15cm边长立方体强度的换算系数由50 Mpa到90 Mpa取0.95到0.91逐步递减,中间取值可直线内插。

　　9.4 对于大体积和大尺寸的高强混凝土工程或构件,应监测水化热造成的温升变化,并采取相应的防裂措施。

　　9.5 高强混凝土强度检验评定标准参照《混凝土强度检验评定标准》GBJ107-87的有关规定。

　　10 经济效益

　　在高层建筑中应用高强混凝土，具有缩小构件继面的承重，增加强度，加快周转，缩短工期等显著的经济效益和社会效益。

　　参考文献：

　　[1]陈本沛.混凝土结构理论和应用研究的理论与发殿[M].大连理工大学出版社.1994。