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摘要：随着建筑高度的不断增高，高强高性能混凝土的应用越来越广泛。但高强高性能混凝土的配制与质量要求十分严格。文章结合工程实例，以C60混凝土为例，从原材料的选择和配合比的设计方面介绍了配制方法，并提出了配制过程中如何控制质量的一些建议。
【关键词】：建筑；C60高性能混凝土；配制；原材料；配合比设计；质量
中图分类号：TU528文献标识码：A 文章编号：1000－8136（2011）36－0102－02
为了适应建筑高度的不断增高对结构强度高、刚度大、耐久性的需要，发展高强高性能混凝土是时代的必然趋势。但高强高性能混凝土的配制技术是十分复杂的，必须从水泥、集料、外加剂和粉煤灰等原材料选择和混凝土的配合比的合理设计方面严格控制。本文就以C60混凝土为例，并结合工程实例提出了控制高性能混凝土质量的方法。
1工程概况
某建筑工程，建筑面积共213 451 m2，地上约17.6万m2，地下约7.07万m2。工程地下2～4层为人防、停车场，地下1层及地上裙楼1～7层为商场，8层以上为4栋塔楼。其中，10层以下柱、墙混凝土强度等级设计为C60高强高性能混凝土。
2C60高强高性能混凝土的技术要求
（1）新拌混凝土要有较好的流动性、扩展度、保水性及黏聚性，只允许混凝土产生微量泌水、分层，不能有离析现象存在。
（2）新拌混凝土的流动性要好，其中要求坍落度为200±
20 mm、扩展度≥500 mm，并能保持60 min坍落度经时损失小于30 mm。
（3）具有较小的收缩值，以减少体积收缩裂缝。
（4）硬化后混凝土具有较高的强度，混凝土28 d抗压强度≥设计的强度等级1.15倍。
3C60高强高性能混凝土原材料的选择
混凝土作为一种建筑材料。只有充分利用本地特色的原材料，才有实际的应用价值。因此要对本地原材料的品质、性能有一个比较客观全面的认识，再根据经济优质、因地制宜的原则，找出适合于C60高强高性能混凝土的原材料。
3.1水泥
优先选取华润生产的强度等级42.5级的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣水泥等。在原材料中，水泥对外加剂的影响最大，水泥品种不同，矿物组成、掺合料、调凝剂、碱含量、细度等不同都将影响外加剂的使用效果，如掺有硬石膏的水泥，对于掺外加剂的混凝土将产生快硬或使混凝土初终凝时间大大缩短。
3.2集料
砂石级配和粒形对混凝土拌和物和易性影响很大，应优先选用II区天然中砂，石子应优先选用连续级配的碎石，石子的粒径宜小不宜大。另外，严格要求砂石中的含泥量和泥块含量。
3.3外加剂
C60高强高性能混凝土的胶凝材料用量大，水胶比低，强度要求高，混凝土坍落度大。为了满足混凝土的性能及施工要求，改善混凝土的和易性并提高性能，同时降低水泥用量，减少工程成本，外加剂的选择尤为重要。选用外加剂时，应着重考虑外加剂与水泥的适应性、保水性等，从而可以有效地控制混凝土拌和物的坍落度损失，提高混凝土拌和物的保水性，减少混凝土拌和物的离析和泌水。高效减水剂是高强高性能混凝土最常用的外加剂品种。减水率一般要求大于20%，以最大限度降低水灰比，提高强度。其品种中的萘磺酸盐高效减水剂与聚羧酸盐减水剂相比有明显的弊端，如减水率不够，坍落度及流动度经时损失大，收缩大、泌水多等。
3.4粉煤灰
粉煤灰的形态效应及微集料效应使得混凝土的流动性增大、保塑性增强、坍落度的经时损失减小、可泵性好。由于粉煤灰的活性效应，使水泥与高效减水剂的相容性得到改善，高效减水剂含碱所造成的副作用可能转化为有利的碱激发作用，从而带来正效应，同时使用几种矿物掺合料可达到更好的效果，获得所谓的“超迭效应”。研究表明获得超迭效应的前提是水胶比低，而C60泵送混凝土水胶比低正好有利于超迭效应的发挥。
3.5水
选用生活用自来水。
4C60高强高性能混凝土配合比设计
4.1配合比设计原则
4.1.1水灰比W/C
现行JGJ55－2000《普通混凝土配合比设计规程》中的鲍罗米公式对C60以上的混凝土已不适用，而《高强混凝土结构设计与施工指南》（Hscc－99）要求混凝土的施工配制强度不应低于强度的1.15倍，故该混凝土配制强度定为≥69 MPa。此外，水灰比是决定混凝土强度的主要因素，目前尚无完善的公式可供选用，故配合比设计时通常根据设计强度等级、原材料和经验选定水灰比。根据以上设计原则，结合工程实践与试验经验，在试验中选用了选择水胶比为0.25～0.27进行混凝土性能试验。
4.1.2用水量和水泥用量
普通强度等级混凝土中，水量可根据坍落度要求、集料品种、粒径来选择。因此，高强度高性能混凝土可参考执行，如由此确定的用水量导致水泥或胶凝材料总用量过大时，可通过调整减水剂品种或掺量来降低用水量或胶凝材料用量。也可以根据强度和耐久性要求，首先确定水泥或胶凝材料用量，再由水灰比计算用水量，当流动性不能满足设计要求时，再通过调整减水剂品种或掺量加以调整，考虑到混凝土在运输期间坍落度会有所损失，故将试配时混凝土的坍落度控制在220～240 mm之间，又因单方用水量不宜超过180 kg，故选用145 kg。根据水灰比0.25～0.27，计算得出每立方米混凝土胶凝材料用量为537～603 kg。
4.1.3砂率
根据《混凝土泵送施工技术规程》（JGJ/T10－95）及《普
通混凝土配合比设计规程》（JGJ55－2000）规定，泵送混凝土的砂率为38%～45%。但由于C60高强高性能混凝土胶凝材料用量较大、用水量较少，故适当降低砂率，选34%～38%即可。并通过试验确定最优砂率。
4.2C60高强高性能混凝土配合比实验与应用
根据《高强混凝土结构技术规程）（CECS104：99）及《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55－2000）及以往混凝土配合比设计经验，确定试配强度为69.0 MPa，砂率取36%，粉煤灰按5%掺入，超量系数取1.4，矿粉按20%掺入，超量系数取1.1%，容重取2 400 kg/m3。水灰比以0.26为基准分别增减±0.01，经计算得出配合比，进行试配，并进行混凝土拌合物性能、混凝土力学性能和耐久性能检测。
4.2.1混凝土实验配合比确定
采用水胶比分别为0.25、0.26、0.27拌制3组混凝土拌和物，并测试其工作性能与立方抗压强度、氯离子扩算系数及混凝土干缩率。
3组拌和物分别观察其稠度、黏聚性、保水性、制作R7、R28试件进行强度检测与耐久性能检测，最终选用水胶比0.25为施工混凝土配合比。
4.2.2混凝土泵送及混凝土养护
C60高强高性能混凝土黏度较大，当混凝土泵送出现压力升高且不稳定、油压升高、输送管明显振动等现象而泵送困难时，不得强行泵送，应立即查明原因，采取措施排除，可先用木槌敲击输送管的弯管、锥形管等部位，并进行慢速泵送或反泵，防止堵塞。
C60高强高性能混凝土构件中，因水泥用量高，混凝土水化热大，混凝土内部温度高，水分散失快，为避免产生干缩裂缝，在混凝土达到终凝后，顶部覆盖棉被浇水养护。终凝12 h，拆除墙、柱模板，边拆边挂棉被浇水养护，为保证养护质量，棉被满挂，并用铁丝将麻袋绑在构件上，使棉被紧贴其上，不间断循环浇水，使棉被始终保持温润，平台满铺麻袋浇水养护。养护时间不少于14 d。
4.2.3混凝土质量评定
本工程施工中发现，所供C60高强高性能混凝土较好地解决强度与混凝土可泵性这一技术难题。施工过程中混凝土工作性能良好，黏聚性与保水性良好。无离析泌水现象。根据现场随机取样制作并送试验室检测的C60试块30组试压结果得知：fcu，max＝73.6 MPa，fcu，min＝65.5 MPa，mfcu＝68.52 MPa，feu，k＝60.0 MPa，按GB 50204－2002标准中统计方法评定混凝土强度，评定结果表明该批C60混凝土合格。构件外观检查高强混凝土柱和墙均未发现裂纹等异常情况。
5结束语
综上所述，配制C60高强高性能混凝土要求选用优质水泥、优质的集料，特别要求选用用特殊材料配制的优质掺合料和高性能外加剂。在运输、泵送及养护中均有严格的要求，这样才能获得高强高性能优质的混凝土，确保工程质量。
参考文献
1 唐宇田、刘晓波、王佩勋.湿热气候下大体积C60高性能混凝土的配合比设计［J］.国防交通工程与技术，2003（03）
2 黄蔚琳.浅谈C60高强高性能混凝土的配合比设计及应用［J］.中华民居，2011（07）
On the Mix Design of C60 High－performance Concrete
Ye Qing
Abstract: With the constant increase in building height, the application of high－strength and high－performance concrete is more widely. However, the preparation and quality requirements of high－strength and high－performance concrete is very strict. Combined with project examples and taking C60 concrete as an example, the article introduces the preparation method from the aspects of raw material selection and mix design, and proposes some recommendations on quality control in preparation process, with a certain reference.
Key words: construction; C60 high－performance concrete; preparation; raw materials; mix design; quality
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发表于 2020-5-23 01:58:02
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