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【摘要】随着科学技术的发展，对水泥及混凝土的数量要求日趋增大，性能要求也日趋提高、需求日趋增多。本文主要阐述了高强混凝土配制的原材料选择、成型工艺与养护工艺等技术问题。
【关键词】高强混凝土；原材料；成型养护
因普通混凝土与其他材料相比具有材料供给充足、强度较高、可塑性和耐久性良好，得以快速发展，广泛应用在工民建、交通设施、水利工程及基础工程中。随着科学技术的发展，对水泥及混凝土的数量要求日趋增大，性能要求也日趋提高、需求日趋增多。传统混凝土技术由于它自身性能的限制已不能满足发展的要求，为适应不同结构、建筑类型、用途的要求，各种“特种混凝土”随即产生，如：水下浇筑的不分散混凝土，可应用在化工工业要求的具有抗各种腐蚀介质耐蚀性混凝土，能满足冶金建材工业要求的耐热、耐火混凝土，可满足高等级公路要求的高耐磨性、抗冻性和低振动性的道路混凝土，适合于城市步行道路的有其良好的透水、排水和城市绿化特征的绿色混凝土
1、高强混凝土配制的原材料选择
高强混凝土的原材料有胶凝材料、砂石骨料、外加剂、矿物掺合料和拌和水等。原料的选择如何，是配制高强混凝土的基础和关键，一定要予以高度重视。
1.1 胶凝材料
高强混凝土配制，其水泥用量不可超过550kg/m3，水泥的细度为3500~4000cm2/g最为适合，水泥的强度等级通常要高于一般混凝土的强度等级，应选用强度等级为525MPa或更高强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。在混凝土强度等级在C60以下时，选用强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥也可。不管哪个厂家的水泥，一定要满足强度、质量穩定、需水量低、流动性好、活性较高的要求。
1.2 骨料
高强混凝土配制，应采用抗压强度高的优质骨料，如高强度骨料和活性骨料，致密的花岗岩、大理石等；骨料粒型要坚实带有棱角，要选用立方体的碎石，不可使用天然砾石；骨料级配适合连续，并要在要求范围内，骨料中异形颗粒不可超过5%，各种杂质如：黏土、云母、轻物质、硫化物及硫酸盐、活性氧化硅等的含量应控制在1％之内。
高强混凝土配制，要用纯净的砂，含泥量不可超过2%；云母含量根据质量计应小于2%；轻物质含量根据质量计要小于1%；硫化物及硫酸盐含量根据质量计应小于1%；有机质含量根据比色法评价，颜色要浅于标准色。细骨料的级配必须满足要求，砂的细度模数不可小于2.4，要控制在2.7~3.1范围内。
1.3 外加剂
高强混凝土配制，要掺加相当量的高效减水剂，这可改善混凝土性能。工程实践证明，高效减水剂已成为高强混凝土中重要材料。按照我国混凝土外加剂的质量标准，高效减水剂的减水率不可小于12%。根据化学成分不同，高效减水剂一般为萘系、酸系、三聚氰胺系和氨基磺酸盐系四类，现在常用的是萘系和三聚氰胺系高效减水剂。配制强度等级较高的高强混凝土时，要选用非引气型高效减水剂；配制强度等级不特别高的高强混凝土时，有较高的抗冻性或较好的可泵性，要选用引气型高效减水剂，或采用高效减水剂和引气剂复合的方式。
1.4 矿物掺合料
高强混凝土配制，要加入适量的活性掺合料，促进水泥水化产物的转化，以提高混凝土配制强度、降低工程造价、改善高强混凝土性能。
（1）粉煤灰
粉煤灰是燃煤电厂、矸石电厂炉烟道中产生的工业废料，呈细颗粒粉末状。在掺粉煤灰后可减少混凝土内的空隙，能明显提高混凝土的强度。掺入粉煤灰后的混凝土，早期强度发展较慢，后期强度发展快，最终强度有所增长，因此，在工程设计和施工中可利用后期强度非常有利。粉煤灰本身的球形玻璃体光滑表面可改善混凝土拌和物的和易性，可减少混凝土拌和物的用水量，减少泌水和离析。
（2）沸石粉
天然沸石粉是一种特殊的火山灰质材料，是含有许多微孔的骨架状硅酸盐结晶矿物。在混凝土中使用的是斜发沸石和丝光沸石，它的化学成分与粉煤灰相似。天然沸石粉不但有较大的内表面积，还有一定的水硬性，掺加沸石粉后，水泥水化产生的Ca（OH）：被其吸收，结晶状态也由原来的片状变为CSH相，可提高混凝土强度。
（3）硅粉
硅粉是电炉生产工业硅或硅铁合金的副产品，从炉子排出的废气中过滤收集得到。其活性比水泥高一至三倍。配制强度等级不小于C80的高强混凝土，掺加硅粉是一种重要手段。
1.5 拌和水
配制高强混凝土的用水，通常为可饮用水。水中不可含有对水泥正常凝结与硬化有影响的有害杂质，pH值不可小于4。
普通水经磁场磁化，产生磁化拌和水。用磁化水拌制混凝土，因水的“活性”提高，水与水泥进行水解水化作用，能使水分子由水泥颗粒的表面进入颗粒内部，加快水泥的水化作用，提高混凝土的强度。
2、高强混凝土成型工艺与养护工艺
2.1 成型工艺
混凝土从高处自由倾落高度通常要小于2m，在高强混凝土拌和物的水胶比小并有较好稠度时，自由倾落高度要增加到3m。
在混凝土拌和物受到振动而紧密时，产生两个变化过程：一是骨料下沉，其空间相对位置紧密；二是水泥浆结构在水泥粒子凝聚过程中密实，即适宜的振动能降低混凝土拌和物的黏度，使各粒子逼近，并使水粒子分散。
一般所采用的振动设备仅可振实骨料，而不能振实水泥水化物与其他小颗粒，不能实现水泥粒子振实的理想状态。高强混凝土适合用高频振动器振捣。我国已广泛使用的高频电磁振动器，高频电磁振动器不但可振实粗、细骨料，还可振实水泥颗粒。采取振动加压、高频振动、离心成型或真空吸水、聚合物浸渍等技术方法，均能提高混凝土强度。
2.2 混凝土养护工艺
高强混凝土水灰比小，含水量较少，施工养护的好坏对混凝土强度的影响比普通混凝土要大，要重视其养护工作。高强混凝土在浇筑后5h内要覆盖并浇水养护，或在它的表面喷刷养护液。养护时间要大于14d。
高强混凝土因水泥用量较大，水泥水化热量较多，水化热升温较多。除尽可能压缩水泥用量，用活性矿物掺合物替代部分水泥、降低原材料温度、避免炎热条件下的施工等外，加强养护也是防止出现温度裂缝的重要措施。
混凝土养护的方式较多，蒸压养护是提高混凝土强度的重要途径。干~湿热养护是比较理想的工艺，它的优点是混凝土的增强过程合理。在养护制度上，采用适合水泥特征的养护参数，也对混凝土强度的提高有利。
【关键词】高强混凝土；原材料；成型养护
因普通混凝土与其他材料相比具有材料供给充足、强度较高、可塑性和耐久性良好，得以快速发展，广泛应用在工民建、交通设施、水利工程及基础工程中。随着科学技术的发展，对水泥及混凝土的数量要求日趋增大，性能要求也日趋提高、需求日趋增多。传统混凝土技术由于它自身性能的限制已不能满足发展的要求，为适应不同结构、建筑类型、用途的要求，各种“特种混凝土”随即产生，如：水下浇筑的不分散混凝土，可应用在化工工业要求的具有抗各种腐蚀介质耐蚀性混凝土，能满足冶金建材工业要求的耐热、耐火混凝土，可满足高等级公路要求的高耐磨性、抗冻性和低振动性的道路混凝土，适合于城市步行道路的有其良好的透水、排水和城市绿化特征的绿色混凝土
1、高强混凝土配制的原材料选择
高强混凝土的原材料有胶凝材料、砂石骨料、外加剂、矿物掺合料和拌和水等。原料的选择如何，是配制高强混凝土的基础和关键，一定要予以高度重视。
1.1 胶凝材料
高强混凝土配制，其水泥用量不可超过550kg/m3，水泥的细度为3500~4000cm2/g最为适合，水泥的强度等级通常要高于一般混凝土的强度等级，应选用强度等级为525MPa或更高强度等级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。在混凝土强度等级在C60以下时，选用强度等级为42.5MPa的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥也可。不管哪个厂家的水泥，一定要满足强度、质量穩定、需水量低、流动性好、活性较高的要求。
1.2 骨料
高强混凝土配制，应采用抗压强度高的优质骨料，如高强度骨料和活性骨料，致密的花岗岩、大理石等；骨料粒型要坚实带有棱角，要选用立方体的碎石，不可使用天然砾石；骨料级配适合连续，并要在要求范围内，骨料中异形颗粒不可超过5%，各种杂质如：黏土、云母、轻物质、硫化物及硫酸盐、活性氧化硅等的含量应控制在1％之内。
高强混凝土配制，要用纯净的砂，含泥量不可超过2%；云母含量根据质量计应小于2%；轻物质含量根据质量计要小于1%；硫化物及硫酸盐含量根据质量计应小于1%；有机质含量根据比色法评价，颜色要浅于标准色。细骨料的级配必须满足要求，砂的细度模数不可小于2.4，要控制在2.7~3.1范围内。
1.3 外加剂
高强混凝土配制，要掺加相当量的高效减水剂，这可改善混凝土性能。工程实践证明，高效减水剂已成为高强混凝土中重要材料。按照我国混凝土外加剂的质量标准，高效减水剂的减水率不可小于12%。根据化学成分不同，高效减水剂一般为萘系、酸系、三聚氰胺系和氨基磺酸盐系四类，现在常用的是萘系和三聚氰胺系高效减水剂。配制强度等级较高的高强混凝土时，要选用非引气型高效减水剂；配制强度等级不特别高的高强混凝土时，有较高的抗冻性或较好的可泵性，要选用引气型高效减水剂，或采用高效减水剂和引气剂复合的方式。
1.4 矿物掺合料
高强混凝土配制，要加入适量的活性掺合料，促进水泥水化产物的转化，以提高混凝土配制强度、降低工程造价、改善高强混凝土性能。
（1）粉煤灰
粉煤灰是燃煤电厂、矸石电厂炉烟道中产生的工业废料，呈细颗粒粉末状。在掺粉煤灰后可减少混凝土内的空隙，能明显提高混凝土的强度。掺入粉煤灰后的混凝土，早期强度发展较慢，后期强度发展快，最终强度有所增长，因此，在工程设计和施工中可利用后期强度非常有利。粉煤灰本身的球形玻璃体光滑表面可改善混凝土拌和物的和易性，可减少混凝土拌和物的用水量，减少泌水和离析。
（2）沸石粉
天然沸石粉是一种特殊的火山灰质材料，是含有许多微孔的骨架状硅酸盐结晶矿物。在混凝土中使用的是斜发沸石和丝光沸石，它的化学成分与粉煤灰相似。天然沸石粉不但有较大的内表面积，还有一定的水硬性，掺加沸石粉后，水泥水化产生的Ca（OH）：被其吸收，结晶状态也由原来的片状变为CSH相，可提高混凝土强度。
（3）硅粉
硅粉是电炉生产工业硅或硅铁合金的副产品，从炉子排出的废气中过滤收集得到。其活性比水泥高一至三倍。配制强度等级不小于C80的高强混凝土，掺加硅粉是一种重要手段。
1.5 拌和水
配制高强混凝土的用水，通常为可饮用水。水中不可含有对水泥正常凝结与硬化有影响的有害杂质，pH值不可小于4。
普通水经磁场磁化，产生磁化拌和水。用磁化水拌制混凝土，因水的“活性”提高，水与水泥进行水解水化作用，能使水分子由水泥颗粒的表面进入颗粒内部，加快水泥的水化作用，提高混凝土的强度。
2、高强混凝土成型工艺与养护工艺
2.1 成型工艺
混凝土从高处自由倾落高度通常要小于2m，在高强混凝土拌和物的水胶比小并有较好稠度时，自由倾落高度要增加到3m。
在混凝土拌和物受到振动而紧密时，产生两个变化过程：一是骨料下沉，其空间相对位置紧密；二是水泥浆结构在水泥粒子凝聚过程中密实，即适宜的振动能降低混凝土拌和物的黏度，使各粒子逼近，并使水粒子分散。
一般所采用的振动设备仅可振实骨料，而不能振实水泥水化物与其他小颗粒，不能实现水泥粒子振实的理想状态。高强混凝土适合用高频振动器振捣。我国已广泛使用的高频电磁振动器，高频电磁振动器不但可振实粗、细骨料，还可振实水泥颗粒。采取振动加压、高频振动、离心成型或真空吸水、聚合物浸渍等技术方法，均能提高混凝土强度。
2.2 混凝土养护工艺
高强混凝土水灰比小，含水量较少，施工养护的好坏对混凝土强度的影响比普通混凝土要大，要重视其养护工作。高强混凝土在浇筑后5h内要覆盖并浇水养护，或在它的表面喷刷养护液。养护时间要大于14d。
高强混凝土因水泥用量较大，水泥水化热量较多，水化热升温较多。除尽可能压缩水泥用量，用活性矿物掺合物替代部分水泥、降低原材料温度、避免炎热条件下的施工等外，加强养护也是防止出现温度裂缝的重要措施。
混凝土养护的方式较多，蒸压养护是提高混凝土强度的重要途径。干~湿热养护是比较理想的工艺，它的优点是混凝土的增强过程合理。在养护制度上，采用适合水泥特征的养护参数，也对混凝土强度的提高有利。