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【摘要】随着工程材料质量以及施工技术的不断提高，特别是高层建筑和超高层建筑钢筋混凝土结构发展的需要，普通强度的水泥混凝土已遠远不能满足工程需要，因此，研究和制备高强混凝土非常紧迫。现代混凝土技术的发展趋势是混凝土的高强度化和高强混凝土的流态化。
【关键字】高强度混凝土； 混凝土施工； 质量控制； 措施
1高强度混凝土概述
一般来说，在优选材料与合理设计的情况下，采用普通材料和常规工艺，完全可以配制出高强混凝土。由于混凝土的强度主要来自于水泥浆的强度、水泥浆和骨料的界面黏结强度、骨料的颗粒强度等等，所以，在研究采用普通材料与常规工艺配制高强混凝土时，也应主要从这些方面入手。
高强度混凝土主要有三大优越性：①一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，受压构件可节省混凝土30％～40％；受弯曲构件可节省混凝土大约10％～20％。②由于高强度混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性均优于普通混凝土。因此，国外的高强度混凝土除应用于高层和大跨度工程以外，还大量的用于海洋以及港口工程，它们耐海水侵蚀和海浪冲刷的能力远远优于普通的混凝土，可以大大提高工程使用寿命。③高强混凝土变形小，使构件的刚度得以提高，改善了建筑物的变形性能。
2高强度混凝土质量控制时的配合比的优化设计
混凝土是一种复杂的非匀质材料，原材料不同的混凝土其强度高低差异很大。对于高强度混凝土而言，影响强度的因素比普通的混凝土更为复杂，主要体现在以下几个方面：
2、1水泥
水泥是影响混凝土强度的最主要因素。配制高强度混凝土，应采用矿物组成合理、细度合适的高强度水泥，一般优先选取旋窑生产的强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。之所以对细度特别要求是因为水泥磨的越细，比表面积就越大，水化反应就越充分，早期强度就越高。应注意的是细度不宜太高，可能造成水化热过大，导致混凝土内部产生裂缝，反而减低了混凝土后期的强度和耐久性。
2、2粗集料
粗集料在混凝土的结构中起骨架作用，骨料的性能对于高强度混凝土的抗压强度能起到决定作用。对于高强度混凝土，粗集料的抗压强度、表面特征、最大粒径以及杂质含量等对其强度有着显著影响。
抗压强度
制备高强度混凝土，要优先选取质地坚硬的碎石，避免粗集料发生破坏。在试配混凝土前，要合理确定粗集料的抗压强度，其强度可用压碎值或岩石立方体强度来测定。碎石的压碎指标一般要小于12%。抗压强度不应小于要求配制的混凝土抗压强度指标的1.5倍。因此，选料时最好是采用辉绿岩、花岗岩等强度较高的岩石类作为集料。
表面特征
混凝土初凝时，水泥砂浆与粗集料的粘结受集料表面特征的影响较大。一般要选取近似立方体的碎石，其表面粗糙、多棱角，这样可以提高混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度，另外要严格控制针片状颗粒含量、含泥量。
最大粒径
对中、低强度混凝土来说，适当增加骨料粒径对增加混凝土强度有利，但对于高强度混凝土则可能会导致强度值下降。在混凝土拌和物中，相同重量的大粒径集料比小粒径集料表面积要小很多，与砂浆的粘结面积相应要小，则粘结力低，且混凝土的工作性差，所以大粒径集料很难配制出高强度混凝土。对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的粒径不应大于31.5mm；对强度等级高于C60的混凝土，其粗骨料的粒径最大不应超过25mm，采用标准为0.5～1cm或0.5～1.5cm规格的集料适宜。
级配
集料的级配要严格符合要求并且集料的空隙要小，通常采用两种规格的石子进行掺配。比如5～31.5mm连续级配采用5～16mm和16～31.5mm二种规格的碎石进行掺配。5～25mm连续级配采用5～16mm和10～25mm二种规格进行掺配。掺配时要处于符合级配要求的范围，可能有二种或者三种符合级配范围要求的掺配方案，选取其中体积密度较大者使用，因为体积密度大则空隙率小。
2、3细集料
沙材质的好坏，对C60以上混凝土和易性的影响比粗集料要大。一般应该优先选取级配良好、含泥量少、石英颗粒含量较多的江砂或者河砂。砂的细度模数最好在2.6～3.1的范围以内，当细度模数＜2.6时，拌制的混凝土拌和物会显得粘稠，施工很难以振捣。如果砂子过细，在满足拌和物和易性要求时，就会增大水泥的用量。砂也不宜太粗，细度模数在3.1以上时，容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能变差，从而严重影响混凝土的内在质量。
3高强度混凝土易出现的质量问题及控制措施
3、1高强混凝土裂缝的产生原因
高强度混凝土由于强度高，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化使得混凝土的导热性能很差，致使混凝土内外温差大，特别是早龄期，当温差产生的应力超过相应龄期混凝土的抗拉强度时，混凝土会产生表面乃至贯穿内部的裂缝，所以温度应力是导致产生裂缝产生的最主要原因。
3、2高强度混凝土裂缝预防的技术措施
严格控制混凝土的收缩变形，在满足泵送条件下减小坍落度以减小混凝土的收缩变形：混凝土内渗入减水剂，以减少水泥用量，从而减少水化热的产生；采用自然连续级配的粗骨料和采用中、粗砂配制混凝土，可减少水泥用量；施工时严格督促，保持振捣的密实度，延缓混凝土降温速率。对基础底板可以采用表面蓄水法进行养护，对剪力墙板应延长拆模的时间，在混凝土浇筑完毕后4~5d后再拆模，从而减少混凝土的收缩，提高混凝土的极限拉伸值。对浇筑后的混凝土进行二次振捣，能够排除混凝土因为泌水生成的空隙，极大的提高混凝土与钢筋的握裹力，增加混凝土的密实度，使混凝土抗压强度提高10%-20%,增强抗裂性。泵送混凝土会在板顶面产生较厚的水泥浆，应按设计标高用3m长的刮尺刮平，然后在初凝之前用铁滚碾压数遍，再用木蟹打磨压实，消除收水裂缝，经过12h后再进行养护。
高强度混凝土水化热温差控制用水化热较低的水泥或者加粉煤灰、减水剂降低水泥用量，预测水化热，认真审查施工方案，对混凝土中心温度与表面温度差、混凝土表面温度与平均温度温差、极端可能温差均控制在小于25℃的范围内。实际施工时对入模温度、表面温度和中心温度要及时测试，调整保温措施。
改善边界约束，设置滑力层。可采用基础底面做防水层的方法，若防水层做在基础底面时，则可采用垫层加油毡层的办法，减弱垫层对基础收缩约束力的影响，从而减小温度应力，避免应力过于集中。在孔洞周围，转角处增配斜向钢筋，在底板与壁板相接处采用斜面相交，同时增配抗裂钢筋，避免断面发生突变，防止应力集中从而减小裂缝在该处出现的可能性；合理配筋。基础底板及壁板的配筋应尽可能采用小直径、小间距。全截面含筋率应控制在0.3 ~0.5%之间，可采用为8-14的钢筋，间距100-150mm,全截面对称配置，提高抵抗贯穿性裂缝的能力；宽度70~100mm按设计要求采用后浇带进行分段施工的方法。后浇带的间距宜控制在20-30cm左右,保留时间粒期在40d左右，可消除混凝土早期温差及收缩产生的应力。
4结束语
随着高层建筑工程越来越多，而作为高层建筑广泛使用的高强混凝土施工技术也备受关注。其应用前景更为广阔，与此同时，更多的质量控制措施会越来越工艺化，以严格控制高强度混凝土的质量。
【参考文献】 [1]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景[J].广东土木与建筑，2000. [2]郑建岚.现代混凝土结构技术[M].北京：人民交通出版社，2000.
【关键字】高强度混凝土； 混凝土施工； 质量控制； 措施
1高强度混凝土概述
一般来说，在优选材料与合理设计的情况下，采用普通材料和常规工艺，完全可以配制出高强混凝土。由于混凝土的强度主要来自于水泥浆的强度、水泥浆和骨料的界面黏结强度、骨料的颗粒强度等等，所以，在研究采用普通材料与常规工艺配制高强混凝土时，也应主要从这些方面入手。
高强度混凝土主要有三大优越性：①一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，受压构件可节省混凝土30％～40％；受弯曲构件可节省混凝土大约10％～20％。②由于高强度混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性均优于普通混凝土。因此，国外的高强度混凝土除应用于高层和大跨度工程以外，还大量的用于海洋以及港口工程，它们耐海水侵蚀和海浪冲刷的能力远远优于普通的混凝土，可以大大提高工程使用寿命。③高强混凝土变形小，使构件的刚度得以提高，改善了建筑物的变形性能。
2高强度混凝土质量控制时的配合比的优化设计
混凝土是一种复杂的非匀质材料，原材料不同的混凝土其强度高低差异很大。对于高强度混凝土而言，影响强度的因素比普通的混凝土更为复杂，主要体现在以下几个方面：
2、1水泥
水泥是影响混凝土强度的最主要因素。配制高强度混凝土，应采用矿物组成合理、细度合适的高强度水泥，一般优先选取旋窑生产的强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。之所以对细度特别要求是因为水泥磨的越细，比表面积就越大，水化反应就越充分，早期强度就越高。应注意的是细度不宜太高，可能造成水化热过大，导致混凝土内部产生裂缝，反而减低了混凝土后期的强度和耐久性。
2、2粗集料
粗集料在混凝土的结构中起骨架作用，骨料的性能对于高强度混凝土的抗压强度能起到决定作用。对于高强度混凝土，粗集料的抗压强度、表面特征、最大粒径以及杂质含量等对其强度有着显著影响。
抗压强度
制备高强度混凝土，要优先选取质地坚硬的碎石，避免粗集料发生破坏。在试配混凝土前，要合理确定粗集料的抗压强度，其强度可用压碎值或岩石立方体强度来测定。碎石的压碎指标一般要小于12%。抗压强度不应小于要求配制的混凝土抗压强度指标的1.5倍。因此，选料时最好是采用辉绿岩、花岗岩等强度较高的岩石类作为集料。
表面特征
混凝土初凝时，水泥砂浆与粗集料的粘结受集料表面特征的影响较大。一般要选取近似立方体的碎石，其表面粗糙、多棱角，这样可以提高混凝土的粘结性能，从而提高了混凝土的抗压强度，另外要严格控制针片状颗粒含量、含泥量。
最大粒径
对中、低强度混凝土来说，适当增加骨料粒径对增加混凝土强度有利，但对于高强度混凝土则可能会导致强度值下降。在混凝土拌和物中，相同重量的大粒径集料比小粒径集料表面积要小很多，与砂浆的粘结面积相应要小，则粘结力低，且混凝土的工作性差，所以大粒径集料很难配制出高强度混凝土。对强度等级为C60的混凝土，其粗骨料的粒径不应大于31.5mm；对强度等级高于C60的混凝土，其粗骨料的粒径最大不应超过25mm，采用标准为0.5～1cm或0.5～1.5cm规格的集料适宜。
级配
集料的级配要严格符合要求并且集料的空隙要小，通常采用两种规格的石子进行掺配。比如5～31.5mm连续级配采用5～16mm和16～31.5mm二种规格的碎石进行掺配。5～25mm连续级配采用5～16mm和10～25mm二种规格进行掺配。掺配时要处于符合级配要求的范围，可能有二种或者三种符合级配范围要求的掺配方案，选取其中体积密度较大者使用，因为体积密度大则空隙率小。
2、3细集料
沙材质的好坏，对C60以上混凝土和易性的影响比粗集料要大。一般应该优先选取级配良好、含泥量少、石英颗粒含量较多的江砂或者河砂。砂的细度模数最好在2.6～3.1的范围以内，当细度模数＜2.6时，拌制的混凝土拌和物会显得粘稠，施工很难以振捣。如果砂子过细，在满足拌和物和易性要求时，就会增大水泥的用量。砂也不宜太粗，细度模数在3.1以上时，容易引起新拌混凝土的运输浇筑过程中离析及保水性能变差，从而严重影响混凝土的内在质量。
3高强度混凝土易出现的质量问题及控制措施
3、1高强混凝土裂缝的产生原因
高强度混凝土由于强度高，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化使得混凝土的导热性能很差，致使混凝土内外温差大，特别是早龄期，当温差产生的应力超过相应龄期混凝土的抗拉强度时，混凝土会产生表面乃至贯穿内部的裂缝，所以温度应力是导致产生裂缝产生的最主要原因。
3、2高强度混凝土裂缝预防的技术措施
严格控制混凝土的收缩变形，在满足泵送条件下减小坍落度以减小混凝土的收缩变形：混凝土内渗入减水剂，以减少水泥用量，从而减少水化热的产生；采用自然连续级配的粗骨料和采用中、粗砂配制混凝土，可减少水泥用量；施工时严格督促，保持振捣的密实度，延缓混凝土降温速率。对基础底板可以采用表面蓄水法进行养护，对剪力墙板应延长拆模的时间，在混凝土浇筑完毕后4~5d后再拆模，从而减少混凝土的收缩，提高混凝土的极限拉伸值。对浇筑后的混凝土进行二次振捣，能够排除混凝土因为泌水生成的空隙，极大的提高混凝土与钢筋的握裹力，增加混凝土的密实度，使混凝土抗压强度提高10%-20%,增强抗裂性。泵送混凝土会在板顶面产生较厚的水泥浆，应按设计标高用3m长的刮尺刮平，然后在初凝之前用铁滚碾压数遍，再用木蟹打磨压实，消除收水裂缝，经过12h后再进行养护。
高强度混凝土水化热温差控制用水化热较低的水泥或者加粉煤灰、减水剂降低水泥用量，预测水化热，认真审查施工方案，对混凝土中心温度与表面温度差、混凝土表面温度与平均温度温差、极端可能温差均控制在小于25℃的范围内。实际施工时对入模温度、表面温度和中心温度要及时测试，调整保温措施。
改善边界约束，设置滑力层。可采用基础底面做防水层的方法，若防水层做在基础底面时，则可采用垫层加油毡层的办法，减弱垫层对基础收缩约束力的影响，从而减小温度应力，避免应力过于集中。在孔洞周围，转角处增配斜向钢筋，在底板与壁板相接处采用斜面相交，同时增配抗裂钢筋，避免断面发生突变，防止应力集中从而减小裂缝在该处出现的可能性；合理配筋。基础底板及壁板的配筋应尽可能采用小直径、小间距。全截面含筋率应控制在0.3 ~0.5%之间，可采用为8-14的钢筋，间距100-150mm,全截面对称配置，提高抵抗贯穿性裂缝的能力；宽度70~100mm按设计要求采用后浇带进行分段施工的方法。后浇带的间距宜控制在20-30cm左右,保留时间粒期在40d左右，可消除混凝土早期温差及收缩产生的应力。
4结束语
随着高层建筑工程越来越多，而作为高层建筑广泛使用的高强混凝土施工技术也备受关注。其应用前景更为广阔，与此同时，更多的质量控制措施会越来越工艺化，以严格控制高强度混凝土的质量。
【参考文献】 [1]陈家辉.高性能混凝土应用现状及其前景[J].广东土木与建筑，2000. [2]郑建岚.现代混凝土结构技术[M].北京：人民交通出版社，2000.