高強混凝土的原材料選擇及施工質量控制要點分析

萬晉榮 田澍龍 高文龍

（1.甘肅第六建設集團股份有限公司，甘肅 蘭州730000，2.甘肅華隴混凝土有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

高強混凝土已成功運用于鐵路、隧道、水工大壩、地下結構領域?；炷林饕煞职?、水、粗骨料、細骨料、礦物摻合料、外加劑等，要配制出高強度的混凝土，首先要明確影響強度和工作性能的主要因素，需要從原材料的選擇，配合比、運輸、澆筑、成型養護等各個環節做好相應的質量控制工作，使混凝土性能達到標準要求[1]。因此，本文對配制高強混凝土材料的選材及施工過程質量控制要點進行全面分析。

1 原材料的選擇

1.1 骨料的選擇

1.1.1 細骨料的選擇

細骨料通常分成兩類，一類是機制砂，一類是天然砂，在高強混凝土構成中細集料占比應少于一般混凝土。選擇細骨料時應將級配優良、含泥量小的天然中砂作為首選，最理想的是形狀為圓形、級配優良的河砂，根據以上要求選取蘭州市雁灘河砂[2]，其檢測數據見表1。

表1 雁灘河砂檢測數據

1.1.2 粗骨料的選擇

對于混凝土而言，粗骨料是整體框架，在混凝土架構中發揮著非常重要的作用，混凝土抗壓性能直接取決于粗骨料的性能，粗骨料的硬度、顆粒級配和最大粒徑直接影響混凝土的抗壓強度。

（1）粗骨料強度

粗骨料的抗壓強度對混凝土的強度影響很大，如果選擇抗壓強度不高的粗骨料配制高強混凝土，盲目增大水泥含量亦或減小水膠比，均無法有效提升混凝土強度，選用的骨料抗壓強度為混凝土設計要求的150%～200%時，才可以確?；炷翉姸冗_標。

（2）粗骨料表面特性

粗骨料的表面特性對混凝土的強度影響也是不可忽略的。一般配制高強混凝土時，對粗骨料中針片狀的含量要嚴格控制。因為針片狀碎石促使混凝土空隙率增高，混凝土緊密性下降，使混凝土和易性降低，導致骨料黏附力減弱。針片狀含量較高時在受到外部應力時容易發生折斷，配制出的混凝土空隙率變大，較易導致泌水問題產生，坍落度大幅下降，從而對混凝土強度產生負面作用[3]。因此，制備高強混凝土候應使用針片狀含量小、石粉含量小的球形或立方體形的碎石。

（3）骨料最大粒徑

碎石的最大粒徑會對混凝土的強度產生較大影響。根據生產試驗證明，粒徑最高數值應不超過9.5~16mm范圍，便可將粗骨料對混凝土強度的不良影響控制在最小水平，也就是粗骨料的粒徑方孔篩最大選用19mm，依據試驗得到常用粒徑數據：4.75~16mm骨料能夠得出強度最高的混凝土；使用4.75~16mm亦或4.75~9.5mm粒級的骨料可配制最理想的混凝土[4]。

（4）骨料的顆粒級配

好的粗骨料級配一定要在保證混凝土密實度的前提下還能夠減少水泥用量，粗骨料的級配一定要大的堆積密度和小的空隙率，減少表面積來減少用水量。為確?；炷恋暮鸵仔?，粗骨料大約占骨料總量的70%左右，混凝土的強度可達到最大。根據以上要求，此次選用蘭州地區整形碎石，其性能檢測數據見表2。

表2 整形碎石性能數據（單位：%）

1.2 水泥及摻和料的選擇

水泥級摻和料的選擇。水泥選用甘肅祁連山水泥集團有限公司生產的普通硅酸鹽52.5級水泥，摻合料選用蘭州地區天和源牌Ⅰ級粉煤灰，減水劑選用蘭州地區湘星牌高性能減水劑。以上原材料的性能指標見表3。

表3 各原材料的性能指標檢測數據

2 高強混凝土施工過程的質量控制

2.1 配合比的控制

（1）高強混凝土對材料要求比較高，聚羧酸外加劑對原材料的敏感度較高，生產前須確保計量系統運行正常、精確無誤，特別是外加劑計量系統，要保證外加劑誤差可控，不泄露，不堵塞。

（2）與一般混凝土比較，高強混凝土砂率通常不高，其黏著性突出，為保證高強混凝土的勻質性，需要恰當增加拌合時長，而拌合時間過長會致使混凝土流動性能下降，因此，可將拌合時間設定為不低于90s。

（3）C80混凝土水膠比處于低水平，施工過程中一定要精準檢測砂占比、石占比，對混凝土中水的使用量進行嚴控。初步配合比設計見表4，經過反復的平行試驗，使混凝土各項指標達到設計標準，混凝土的工作性能指標見表5。

表4 初步配合比設計（單位：kg）

表5 C80混凝土性能指標

（4）添加劑的計算一定要精準，誤差不可超過0.1kg/m3。

（5）逐車檢測，不達標的不能夠出場。

2.2 運輸控制

（1）將運送高強混凝土的車輛和運送一般混凝土的車輛分開，以免對混凝土性能產生不良影響。

（2）為避免攪拌車中有水、余漿殘留對混凝土硬度、性能等產生不良影響，接料之前先把運輸車輛進行全面清理，把車中水、余漿全部清除，查看水路閥門密封性，保證混凝土水膠比不發生變化。

（3）混凝土在運送期間應當將滾筒轉動速度保持在3～4r/min，讓混凝土拌合物維持勻稱狀態，確?；炷敛怀霈F離析、前后不勻稱等問題；將混凝土卸下之前先以較高的速度讓罐體轉動1min以上，如果澆筑期間需暫停作業，罐體轉動速度減慢但不可停轉，恢復正常后再次按照上述步驟卸料。澆筑作業完成后對葉片進行清潔時避免水流進混凝土內，滾筒內不可有水存積。

2.3 泵送控制

（1）泵送作業前需檢驗每車的混凝土，核心指標擴展度≥60cm并且所有的指標都要達到標準，不然不予接收。

（2）C80混凝土需使用大量的膠凝材料，為此黏聚性突出，在泵送過程中容易出現較大的阻力，為此，澆筑作業前先要仔細查看作業現場管線布設情況，盡可能降低泵管彎頭數量，接頭位置不可存在漏氣、漏漿等問題。

（3）配置有實踐經驗的專業泵工，在泵送施工時負責監測泵送機械技術參數是否正常，產生異常狀況應馬上暫停作業，且告知有關人員，排除異常因素后恢復作業，并將各種參數完整記錄下來，以備查閱。

2.4 澆筑控制

（1）應確?；炷翝仓倪B貫性，澆筑前應對澆筑規模進行精準核算，澆筑過程中應重視混凝土性能、配筋狀況、構件外形，依據試驗結果與施工的現實情況設定澆筑速率。

（2）混凝土澆筑時應連續泵送，必要時降低泵送速度，施工停歇時，泵管內的混凝土每隔10min必須泵送幾下，以免造成堵管問題；若泵停止時間在1.5h以上，應把管內混凝土全部清理干凈，并對泵機進行清潔。泵送時禁止往泵槽中添加水。

（3）監測現場澆灌的混凝土，澆筑作業時一定要安排專人在作業現場檢測混凝土的各項指標，內容包括擴展性能、坍落系數等，若發現混凝土性能存在顯著變動，第一時間和攪拌站技術人員進行溝通，并立即對混凝土配比進行調節。在降雨、雪時不宜在露天澆筑混凝土[5]。

2.5 養護控制

（1）混凝土澆筑完畢，應及時采取噴灑專業養護劑、遮蓋塑料薄膜、噴霧等養護方法。對于樓板位置與底板位置的混凝土，澆灌后硬度達到能夠上人的標準時，及時將薄膜去掉，改用草簾遮蓋，如果有條件，可使用蓄水的方式進行養護，確保濕養護時間在14d以上；截面較大的柱子，應當使用濕麻袋圍裹的方式進行養護，還可采用涂抹養護劑的方式養護。

（2）強度較大的混凝土具有較低的水膠比，在最終凝結前的水分蒸發較易導致收縮裂縫的出現，因此養護十分關鍵。寒冷季節混凝土表面不可使用噴水的方式進行養護，高溫時節應防止陽光照射混凝土表層的塑料薄膜，避免混凝土溫度快速增高，混凝土終凝后應第一時間噴水養護。為降低自密實混凝土非負載開裂問題的產生，一定要自混凝土進入模板起實施噴水養護，在混凝土塑性環節以薄膜進行遮蓋，在混凝土具有了一定硬度后，使用濕麻布遮蓋，且在恰當時間澆水，目的是讓混凝土有效散熱，讓水化熱的峰值保持在較低水平。

3 高強混凝土的研發改進方向

高強混凝土的研發還需從以下幾個方面作進一步的完善及提升：對有不同施工要求的高強混凝土，并沒有相應經濟合理的配合比設計方法；高強混凝土的外加劑性能要求高，靈敏度大，適用范圍相對較窄，國內專業技術人才較少，制約高性能外加劑的開發和利用；高強混凝土相比普通混凝土施工工藝更為簡單，但由于使用較少，工藝熟練程度和改進方法還有待不斷研究。

4 結束語

綜上所述，要配制出高強混凝土，在原材料的選擇環節，首先應作好粗、細骨料的級配選擇以及水泥和摻合料的選擇；在施工過程中，重點應從配合比的控制、運輸過程、澆筑方式、成型養護等幾個環節做好相應的質量控制工作，確?；炷列阅苓_到了標準要求。

高強混凝土質量優良，施工速度快，減少勞動強度，能大量利用礦粉、粉煤灰，有利于節約資源及保護環境，具有較好的經濟效益和社會效益。