关于高强度高性能混凝土的优势及配比

关于高强度高性能混凝土的优势及配比

李满赫

天津市住驰混凝土有限公司

摘要：当前高强度高性能混凝土被普遍应用，通常情况下其配比能满足大多数建筑工程的需求。基于进一步确保建筑物的质量，本文简略的介绍下高强度高性能混凝土的概念，特别是它的优势和配合比，同时通过列举了几种有代表意义的施工要求，从而对其进行阐述。

关键词：高强度高性能混凝土；性能优势；配比；施工要求

引言

自从高强度高性能混凝土被大规模的使用，人们慢慢了解和熟悉它。从技术层面上来讲，我国的技术水平相对于过去已到达新的高度，建筑工程技术人员也已掌握了较高难度的技术；从混凝土的制作层面上来讲，高强度高性能的混凝土是一种高耐久性、高施工性、高强度的混凝土，因此，它的制作要求相当严格。尽管混凝土的优势很多，但如果不了解其性能，在施工过程中运用不当，便很难发挥其应有的优势用途，甚至造成隐患，可见其难度之大。

一、高强度高性能混凝土的概念及主要特点

1.1高强度高性能混凝土的概念

对于各国来说，对高强高性能混凝土并没有一个明确的定义，而就我国目前的水平而言，则将强度等级不低于C50，且具有良好的耐久性、施工性和均匀密实的混凝土称为高强度高性能混凝土。但就国际现在的情况来看，将强度不低于C60的混凝土称为高强高性能混凝土才是最为适宜。

1.2高强度高性能混凝土的主要特点

混凝土在使用过程中大受欢迎是因为其坚固耐用的特点，下面就对其特点加以说明：

1.2.1配合比

首先，高强度高性能混凝土的用水量和水泥用量比传统的混凝土少得多，导致平常配置混凝土的公式基本不能适用于C50以上的混凝土，并且水和灰的比依然是混凝土强度的决定因素。此外，高强混凝土中还添加了外加剂来改善混凝土的性能。

其次，硅粉可以使混凝土的强度增加，其效果还算显著，但也有负面效果，从而降低了混凝土的抗裂性。天然的沸石粉磨碎后可以掺和到混凝土中，增加混凝土的粘合性，改善它的密实程度，抗透性增强，有利于提高混凝土的耐久性和强度。

再次，减水剂的最佳掺量是根据混凝土的坍落度损失、保水性和粘聚性的影响来考虑，但一般为胶材用量的1%以内，在掺量范围之内，不能因减水的需要而超量加量。

1.2.2耐久性

混凝土的耐久性指的是混凝土在硬化过程中体积稳定，水热低化，少裂痕，在硬化后结构密实、抗透性良好、热胀冷缩时的收缩程度小。

据我国的一项调查研究显示，在南方潮湿的环境下，大部分的钢筋都会被锈蚀，而50%左右的混凝土已碳化到钢筋表面，因此，高强度高性能混凝土成为解决耐久性最有效的办法。

二、高强度高性能混凝土的优势

2.1抗压性

从之前到现在，混凝土的强度从C30提升到C60，对受压构件可减少30%-40%；对受弯构件可节省10%-20%。高强度高性能混凝土不容易变形，还提高了构件的强硬程度。

凝土的成本要比普通混凝土的成本更高一点，但因为减少了截面，结构自身的重量减轻，这对自身重量占比很大的建筑物来说有着非常重要的意义。而且，随着截面的减小，不仅使建筑物变得更加得美观，而且还可以增加建筑物的使用面积增大，就拿深圳得贤成大厦来说，该大厦在建筑时本计划使用C40的混凝土，后改用了C60，使其底层面积增大了1060平方米，取得了显著的经济收益。

2.2抗冻性和抗渗性

因为高强度高性能混凝土的耐久性非常良好，远远高于普通的混凝土，所以这种混凝土不仅用于常见的高楼大厦的建筑选材之中，还用于港口，堤坝以及大量的海洋工程。高强度高性能混凝土抵抗海水腐蚀的能力远远优于一般的混凝土，可以大大的增加建筑物的使用寿命。

三、高强度高性能混凝土的配合比设计

3.1水灰比W/C

在配置高强度高性能混凝土时，由于该混凝土用水量少，水灰比一般低于0135，对于更高强度的混凝土，水灰比取0122左右[3]，且水必须要使用磁化水，这种水是流经磁场的普通水，可以高效的提高水的活性，使水泥水化效果增强，便于混凝土的配制。此外，高强度混凝土的用水量和普通水泥的用水量基本类似，可以参照混凝土的材料来选择掺和料的中来和调整掺量来降低用水量。

3.2骨料、沙

在配置高强度高性能混凝土的材料中，选择优质沙尤为必要。通常采用细度大于2.6的中砂，且含泥量还应小于1.5%。

而且骨料应该挑选吸水率稍低的碎石，其强度应大于混凝土的2倍以上，且骨料粒径一般不宜大于25mm，针片状的含量不宜大于5%，含泥量不应大于1%。在选用碎石时，最好选取棱角碎石，该形状的碎石能形成具有高摩擦力的结构，有利于增加混凝土的强度。

3.3外加剂

配置高强度高性能的混凝土主要的方法之一就是添加高效的外加剂，例如减水剂、抗裂剂、引气剂。在拌制高强度高性能的混凝土的时候，均匀加入微小的气液，能够增强混凝土的粘聚性，使混凝土更抗冻，从而提高其耐久性。为提高混凝土的强度，还需加入减水剂，考虑保水性和粘聚性等因素的影响，来决定其掺量。减水剂不但可以有效的降低混凝土的水灰比，还能减少混凝土中的游离水，从而来减少混凝土中的缝隙，加强了混凝土的密实性，提高了混凝土的强度。而且，减水剂可以有效的发挥骨料的作用，使混凝土能够承担的强度增加。

3.3掺和料

一般情况下按照混凝土性能的要求、经验选择和实验的资料来选择掺和料料，其计算的方法和普通的混凝土基本相同，可以极大程度的改善混凝土的强度、抗透性等性能。

3.4.1硅粉

所谓硅粉，就是在生产硅铁时产生的灰，是高强度高性能混凝土配置材料中最常见的一种掺和料。其中SiO2含量可达90%以上，属火山灰的活性最高，能够有效的填充水泥的空隙，从而可大大提高混凝土的强度。硅粉的掺量一般为水泥掺量的5%-10%。

3.4.2矿渣

矿渣的掺量一般控制在20%-50%之间。矿渣被磨的越细，它的活性也就越大，其作用就越显著，但也因此增加了成本。

3.4.3煤灰

一般采用一级灰，其掺量控制在20%-30%之间。通过使用细粉末和火山灰，来改善高强度高性能混凝土的粘聚性。煤灰的作用和矿粉基本上类似，但是它的抗裂性却远远优于矿粉。

3.4.5沸石粉

天然的沸石粉含有大量的活性SiO2，将其磨细之后加入到高强混凝土的拌制中，不但能够有效的改进混凝土的性能，并且后期还能提高混凝土的强度和耐久性。掺量一般控制在5%-15%。

四、结论

高强度高性能混凝土对建筑业的飞速发展做出了巨大的贡献，已成为建筑业材料中必不可少的一部分，但也对混凝土性能的提出更高的要求，特别是一些庞大规模的工程更应该使用强度高的混凝土，这意味着混凝土技术仍需要不断的进行完善，其生产过程更是需要高素质的技术人员、高完善的生产设备和高水平的质量监管，只有这样，才能使高强度高性能的混凝土得到更为普遍应用，并且发挥出其优势，更好的服务于社会生产建设。

参考文献：

[1]张玉，陈旭，魏慧，吴涛.不同强度等级的高强轻骨料混凝土配合比研究[J].硅酸盐通报，2016-07-08.

[2]杜正伟，梁韵婕，郑义文，吴文涛.高强混凝土的应用和发展趋势[J].建材与装饰，2018-03-08.

[3]吴国伟.高性能混凝土配合比设计研究[J].建设科技，2017-05-07.

[4]李云峰，马建栋，张帅，李强龙，王东红.偏高岭土掺合料对高强混凝土抗压强度的影响[J].中国科技论文，2017-07-08.