高強混凝土施工技術研究

　　關鍵詞：高強混凝土；泵送工藝；施工技術

　　0. 引言

　　目前對高強混凝土的界定是指混凝土抗壓強度等級C50以上的混凝土，其主要通過添加外加劑以及摻合料，使新拌混凝土在水泥硬化后具有較高強度。由于高強混凝土具有普通混凝土所沒有的特殊優(yōu)勢，使其在眾多工程中得到應用，尤其是高層和超高層建筑，應用更為廣泛，可預測的是高強混凝土將成為以后混凝土應用的一個重要發(fā)展方向。盡管如此，高強混凝土的施工并不與普通混凝土的施工技術相同，它具有其獨特的一面，若施工技術措施不當，都會導致高強混凝土未達到預期的強度。因此，高強混凝土的施工技術研究對于高強混凝土的應用起著至關重要，本文基于這點出發(fā)，著重討論高強混凝土配合比等施工技術，并通過工程實例加以剖析，提出關于高強混凝土施工的注意事項與要求，以供同類施工提供參考。

　　1. 高強砼的獨特優(yōu)勢

　　與普通混凝土相比，高強混凝土具有其獨特的優(yōu)勢，以使其在高層和超高層中逐漸廣泛應用。其主要有以下幾方面的優(yōu)勢：

　�。�1）高強度。強度高時高強混凝土本質優(yōu)勢，其強度高歸根到底是得意于外加劑、摻合料以及高效減水劑在高強混凝土中的應用�？梢哉f，若高效減水劑未出現(xiàn)，真正的高強混凝土也未真正得到實現(xiàn)。

　�。�2）密度大、變形小。高強砼的強度高從另外角度也反映了其內部密度是異常大，特別有利于在高層結構中的應用。

　　（3）耐久性、抗凍性能好。高強混凝土的耐久性能好也是一個重要的優(yōu)勢，其耐久性比普通混凝土要高得多，使用高強混凝土建造的結構比用普通混凝土建造的要約長2倍左右。所以，其可用于應用于年限要求較長的建筑中。另一方面，用其所建造的建筑可在惡劣的環(huán)境中保存較久，使用壽命長。

　　（4）高強混凝土的強度高促使結構構件的界面尺寸大大減小，因此結構自重得到有效的降低，而結構剛度不但未減小反而提高，這就是其在高強建筑中得到廣泛應用的另一原因。

　　2. 高強砼的原材料要求

　　高強混凝土具有普通混凝土無法比擬的優(yōu)勢，但要配置高強混凝土的要求較高，對高強混凝土的原材料、外摻劑以及摻合料等均有較嚴格的要求，高強混凝土的試配、泵送、澆筑以及養(yǎng)護等因素都會對其質量造成不同程度的影響，施工時也需配有合理的質量管理水平。要配置高強的混凝土，原材料的選取是很關鍵，對水泥、高效減水劑等原材料都必須嚴格符合高強混凝土的技術規(guī)定。

　　2.1高效減水劑

　　高強混凝土的配置首要就是低水灰比，這樣才能達到高強度的目的，但由于水灰比的低下，混凝土的流動性和塌落度根本無法滿足要求。因此，必須使用高效減水劑來調節(jié)，其對高強混凝土的配制相當重要，可使不改變混凝土性能前提下大幅度地減小用水量要求，在不用改變低水灰比前提下仍可有效地增加混凝土新拌合物的流動性。但使用高效減水劑時必須得當，否則難以得到預期效果。施工前先確定好是選用哪種高效減水劑，例如選用引氣性還是非引氣性高效減水劑，再加上減水劑種類的繁多，選用時必須針對當前工程選用。另外，選用高效減水劑的用量很關鍵，用量一般是水泥用量的0.8%~2.0%之間，用量過多或過小都會影響高強混凝土的配制效果。

　　2.2水泥

　　水泥是影響高強混凝土水灰比的重要參數(shù)，根據(jù)筆者的施工經(jīng)驗，高強混凝土配制時水泥用量適宜在450~550kg/m3之間，至于所用的水泥一般采用鋁酸三鈣，水泥含量適宜小于8%，其細度適中即可。若配制配制混凝土抗壓強度等級C60以上的高強混凝土，則至少選用42.5號或更高標號的硅酸鹽水泥。

　　2.3骨料

　　一般情況下，混凝土強度隨骨料強度的增加而增加。另外，骨料含量決定新拌混凝土是否離析的一個主要參數(shù)，而骨料粒徑的大小、含泥量、顆粒級配等又影響著高強混凝土的流動性及強度。因此在配制高強混凝土時，應嚴格要求選取骨料，對于骨料的用量，骨料的大小都不會忽視。目前，配制高強混凝土時應選用高強度的骨料，以工程經(jīng)驗來說，選用的骨料多為抗壓強度120～140MPa的花崗巖碎石或者抗壓強度100～120MPa的石灰?guī)r。對于粗骨料的粒徑多采用連續(xù)級配的，方便密實填充。而且選用的粒徑還必須考慮到泵送問題，粒徑不可超過泵管內徑，適宜選用粒徑小的骨料；對于細骨料則適宜選用中砂。目前，我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定不超過31mm，實際工程中適宜選取粒徑為20～25mm之間。

　　2.4摻合料

　　配制高強混凝土時也會用到摻合料，摻合料的加入一方面其本身可以填充混凝土拌合物之間的空隙，從而提高高強混凝土拌合物的密實性；另一方面，摻合物減小混凝土拌合物的用水量，有效地降低混凝土水灰比，直接有效地提高混凝土的強度和抗?jié)B性。施工中，對于摻合物的量宜介于水泥用量的10%～30%之間，且摻合物中鎂元素和二氧化硫的含量均應小于5%。

　　3. 高強砼的泵送

　　高強混凝土泵送是高強混凝土施工的重點，其難度遠比普通混凝土大，因為高強混凝土一般用于高層或超高層建筑中，但高強混凝土又恰是要求低水灰比，這必然到時混凝土的流動性低，導致混凝土與泵管之間的摩阻力大，不利于高層甚至超高層的泵送。因此，高強混凝土的泵送與自身的高強度就成為了一對矛盾關系。上述所提到的原材料選取問題都會直接影響高強混凝土的泵送施工。除此之外，高強混凝土的泵送施工技術也會直接影響高強混凝土的施工。

　　3.1泵送管線的布置原則

　　（1）整個線路應盡量短，且以直線為主盡量少用彎管，若不可避免地使用彎道，也要選用曲率半徑較大的彎管；泵送管的布置應以便于清洗、拆裝和更換為原則。

　�。�2）泵送混凝土時若外界氣溫高時，應用濕草袋覆蓋高強混凝土泵送管并經(jīng)常灑水降溫，以防止陽光直接照射泵送管，導致高強混凝土的水分蒸發(fā)，使泵送高強混凝土的難度增大。泵送時若外界氣溫過低時，應用毛氈包裹泵送管道以保溫混凝土避免受凍。

　　3.2泵送的其他施工技術

　�。�1）在泵送高強混凝土前，應先泵送適量水以濕潤混凝土泵的料斗、活塞及輸送管的內壁，以防止泵送管道堵塞，再泵送與欲泵送混凝土相同配合比的水泥砂漿潤滑泵送管道內壁。

　�。�2）開始泵送混凝土時，泵送速度應均勻且以慢速為主，不宜過快；待觀察高強混凝土泵各系統(tǒng)壓力和工作情況正常運轉后，再以正常泵送速度進行。

　�。�3）由于高強混凝土強度比較早強，因此為了避免出現(xiàn)施工縫，泵送混凝土過程應連續(xù)，不宜中途中斷泵送混凝土，必要時采取放慢泵送速度方式來保證泵送的連續(xù)性。若不得已中斷泵送，則中斷時間也不得超過混凝土攪拌至澆注完畢所允許的時間。

　　4. 高強砼的澆注和養(yǎng)護

　　根據(jù)工程經(jīng)驗，高強混凝土的應先澆筑墻柱、后澆注梁板。澆注時采用短插密振的方法逐層振搗，同時要求混凝土振搗密實，內部空氣須全部排除，以避免混凝土內部的再次收縮，達到混凝土的密實性，從而提高混凝土強度的目的。不同的部位澆注時采取不同的澆注方式，例如對于澆注樓板面的高強混凝土時，為了防止樓板面混凝土表面出現(xiàn)脫水龜裂現(xiàn)象，應在混凝土初凝后、終凝前用鐵抹子反復拍實搓平樓板面。另外，澆搗過程中應注意泵壓的變化，較高的泵壓會造成混凝土塌落度損失較大，導致鋼筋密集處的混凝土密實性得不到保證。在澆搗過程中為了防止混凝土出現(xiàn)離析，混凝土的自由下落高度不應超過6米。施工中對于高層的墻柱的混凝土自由下落高度可能大于6米，因此澆注高層的墻柱時可設置串筒或分次澆注。如筆者曾經(jīng)有個工程，澆注首層墻柱高度有8米，超過6米，在施工中以4米為一段分兩段進行澆注。

　　混凝土強度與水化速度和環(huán)境濕、溫度緊密相關，而混凝土養(yǎng)護又與水化速度等相關，因此養(yǎng)護是高強混凝土施工工藝的重要環(huán)節(jié)，對于高強混凝土強度的增大或減小相關。另外，高強混凝土不應使用鋼模板，因為鋼模版極易傳熱容易導致模板內部混凝土的收縮，引氣裂縫的出現(xiàn)，尤其高強混凝土自身水泥用量大，水化熱遠比普通混凝土高，更容易產(chǎn)生收縮裂縫。在工程中對于柱混凝土的養(yǎng)護尤為重視，等達到設計強度后，立即用塑料薄膜包裹，同時包裹麻袋保溫，以避免混凝土內部水分的不均勻蒸發(fā)，引氣裂縫出現(xiàn)。工程中，對于墻梁板的養(yǎng)護采用澆水方式，實踐表明這種方式對墻梁板的養(yǎng)護所得到的效果很好，混凝土表面均無裂縫出現(xiàn)。

　　5. 結語與展望

　　本文詳細探討了高強混凝土的施工工藝，根據(jù)筆者的工程經(jīng)驗，對各個施工工藝提出相應的施工技術以確保高強混凝土的施工質量。盡管高強混凝土逐漸被廣泛應用，但其應用還受到一些因素的影響，如施工時的質量控制和管理。一般來說，在試驗室配置符合要求的高強混凝土較容易，但在整個施工過程中，都要求混凝土穩(wěn)定在一定質量上就比較困難。一些在普通情況下不太敏感的因素，在高強混凝土的低水灰比情況下就顯得相當敏感，因此在整個施工過程中必須注意各種條件、因素的變化，并且要根據(jù)這些變化隨時調整配合比和各種工藝參數(shù)。這些反映了加強高強混凝土現(xiàn)場施工質量控制和管理的必要性。

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