淺談高強混凝土

凝土是一種較復雜的非勻質(zhì)材料，原材料不同的混凝土，強度差異較大。強度等級為C60及以上的混凝土為高強混凝土?，F在所指的高強混凝土是指用常規的水泥、砂石為原材料，使用一般的制作工藝，主要依靠高效減水劑或同時(shí)摻入一定數量的礦物材料，使新混凝土具有良好的工作性能，在硬化后具有高強性能的水泥混凝土。

　　1 高強混凝土與普通混凝土的區別

　　1.1 材料配比方面

　　高強混凝土與普通混凝土在材料配比上主要有兩點(diǎn)區別，即：水灰比低和組分多。其目的都是為了增加混凝土的密實(shí)程度，改善骨料和水泥漿體之間的性能，從而達到高強度和耐久性的效果。

　　值得注意的是配制高強混凝土不一定必須使用高強度水泥。一般選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥即可。因為我國水泥的強度等級是按照規定的水灰比成型水泥砂漿，養護至規定齡期來(lái)確定的?；瘜W(xué)外加劑和礦物外加劑的使用，使得用較低強度等級水泥配制高強度混凝土有了可能。

　　在外加劑中，常用硅灰。硅灰顆粒細小，比表面積大，SiO2純度高且具有火山灰活性。其作用為：①起超細填充料的作用。②在早期水化過(guò)程中起晶核作用，并有較高的火山灰活性。

　　1.2 力學(xué)性能方面

　　按強度劃分，混凝土可簡(jiǎn)單地分為普通混凝土和高強度混凝土。

　　高強度混凝土致密、抗滲和抗凍性均高于普通混凝土，因此在有腐蝕的環(huán)境，易遭破損的機構，尤其基礎設施工程，多采用高強混凝土結構。另外，高強混凝土徐變系數小，彈性模量高，受壓時(shí)持久強度系數（持久強度與暫時(shí)強度之比）和出現微細裂縫的應力比值（與極限強度之比）都很高。高強混凝土中受壓鋼筋和受拉鋼筋都可以有較大的設計強度。此外，高強混凝土的體積穩定性較強，在混凝土早期具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。高性能混凝土較普通混凝土能夠更好地滿(mǎn)足構造要求，能夠最da限度地延長(cháng)混凝土結構的使用年限，減少了構件截面和混凝土的用量，體現了技術(shù)經(jīng)濟效益。

　　然而高強混凝土也有自身的不足之處。

　　隨著(zhù)高強度的逐漸提高，混凝土的延性和脆性都會(huì )變差。高強混凝土的抗拉強度隨強度的增加幅度比其抗壓強度的增加幅度小，所以二者的比值也越來(lái)越小，在設計時(shí)應考慮此問(wèn)題。高強混凝土的配制技術(shù)要求嚴格，環(huán)境溫度、澆筑、養護、運輸等因素對其質(zhì)量均有影響。另外，高強混凝土的耐火性以及后期強度增長(cháng)比例等均要比普通混凝土差。

　　2 高強混凝土的耐久性

　　耐久性主要包括混凝土的抗凍性、滲透性、堿-集料反應、和鋼筋的銹蝕等。

　　在寒冷地區，混凝土的破壞往往與凍融環(huán)境作用有直接關(guān)系?？箖鲂钥梢蚤g接地反映混凝土抵抗環(huán)境水侵入和抵抗冰晶的能力，因此，混凝土的抗凍性能是衡量混凝土耐久性的一項重要指標。

　　堿-集反映是指混凝土中堿與集料中的活性組織之間發(fā)生的破壞性膨脹反應，是影響混凝土耐久性的主要因素之一。預防高強混凝土發(fā)生堿-集反應可控制混凝土中單方堿含量或者加入大量的礦物外加劑來(lái)代替水泥，從而使混凝土的耐久性增強。

　　硬化后的水泥呈堿性，在酸性物質(zhì)的侵蝕下很容易導致外露，松散，以致破壞。另外，混凝土表面是多孔的，內部結構中也有很多微小的通道和孔洞，其它物質(zhì)容易進(jìn)入，導致混凝土結構破壞。因此在高強混凝土中摻入高效活性礦物質(zhì)摻料，使水泥石的結構更加致密，并阻斷可能形成的滲透路徑，可以提高混凝土的耐久性。

　　3 高強混凝土的施工

　?、趴焖偈┕?。高強混凝土水泥細度大，硬化速度快，且坍落度損失快。因此應盡量縮短施工時(shí)間。

　?、票ＷC密實(shí)度。在施工過(guò)程中可采用高頻振搗器，根據結構界面尺寸分層澆筑，分層振搗，來(lái)保證施工土的密實(shí)性。在震動(dòng)成型時(shí)采用高頻電磁振動(dòng)器并加減水劑，既能振動(dòng)粗細骨料又能振實(shí)水泥，同時(shí)降低水灰比。對于干硬性混凝土，可使混合物液化，便于施工。

　?、欠值燃墲仓?。對于不同等級的混凝土交匯處的施工，宜先澆筑高強混凝土，再澆筑低等級混凝土。

　　4 強混凝土的應用

　　由上述高強混凝土的特點(diǎn)容易知道，高強混凝土的主要應用對象為高層房屋結構和大跨結構，重荷載作用多的以及易遭受侵蝕作用的建筑物。

　　4.1 高層房屋建筑

　　現代建筑中，高層建筑已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。高層建筑底部承受很大的壓力，因此對于混凝土的要求很高。采用高強混凝土可以減小韌壓比，并能縮小柱子的截面尺寸，增加建筑使用面積。另外，高強混凝土徐度小，彈性模量高，可減少柱子壓縮量，增加柱子剛度。高強混凝土在受彎時(shí)，有較高的抗裂強度和抗彎剛度。對于房屋建筑中的大跨樓板很實(shí)用。美國的太平洋中心大廈就是高強混凝土的應用。

　　4.2 大跨橋

　　高強混凝土在大跨橋中有著(zhù)廣泛的應用空間。其主要作用是為了增加其使用壽命，并降低將來(lái)的維修費用。高強混凝土幾乎不透水，而混凝土遭受侵蝕幾乎都離不開(kāi)水。對于大跨橋的橋墩，長(cháng)期浸在水中，采用高強混凝土，能有效地提高橋墩的耐久性。另外，高強混凝土有效的降低了自重。對提高剛度，減少橋墩，增大橋跨，增加橋下凈空高度有著(zhù)重要的作用。例如，重慶朝天門(mén)長(cháng)江大橋，全橋長(cháng)為932m，跨度為190m+552m+190m的中承式連續桁系桿拱橋。下層橋面中間為雙線(xiàn)城市輕軌。該橋采用高強混凝土，滿(mǎn)足橋的安全儲備。

　　5結語(yǔ)

　　高強混凝土的核心技術(shù)在于高強混凝土的配制，而我國雖然在此方面有了一定的進(jìn)展，但和世界先進(jìn)技術(shù)水平相比還有一定的差距。所以我們應繼續努力研究，爭取更大的突破。