第7章高強混凝土及配合比

1、鳥巢是一個大跨度的曲線結(jié)構(gòu)，有大量的曲線箱形結(jié)構(gòu)，設(shè)計和安裝均鳥巢是一個大跨度的曲線結(jié)構(gòu)，有大量的曲線箱形結(jié)構(gòu)，設(shè)計和安裝均有很大挑戰(zhàn)性，在施工過程中處處離不開科技支持。有很大挑戰(zhàn)性，在施工過程中處處離不開科技支持。“鳥巢鳥巢”采用了當采用了當今先進的建筑科技，全部工程共有二三十項技術(shù)難題，其中，鋼結(jié)構(gòu)是今先進的建筑科技，全部工程共有二三十項技術(shù)難題，其中，鋼結(jié)構(gòu)是世界上獨一無二的。世界上獨一無二的?！?鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（鳥巢）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（鳥巢） 大跨度鋼梁屋頂結(jié)構(gòu) 中央電視塔采中央電視塔采取的是取的是混凝土混凝土整體澆注法整體澆注法，提高塔的整體提高塔的整體穩(wěn)定性和抗震穩(wěn)定性和抗震性能性能

2、, ,達到抵抗達到抵抗九級地震的要九級地震的要求。求。中央廣播電視中央廣播電視塔高塔高386.5386.5米，米，加避雷針總高加避雷針總高405405米，總重米，總重5 5萬噸。萬噸。 中央廣播電視塔 n 僅就使用的混凝土最高強度等級而言，在工業(yè)發(fā)達僅就使用的混凝土最高強度等級而言，在工業(yè)發(fā)達的西方國家，的西方國家，C60的混凝土已普遍采用，的混凝土已普遍采用，C80以上的混以上的混凝土用量不斷增加。而且，美、日、俄、德等國都已制凝土用量不斷增加。而且，美、日、俄、德等國都已制成成C100以上的混凝土，并分別用于大跨度橋梁、空間桁以上的混凝土，并分別用于大跨度橋梁、空間桁架以及高層建筑等重要結(jié)

3、構(gòu)物上。我國一些單位也己分架以及高層建筑等重要結(jié)構(gòu)物上。我國一些單位也己分別在試驗室條件下配制出別在試驗室條件下配制出C100以上的混凝土，與此同時，以上的混凝土，與此同時，在普通施工條件下采用優(yōu)質(zhì)骨料、減水劑，也較容易獲在普通施工條件下采用優(yōu)質(zhì)骨料、減水劑，也較容易獲得得C60C80混凝土?；炷痢２捎酶邚娀炷恋暮锰帲翰捎酶邚娀炷恋暮锰帲? 1、可以減小結(jié)構(gòu)斷面、可以減小結(jié)構(gòu)斷面、2 2、減輕建筑物自重、減輕建筑物自重, ,3 3、增加使用空間、增加使用空間、4 4、降低構(gòu)筑物高度特別是能夠降低城市立交、降低構(gòu)筑物高度特別是能夠降低城市立交橋的標高，獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。橋的標高

4、，獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。一、高強混凝土的定義一、高強混凝土的定義 過去認為過去認為 1:把其強度超過所采用水泥的實際強度者認作高強混凝土。把其強度超過所采用水泥的實際強度者認作高強混凝土。 2:與此同時，也有些國家是把強度的下限等于與此同時，也有些國家是把強度的下限等于40MPa或或50MPa的混凝土稱作高強混凝土。的混凝土稱作高強混凝土。 ?假如承認第一定義正確，那么，當水泥標號為假如承認第一定義正確，那么，當水泥標號為325號時、號時、用碎石制成的強度為用碎石制成的強度為C35混凝土，當屬高強混凝土，而當混凝土，當屬高強混凝土，而當水泥標號為水泥標號為625號時制成的號時制成的C6

5、0混凝土反屬普通混凝土混凝土反屬普通混凝土的范疇了。的范疇了。 假如我們采用假如我們采用P.O 32.5與與P.O 52.5號普通硅酸鹽水號普通硅酸鹽水泥在兩種情況下同時制備泥在兩種情況下同時制備C40混凝土，混凝土， 1當水泥強度較低當水泥強度較低(如如325號水泥號水泥)時，混凝土混合物干時，混凝土混合物干硬，水灰比較??；當水泥標號較高硬，水灰比較小；當水泥標號較高(如如525號水泥號水泥)時，時，混凝土混合物則是呈現(xiàn)為塑性或低流動性，即水灰比混凝土混合物則是呈現(xiàn)為塑性或低流動性，即水灰比較大。較大。 2在振動密實這些混合物時前者要采用高頻率低振在振動密實這些混合物時前者要采用高頻率低振幅

6、振動，時間較長，而后者則僅需要短時間的普通方幅振動，時間較長，而后者則僅需要短時間的普通方式的振動即可活化。但如后者也采用與前者相同的水式的振動即可活化。但如后者也采用與前者相同的水灰比和振動方式，則可不同程度地制出灰比和振動方式，則可不同程度地制出60100MPa的混凝土。的混凝土。n高強混凝土并沒有確切而固定的含義，不同國家、高強混凝土并沒有確切而固定的含義，不同國家、不同地區(qū)因混凝土技術(shù)發(fā)展水平不同而有差異，不同地區(qū)因混凝土技術(shù)發(fā)展水平不同而有差異，一般是指強度等級為一般是指強度等級為C60及及C60以上的混凝土。以上的混凝土。 n在我國，在我國，高強混凝土高強混凝土是指采用通用水泥、是

7、指采用通用水泥、普通的砂石為原材料普通的砂石為原材料,使用一般的制作工藝使用一般的制作工藝,主要依靠摻加新型高效減水劑和礦物質(zhì)超主要依靠摻加新型高效減水劑和礦物質(zhì)超細粉細粉,使新拌混凝土擁有良好的和易性使新拌混凝土擁有良好的和易性,硬化硬化后強度等級為后強度等級為C60 及其以上的混凝土。及其以上的混凝土。二、高強混凝土的特點二、高強混凝土的特點n 在普通結(jié)構(gòu)中，有應(yīng)用高強混凝土的趨勢，其在普通結(jié)構(gòu)中，有應(yīng)用高強混凝土的趨勢，其28d齡齡期抗壓強度超過期抗壓強度超過55Mpa?；炷猎?。混凝土在5570Mpa范圍內(nèi)范圍內(nèi)可以由預(yù)拌混凝土工廠可以由預(yù)拌混凝土工廠(商品混凝土商品混凝土)提供。有資

8、料表提供。有資料表明，在實驗室內(nèi)，可制成抗壓強度高達明，在實驗室內(nèi)，可制成抗壓強度高達1000MPa的混的混凝土。在預(yù)制和預(yù)應(yīng)力混凝土工廠中應(yīng)用高強度混凝凝土。在預(yù)制和預(yù)應(yīng)力混凝土工廠中應(yīng)用高強度混凝土，可加速生產(chǎn)并減少澆灌時的產(chǎn)品損失。在高層建土，可加速生產(chǎn)并減少澆灌時的產(chǎn)品損失。在高層建筑中，筑中，高強混凝土的優(yōu)點是能減少靜荷載，混凝土斷高強混凝土的優(yōu)點是能減少靜荷載，混凝土斷面可較薄，跨度可較長。高強混凝土的缺點是性能較面可較薄，跨度可較長。高強混凝土的缺點是性能較脆。脆。高強混凝土的特點高強混凝土的特點n優(yōu)點：優(yōu)點：q強度高強度高q耐久性好耐久性好q變形小，能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨度、

9、重載、高變形小，能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨度、重載、高聳發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要。聳發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要。q使用高強混凝土可獲得顯著的工程效益和經(jīng)濟效益。使用高強混凝土可獲得顯著的工程效益和經(jīng)濟效益。高強混凝土的特點高強混凝土的特點n缺點：缺點：q高強混凝土受壓時呈高度脆性，延性很差高強混凝土受壓時呈高度脆性，延性很差。q高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結(jié)強度雖然均隨抗壓高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結(jié)強度雖然均隨抗壓強度增加而增加，但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高而強度增加而增加，但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高而變得愈來愈小，變得愈來愈小，q高強混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲

10、線形狀與普通強度混凝土差高強混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀與普通強度混凝土差別甚大。別甚大。q在相同的橫向約束力作用下，高強混凝土縱向承載力的改善在相同的橫向約束力作用下，高強混凝土縱向承載力的改善要比普通強度混凝土稍差。要比普通強度混凝土稍差。高強混凝土的特點高強混凝土的特點n缺點：缺點：q高強混凝土的耐火性能不如普通強度混凝土。高強混凝土的耐火性能不如普通強度混凝土。q高強混凝土彈性模量和抗拉強度受骨料品種的影響高強混凝土彈性模量和抗拉強度受骨料品種的影響很大，很大，q高強混凝土的后期強度增長比例要比普通強度混凝高強混凝土的后期強度增長比例要比普通強度混凝土小得多。土小得多。 。q高強混凝

11、土的水泥用量通常較高，水化熱的有害影高強混凝土的水泥用量通常較高，水化熱的有害影響不容忽視。響不容忽視。高強混凝土結(jié)構(gòu)性能特點高強混凝土結(jié)構(gòu)性能特點 高強混凝土的結(jié)構(gòu)性能與普通低強度混凝土有較大不同，高強混凝土的結(jié)構(gòu)性能與普通低強度混凝土有較大不同，在應(yīng)用中應(yīng)予以充分注意。主要表現(xiàn)在如下方面：在應(yīng)用中應(yīng)予以充分注意。主要表現(xiàn)在如下方面： 1. 1.高強混凝土受壓時呈高度脆性，延性很差。材料的延高強混凝土受壓時呈高度脆性，延性很差。材料的延性與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性既有聯(lián)系，又不相同。對于高強混凝土性與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性既有聯(lián)系，又不相同。對于高強混凝土構(gòu)件的主要受力部位必須加強箍筋等橫向約束作用來改善其構(gòu)

12、件的主要受力部位必須加強箍筋等橫向約束作用來改善其延性。由于塑性變形能力較差，高強混凝土中鋼筋錨固粘結(jié)延性。由于塑性變形能力較差，高強混凝土中鋼筋錨固粘結(jié)應(yīng)力的分布變得更不均勻，所以在鋼筋搭接和錨固部位，也應(yīng)力的分布變得更不均勻，所以在鋼筋搭接和錨固部位，也要加強設(shè)置橫向箍筋。要加強設(shè)置橫向箍筋。 2. 2.高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結(jié)強度雖然均隨抗高強混凝土的抗拉強度、抗剪強度和粘結(jié)強度雖然均隨抗壓強度增加而增加，但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高壓強度增加而增加，但它們與抗壓強度的比值卻隨強度提高而變得愈來愈小，所以在處理高強混凝土構(gòu)件的抗剪、沖切而變得愈來愈小，所以在處理高強混凝

13、土構(gòu)件的抗剪、沖切和扭轉(zhuǎn)等問題時必須慎重。高強混凝土破壞時的斷裂面穿過和扭轉(zhuǎn)等問題時必須慎重。高強混凝土破壞時的斷裂面穿過粗骨料，不象普通強度混凝土那樣沿著骨料界面分開，所以粗骨料，不象普通強度混凝土那樣沿著骨料界面分開，所以高強混凝土受剪斜裂面上的骨料起不到咬合作用而喪失對抗高強混凝土受剪斜裂面上的骨料起不到咬合作用而喪失對抗剪的貢獻。國外甚至有試驗表明當混凝土強度超過剪的貢獻。國外甚至有試驗表明當混凝土強度超過9090100MPa100MPa后，無腹筋梁的斜截面承載力不再增長或呈現(xiàn)下降趨后，無腹筋梁的斜截面承載力不再增長或呈現(xiàn)下降趨勢?，F(xiàn)行規(guī)范的抗剪強度計算方法用于高強混凝土?xí)r應(yīng)加修勢?，F(xiàn)

14、行規(guī)范的抗剪強度計算方法用于高強混凝土?xí)r應(yīng)加修正，特別是跨高比甚大或截面很高的情況。正，特別是跨高比甚大或截面很高的情況。3.3.高強混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀與普通強度混凝土高強混凝土受壓時的應(yīng)力應(yīng)變曲線形狀與普通強度混凝土差別甚大，所以按壓區(qū)混凝土的應(yīng)力分布圖形假定為矩形來差別甚大，所以按壓區(qū)混凝土的應(yīng)力分布圖形假定為矩形來計算極限狀態(tài)下的正截面承載力時，對于彎壓強度計算極限狀態(tài)下的正截面承載力時，對于彎壓強度f fcmcm的取值、的取值、矩形應(yīng)力分布圖高度矩形應(yīng)力分布圖高度x x與中和軸高度與中和軸高度xnxn的比值、以及壓區(qū)混的比值、以及壓區(qū)混凝土極限應(yīng)變凝土極限應(yīng)變cucu的數(shù)值

15、，已再不能沿用現(xiàn)行規(guī)范中的數(shù)據(jù)，的數(shù)值，已再不能沿用現(xiàn)行規(guī)范中的數(shù)據(jù)，否則對于壓區(qū)混凝土高度靠近界限高度時的偏心受壓構(gòu)件和否則對于壓區(qū)混凝土高度靠近界限高度時的偏心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件，就會得出很不安全的結(jié)果。受彎構(gòu)件，就會得出很不安全的結(jié)果。 4. 4.在相同的橫向約束力作用下，高強混凝土縱向承載力的在相同的橫向約束力作用下，高強混凝土縱向承載力的改善要比普通強度混凝土稍差，所以在計算配有間接鋼筋的改善要比普通強度混凝土稍差，所以在計算配有間接鋼筋的螺旋箍筋柱和局部承壓等承載能力時，表示橫向約束作用貢螺旋箍筋柱和局部承壓等承載能力時，表示橫向約束作用貢獻的部分也要作出修正。高強混凝土有易遭劈裂

16、的傾向，因獻的部分也要作出修正。高強混凝土有易遭劈裂的傾向，因此在設(shè)計局部承壓時還應(yīng)驗算此在設(shè)計局部承壓時還應(yīng)驗算抗裂強度抗裂強度，在配置鋼筋時要避，在配置鋼筋時要避免造成容易引起劈裂的構(gòu)造方法。免造成容易引起劈裂的構(gòu)造方法。 5.5.高強混凝土的耐火性能不如普通強度混凝土高強混凝土的耐火性能不如普通強度混凝土，在，在100100350350高溫下的強度損失約為高溫下的強度損失約為202030%30%，而普通強度混凝土在，而普通強度混凝土在這一溫度下的強度甚至能有稍許提高；但在更高溫度下，二這一溫度下的強度甚至能有稍許提高；但在更高溫度下，二者的強度損失比值則大體相同。高強混凝土在火災(zāi)下還易產(chǎn)

17、者的強度損失比值則大體相同。高強混凝土在火災(zāi)下還易產(chǎn)生表皮局部崩落，但用于一般建筑物仍能滿足防火要求。德生表皮局部崩落，但用于一般建筑物仍能滿足防火要求。德國曾結(jié)合在法蘭克福建造的一幢歐洲最高的混凝土建筑國曾結(jié)合在法蘭克福建造的一幢歐洲最高的混凝土建筑( (高高186m)186m)，對其強度為，對其強度為85MPa85MPa的混凝土柱進行了足尺抗火試驗。的混凝土柱進行了足尺抗火試驗。結(jié)果認為在初始結(jié)果認為在初始30min30min內(nèi)有某些表皮剝落，但全部試件均滿足內(nèi)有某些表皮剝落，但全部試件均滿足規(guī)程規(guī)定的耐火規(guī)程規(guī)定的耐火180min180min的要求。的要求。 6.6.高強混凝土彈性模量和

18、抗拉強度受骨料品種的影響很大。高強混凝土彈性模量和抗拉強度受骨料品種的影響很大。相同抗壓強度的高強混凝土由于粗骨料的堅硬不同、砂率相同抗壓強度的高強混凝土由于粗骨料的堅硬不同、砂率不高、含氣量不同而在彈性模量上呈現(xiàn)重大差別。所以設(shè)不高、含氣量不同而在彈性模量上呈現(xiàn)重大差別。所以設(shè)計中如需準確定出彈性模量和抗拉強度的數(shù)值時，應(yīng)該通計中如需準確定出彈性模量和抗拉強度的數(shù)值時，應(yīng)該通過實測得出。泵送混凝土往往采用偏高的砂率、較多的水過實測得出。泵送混凝土往往采用偏高的砂率、較多的水泥漿以及引氣，因而彈性模量可能顯著偏低，收縮量偏大。泥漿以及引氣，因而彈性模量可能顯著偏低，收縮量偏大。7.7.盡管高強

19、混凝土的持久強度系數(shù)盡管高強混凝土的持久強度系數(shù)( (持久抗壓強度與暫時抗壓持久抗壓強度與暫時抗壓強度的比值強度的比值) )要高于普通強度混凝土，但是高強混凝土的后期要高于普通強度混凝土，但是高強混凝土的后期強度增長比例要比普通強度混凝土小得多。尤其是處于空氣強度增長比例要比普通強度混凝土小得多。尤其是處于空氣環(huán)境中的摻硅粉混凝土，后期強度很少增加，不過摻粉煤灰環(huán)境中的摻硅粉混凝土，后期強度很少增加，不過摻粉煤灰的混凝土則例外。的混凝土則例外。8.8.高強混凝土的水泥用量通常較高，水化熱的有害影響不容高強混凝土的水泥用量通常較高，水化熱的有害影響不容忽視。水化熱易造成混凝土開裂，另外當引起的溫

20、度超過忽視。水化熱易造成混凝土開裂，另外當引起的溫度超過70708080時，還會降低混凝土的強度。如結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面或時，還會降低混凝土的強度。如結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面或體積較大，設(shè)計時應(yīng)對水化熱的影響作出估算，并提出相應(yīng)體積較大，設(shè)計時應(yīng)對水化熱的影響作出估算，并提出相應(yīng)的施工方案和措施。的施工方案和措施。 三、高強混凝土的分類三、高強混凝土的分類n高強混凝土根據(jù)不同的工作性、水灰比及成型方式，高強混凝土根據(jù)不同的工作性、水灰比及成型方式，可分為：可分為：n高工作性的高強混凝土、高工作性的高強混凝土、n正常工作性的高強混凝土、正常工作性的高強混凝土、n工作性非常低的高強混凝土、工作性非常低的高強混凝土

21、、n壓實高強混凝土以及壓實高強混凝土以及n低水灰比高強混凝土。低水灰比高強混凝土。n這些混凝土的分類綜合于表這些混凝土的分類綜合于表2.1。表表7.1 高強混凝土的類型高強混凝土的類型類型類型水灰比水灰比（W/C）28d抗壓強抗壓強度度fc28/Mpa注意事項注意事項大流動性高強混凝土大流動性高強混凝土正常稠度高強混凝土正常稠度高強混凝土無坍落度高強混凝土無坍落度高強混凝土低水灰比高強混凝土低水灰比高強混凝土壓實高強混凝土壓實高強混凝土0.250.400.350.450.300.400.200.350.050.3040.070.045.080.045.080.0100.0170.070.024

22、0.01520cm坍落度，坍落度，C用量大用量大50100mm坍落度，坍落度， C用量用量大大坍落度小于坍落度小于25mm，C正常采正常采用外加劑用外加劑加壓加壓70.0Mpa，甚至更大，甚至更大 四、高強混凝土配合比設(shè)計和選擇四、高強混凝土配合比設(shè)計和選擇n 高強混凝土的配合比應(yīng)按照新拌混凝土的工作性和指高強混凝土的配合比應(yīng)按照新拌混凝土的工作性和指定齡期的強度要求而科學(xué)設(shè)計，高強混凝土的配制以滿足定齡期的強度要求而科學(xué)設(shè)計，高強混凝土的配制以滿足強度保證率為前提，水膠比確定需具體考慮混凝土等級，強度保證率為前提，水膠比確定需具體考慮混凝土等級，外加劑的減水效率，混凝土工作性要求等因素而定，

23、評估外加劑的減水效率，混凝土工作性要求等因素而定，評估水泥單位用量時，必須綜合考慮水泥，火山灰材料和砂的水泥單位用量時，必須綜合考慮水泥，火山灰材料和砂的影響，并盡量降低配合比中的水泥用量，配制大坍落度混影響，并盡量降低配合比中的水泥用量，配制大坍落度混凝土則應(yīng)選擇較大的砂率。并應(yīng)采取一切能提高混凝土強凝土則應(yīng)選擇較大的砂率。并應(yīng)采取一切能提高混凝土強度的措施。度的措施。1、 高強混凝土配合比設(shè)計的基本要求高強混凝土配合比設(shè)計的基本要求 n1) 滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計強度的要求。滿足結(jié)構(gòu)物設(shè)計強度的要求。n不論混凝土路面、橋梁或隧道等不論混凝土路面、橋梁或隧道等,在設(shè)計時都會對不在設(shè)計時都會對不同的結(jié)

24、構(gòu)部位提出不同的設(shè)計強度要求?；炷恋呐渫慕Y(jié)構(gòu)部位提出不同的設(shè)計強度要求?；炷恋呐渲茝姸缺仨毚笥谠O(shè)計要求的強度標準值，以滿足強度制強度必須大于設(shè)計要求的強度標準值，以滿足強度保證率的要求，超出的數(shù)值應(yīng)根據(jù)混凝土強度標準差保證率的要求，超出的數(shù)值應(yīng)根據(jù)混凝土強度標準差確定，當缺乏可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，確定，當缺乏可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)時，C50和和C60混混凝土配制強度不低于強度等級值的凝土配制強度不低于強度等級值的1.15倍，倍，C70和和C80混凝土的配制強度應(yīng)不低于強度等級的混凝土的配制強度應(yīng)不低于強度等級的1.12倍。倍。n2) 滿足高施工性的要求。滿足高施工性的要求。n高強混凝土大多用

25、于大跨度橋梁、長隧道和高層鋼筋混凝土建高強混凝土大多用于大跨度橋梁、長隧道和高層鋼筋混凝土建筑物等中筑物等中,這些建筑物配筋率大這些建筑物配筋率大,混凝土澆筑困難混凝土澆筑困難,坍落度若小于坍落度若小于15 cm ,施工很困難施工很困難,故一般都采用故一般都采用18 cm 的坍落度。的坍落度。 n3) 滿足高耐久性的要求。滿足高耐久性的要求。n為了提高高強混凝土的抗碳化、抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性和抗為了提高高強混凝土的抗碳化、抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性和抗化學(xué)腐蝕性等化學(xué)腐蝕性等,要求高強混凝土必須具有高耐久性。要求高強混凝土必須具有高耐久性。 4) 滿足經(jīng)濟的要求。滿足經(jīng)濟的要求。n在滿足高強度、

26、高施工性和高耐久性的前提下在滿足高強度、高施工性和高耐久性的前提下,配合比設(shè)計中應(yīng)配合比設(shè)計中應(yīng)盡量降低高價材料的用量盡量降低高價材料的用量,降低工程造價降低工程造價,同時同時,盡量減少配合比盡量減少配合比設(shè)計中的試驗次數(shù)設(shè)計中的試驗次數(shù),降低試驗成本。降低試驗成本。 2、 高強混凝土的原材料選擇高強混凝土的原材料選擇n混凝土硬化體組成混凝土硬化體組成：包含粗、細骨料、未水化的水泥：包含粗、細骨料、未水化的水泥顆粒、氫氧化鈣及其他結(jié)晶顆粒、水泥凝膠、凝膠孔顆粒、氫氧化鈣及其他結(jié)晶顆粒、水泥凝膠、凝膠孔隙、毛細管、孔隙水及氣泡等各種組分。隙、毛細管、孔隙水及氣泡等各種組分。n 影響混凝土強度的因

27、素影響混凝土強度的因素也是非常復(fù)雜的，要配制出也是非常復(fù)雜的，要配制出高強度的混凝土，首先必須研究影響強度的主要因素高強度的混凝土，首先必須研究影響強度的主要因素及其規(guī)律，比如，原材料不同的混凝土，其強度高低及其規(guī)律，比如，原材料不同的混凝土，其強度高低差異也很大。差異也很大。n配制高強混凝土?xí)r配制高強混凝土?xí)r (C50至至C80) ：q應(yīng)選擇強度等級不低于應(yīng)選擇強度等級不低于42.5級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水級的硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。泥。q應(yīng)摻用活性較好的礦物摻合料，且宜復(fù)合使用礦物摻合料。應(yīng)摻用活性較好的礦物摻合料，且宜復(fù)合使用礦物摻合料。超細礦物摻合料是專門用于配置高強、超高強混

28、凝土的特種超細礦物摻合料是專門用于配置高強、超高強混凝土的特種摻合料，可等量取代部分水泥。摻合料，可等量取代部分水泥。q混凝土的水泥用量不應(yīng)大于混凝土的水泥用量不應(yīng)大于550kgm3；q水泥和礦物摻合料的總量不應(yīng)大于水泥和礦物摻合料的總量不應(yīng)大于600kgm3。q配制混凝土?xí)r，應(yīng)摻用高效減水劑或緩凝高效減水劑。配制混凝土?xí)r，應(yīng)摻用高效減水劑或緩凝高效減水劑。q優(yōu)先選用粒徑小的粗骨料，對強度等級高于優(yōu)先選用粒徑小的粗骨料，對強度等級高于C60級的混凝土，級的混凝土，其粗骨料的最大粒徑不應(yīng)大于其粗骨料的最大粒徑不應(yīng)大于25mm；配制；配制C80及其以上等及其以上等級的混凝土?xí)r，粗骨料最大粒徑不宜大

29、于級的混凝土?xí)r，粗骨料最大粒徑不宜大于20 mm。其中，針、。其中，針、片狀顆粒含量不宜大于片狀顆粒含量不宜大于50；含泥量不應(yīng)大于；含泥量不應(yīng)大于05，泥，泥塊含量不宜大于塊含量不宜大于02；其他質(zhì)量指標應(yīng)符合現(xiàn)行；其他質(zhì)量指標應(yīng)符合現(xiàn)行建筑用建筑用碎石、卵石碎石、卵石(GBT146852001)的規(guī)定。的規(guī)定。 q 細骨料應(yīng)采用中砂，細度模數(shù)以細骨料應(yīng)采用中砂，細度模數(shù)以2.7-3.0為宜，含泥量不應(yīng)為宜，含泥量不應(yīng)大于大于20，泥塊含量不應(yīng)大于，泥塊含量不應(yīng)大于05。其他質(zhì)量指標也應(yīng)。其他質(zhì)量指標也應(yīng)符合現(xiàn)行標準的規(guī)定。符合現(xiàn)行標準的規(guī)定。 n高強混凝土配合比的計算方法和步驟可按高強混凝

30、土配合比的計算方法和步驟可按普通混凝土普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程配合比設(shè)計規(guī)程中中(JGJ552011)的有關(guān)規(guī)定進行。的有關(guān)規(guī)定進行。3、 高強混凝土配合比高強混凝土配合比 高強混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計所要求的強度高強混凝土的配合比應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計所要求的強度和耐久性、施工工藝所要求的拌料工作度與凝結(jié)時和耐久性、施工工藝所要求的拌料工作度與凝結(jié)時間、并充分考慮施工運輸和環(huán)境溫度等條件通過試間、并充分考慮施工運輸和環(huán)境溫度等條件通過試配確定，經(jīng)現(xiàn)場試驗確認合格后，方可正式使用。配確定，經(jīng)現(xiàn)場試驗確認合格后，方可正式使用。 混凝土的施工配制強度必須超過設(shè)計要求的強度標準值混凝土的施工配制強度必須

31、超過設(shè)計要求的強度標準值以滿足強度保證率的需要，其超出的數(shù)值應(yīng)根據(jù)混凝土強度以滿足強度保證率的需要，其超出的數(shù)值應(yīng)根據(jù)混凝土強度標準差而定。當無可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)和標準差數(shù)值時，混標準差而定。當無可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)和標準差數(shù)值時，混凝土的施工配制強度凝土的施工配制強度( (平均值平均值) )對于對于C50C50和和C60C60混凝土應(yīng)不低于混凝土應(yīng)不低于強度等級值的強度等級值的1.151.15倍倍，對于對于C70C70和和C80C80混凝土應(yīng)不低于強度等混凝土應(yīng)不低于強度等級值的級值的1.121.12倍倍。 配制高強混凝土所用的水膠比配制高強混凝土所用的水膠比( (水與膠結(jié)料的重量比，水與膠結(jié)

32、料的重量比，后者包括水泥及摻合料的重量后者包括水泥及摻合料的重量) )宜控制在宜控制在0.240.240.380.38的范圍內(nèi)，的范圍內(nèi)，強度等級愈高，水膠比及用水量應(yīng)愈低。強度等級愈高，水膠比及用水量應(yīng)愈低。 配制高強混凝土所用的硅酸鹽水泥量不宜超過配制高強混凝土所用的硅酸鹽水泥量不宜超過450450500kg500kgm m3 3，水泥與摻合料的膠結(jié)材料總量不超過，水泥與摻合料的膠結(jié)材料總量不超過550550600kg600kgm m3 3。 粉煤灰摻量一般不超過膠結(jié)料總量的粉煤灰摻量一般不超過膠結(jié)料總量的30%30%，天然沸石巖粉，天然沸石巖粉的摻量不宜超過膠結(jié)料總量的的摻量不宜超過膠結(jié)

33、料總量的10%10%，硅粉的摻量不宜超過膠結(jié)，硅粉的摻量不宜超過膠結(jié)料總量的料總量的8 810%10%。 混凝土的砂率一般宜控制在混凝土的砂率一般宜控制在282834%34%的范圍內(nèi)，采用泵送的范圍內(nèi)，采用泵送工藝時可為工藝時可為323240%40%。 高效減水劑的摻量一般為膠結(jié)材料的高效減水劑的摻量一般為膠結(jié)材料的0.50.51.8%1.8%。為減少。為減少混凝土坍落度在運輸、澆筑過程中的損失，可采用載體流化劑、混凝土坍落度在運輸、澆筑過程中的損失，可采用載體流化劑、復(fù)合緩凝高效減水劑、以及將減水劑分二次或多次添加的方法。復(fù)合緩凝高效減水劑、以及將減水劑分二次或多次添加的方法。 已有已有牌牌

34、52.5硅酸鹽水泥，水泥的密度為硅酸鹽水泥，水泥的密度為3250kgm3，碎石粗骨料粒徑，碎石粗骨料粒徑520mm，表觀密度為，表觀密度為2700kgm3，砂子為中粗河砂，表觀密度為，砂子為中粗河砂，表觀密度為2650kgm3，采用粉狀，采用粉狀NF高效減水劑，摻量高效減水劑，摻量0.51%水泥水泥重，按初選水泥重量的重，按初選水泥重量的20%摻粉煤灰，等量取代摻粉煤灰，等量取代(1 1)部分水泥，要求配制坍落度部分水泥，要求配制坍落度1216cm，強度，強度80MPa的高強混凝土。的高強混凝土。配比設(shè)計示例配比設(shè)計示例解：解： 采用絕對體積法采用絕對體積法 1)取水泥重取水泥重 C=550k

35、gm3,水灰比水灰比 0.30(應(yīng)多選幾應(yīng)多選幾組試配組試配) 用水量用水量 W=0.3550=165 kgm3 2)取砂率取砂率 0.30，砂重為，砂重為 S，碎石重為，碎石重為 G。 按絕對體積法有：按絕對體積法有： 30.01GSSGSWCGswc 將已知條件代入得：將已知條件代入得： S=532 kgm3 G=1241kgm3 3)初選初選 NF 高效減水劑高效減水劑 1.0%水泥量，即水泥量，即 5.5kgm3 4)粉煤灰取代粉煤灰取代 20%水泥量，粉煤灰用量水泥量，粉煤灰用量 55020%=110kgm3 水泥用量：水泥用量： C=550-110=440kgm3 水膠比：水膠比：

36、3.0550165440110165CBW 水灰比：水灰比：375. 0440165CW 5)初步確定的配合比：初步確定的配合比： 水泥水泥 ： 水水 ： 砂砂 ： 石石 ： 粉煤灰粉煤灰 ： NF 440 ： 165： 532：1241： 110 ： 5.5 初步確定的配比須經(jīng)試配后測試各項性能看能否滿足需初步確定的配比須經(jīng)試配后測試各項性能看能否滿足需要，實際應(yīng)用時需設(shè)計多組配比，最終對比后選擇較滿意的配要，實際應(yīng)用時需設(shè)計多組配比，最終對比后選擇較滿意的配比。比。 五、高強混凝土施工工藝及質(zhì)量控制五、高強混凝土施工工藝及質(zhì)量控制1 1 、混凝土拌制、混凝土拌制 拌制高強混凝土必須使用強制

37、式攪拌機。拌制高強混凝土必須使用強制式攪拌機。 混凝土原材料的定量均按重量計，稱量的允許偏差不應(yīng)混凝土原材料的定量均按重量計，稱量的允許偏差不應(yīng)超過下列限值：水泥和摻合料為超過下列限值：水泥和摻合料為1%，粗細骨料為，粗細骨料為2%，水及化學(xué)外加劑為水及化學(xué)外加劑為1%。 配制高強混凝土必須準確控制用水量，砂石中的含水量配制高強混凝土必須準確控制用水量，砂石中的含水量應(yīng)仔細測定后從用水量中扣除。高強混凝土在攪拌站配料時應(yīng)仔細測定后從用水量中扣除。高強混凝土在攪拌站配料時宜采用自動稱量裝置，通過砂石含水量的自動檢測儀器，自宜采用自動稱量裝置，通過砂石含水量的自動檢測儀器，自動調(diào)整攪拌用水。動調(diào)整攪拌用水。 高效減水劑可用粉劑