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【摘要】 从原材料的选择、配合比的设计及施工过程等几个方面，介绍了高强混凝土的质量控制措施。
【关键词】混凝土 高强度 材料 质量控制
中图分类号：TU37文献标识码： A
随着建筑科技的飞速发展，大跨度、高层建筑结构的不断出现，对建筑材料提出了越来越高的要求，其中最为重要的一项便是混凝土强度。
目前国内一般把强度等级不低于 C60的混凝土称为高强度混凝土。它是用强度不低于 42.5 级的水泥和优质骨料掺配，并以较低的水灰比，通过充分振动密实作用制取而成的。其优点是用于结构物后， 在保证结构强度要求的前提下， 可以显著减少截面尺寸，结构自重减轻，多用于高层建筑、大跨度桥梁等结构工程中。下面对高強混凝土原材料选择、配合比设计需注意的事项和要点进行分述。
一原材料
由于混凝土是一种复杂的非均质材料，混凝土原材料的不同，其强度差异很大，而对于高强度混凝土而言，影响强度的因素比普通混凝土更复杂。配制高强混凝土不需要特殊的材料，但必须对所有的原材料进行优选，除了要达到比较好的性能指标外，还必须质量稳定。
1.1 水泥
应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
1.2 粗骨料
粗骨料强度与粒径成反比，即加工的粒径越小，内部缺陷越少，在混凝土受力越均匀，颗粒强度越高。粒形越接近圆形，受力状态亦越好。强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于 C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm，针片状颗粒含量不宜大于 0.8%，含泥量不应大于 0.5%，泥块含量不宜大于0.2%；其他质量指标应符合现行行业标准用《普通混凝土砂﹑石质量及检验方法标准》（JTJ52-2006）的规定。
1.3 细骨料
应选用洁净的颗粒接近圆形的天然中粗河砂，细度模数在 2.6~3.2为好；含泥量不应大于 2.0%，泥块含量不应大于0.5%；其他质量指标应符合现行行业标准用 《普通混凝土砂﹑石质量及检验方法标准》（JTJ52-2006）的规定。
1.4 高效减水剂
高效减水剂是高强混凝土的特征组分，配制高强混凝土时应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。配制高强度混凝土还应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。活性矿物掺合料的使用，可调整水泥颗粒级配，起到增密增塑减水的效果和火山灰效应，改善骨料界面效应，提高混凝土性能。随着混凝土强度的提高，在保持胶结材料不超过限值时必须提高减水剂的减水率。
1.5 活性掺合料
主要有粒化高炉矿渣、粉煤灰、F矿粉、硅灰、碱矿渣等。这些活性掺合料的掺入与水泥的水化产物发生二次水化反应生成具有水硬性的凝胶物质，填充在水泥石以及过渡区的孔隙内，起到强化过渡区改善水泥石孔结构提高密实度的作用。
1.6 拌合水
水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，一般PH﹥4的水即可使用。水的用量有严格的限制，一般控制水灰比W∕C＜0.35。
二 配合比设计
原材料的选择是得到高强度混凝土的前提和基础，而合理确定高强度混凝土的配合比，是保证高强度混凝土达到设计要求的另一个重要方面。混凝土配合比设计实际上就是对各种原材料在单位体积内的用量进行试配。
2.1 水灰比的确定
高强混凝土水灰比计算不能用普通混凝土的强度计算公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度( fcu.o) 相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少 0.02~0.03。例如 C60 混凝土可采用0.30、0.33、0.363 个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。可选取 0.33 作为基准水灰比。
2.2 集料用量
①每立方碎石用量为G0，高强混凝土每立方的碎石用量 Vs为 0.9m³~0.95m³，则每立方中碎石质量为
G0= Vs×碎石松散容重。
②每立方砂用量 S0
S0= [ G0/(1- Qs)] Qs
Qs———砂率，应经试验确定，一般控制在 28%~36%范围内。
2.3 用水量
计算高强混凝土配合比时，其用水量可在普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量，此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。
2.4 水泥用量
生产高强混凝土时，水泥的用量是至关重要的，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量又不宜过高,否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过 550 kg/m³，如配制 C60 混凝土所需水泥用量通常在 500 kg/m³~550 kg/m³的范围内。
2.5 试拌调整
对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法,宜与实际生产时使用的方法一致。对试拌得出的拌和物要进行实测和仔细观察，检验坍落度是否满足要求,粘聚性和保水性是否良好。试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的条件下,调整用水量和外加剂的掺量或砂率。用水量调整的幅度不宜过大,因高强混凝土的水灰比低,用水量的增加会使水泥用量也大幅度增加。如通过以上调整，混凝土拌和物仍不能满足施工工艺、性能要求，则要考虑重新选择水泥或外加剂。
2.6 配合比的确定
当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2% 时，可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55—2000) 规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后,应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值,确保其稳定性。
三、高性能混凝土质量的施工中控制
3.1、在施工方案中事先确定施工缝预留位置，不能随意变更，施工缝的接槎处理一般情况下应在混凝土强度达到1.2Mp以上时，在已硬化的混凝土表面清除水泥浮浆和松动石子，将施工缝处混凝土表面凿毛，并用水冲洗干净，不得积水，再用高标号水泥砂浆浇抹表面后用混凝土细致捣实使新IS混凝土结合密实。
3.2、振捣方式的质量控制。施工方要根据设计图纸及其施工规范等做好施工方案，并且及时向所有操作人员做好技术交底，预防因振捣方式不对而造成混凝土分层、离析、表面浮浆、麻面等质量问题。
3.3、二次振捣或多次搓压表面。高强、高性能混凝土在拌制过程中，掺加多种外加剂及掺和料，一般情况下缓凝4 小时左右，这段时间已浇混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多，容易产生收缩裂缝，经初凝前二次振捣或多次搓压表面，能有效防止表层裂纹。
3.4、浇筑埋石混凝土的时候应该严格控制施工单位的埋石量、埋石大小并保证埋石洁净以及埋石与模板的距离，杜绝施工单位为了单纯提高埋石率而放弃质量。
3.5、筑完的混凝土必须遮盖来保温或防雨。
四、结束语
要想获得优质的高强混凝土，首先必须对原材料进行优选，除了要求有良好的性能指标外，还必须质量稳定，即在施工期内主要性能不能产生较大波动。其次，一些在普通情况下不太敏感的因素，在低水灰比的情况下会变得相当敏感，这就要求在配合比设计时必须对各种原材料及外加剂的用量应合理选取。设计结果一定要进行试拌验证，确保在实际施工时拌和物的工作性满足实际要求。
【关键词】混凝土 高强度 材料 质量控制
中图分类号：TU37文献标识码： A
随着建筑科技的飞速发展，大跨度、高层建筑结构的不断出现，对建筑材料提出了越来越高的要求，其中最为重要的一项便是混凝土强度。
目前国内一般把强度等级不低于 C60的混凝土称为高强度混凝土。它是用强度不低于 42.5 级的水泥和优质骨料掺配，并以较低的水灰比，通过充分振动密实作用制取而成的。其优点是用于结构物后， 在保证结构强度要求的前提下， 可以显著减少截面尺寸，结构自重减轻，多用于高层建筑、大跨度桥梁等结构工程中。下面对高強混凝土原材料选择、配合比设计需注意的事项和要点进行分述。
一原材料
由于混凝土是一种复杂的非均质材料，混凝土原材料的不同，其强度差异很大，而对于高强度混凝土而言，影响强度的因素比普通混凝土更复杂。配制高强混凝土不需要特殊的材料，但必须对所有的原材料进行优选，除了要达到比较好的性能指标外，还必须质量稳定。
1.1 水泥
应选用质量稳定、强度等级不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
1.2 粗骨料
粗骨料强度与粒径成反比，即加工的粒径越小，内部缺陷越少，在混凝土受力越均匀，颗粒强度越高。粒形越接近圆形，受力状态亦越好。强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于 C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm，针片状颗粒含量不宜大于 0.8%，含泥量不应大于 0.5%，泥块含量不宜大于0.2%；其他质量指标应符合现行行业标准用《普通混凝土砂﹑石质量及检验方法标准》（JTJ52-2006）的规定。
1.3 细骨料
应选用洁净的颗粒接近圆形的天然中粗河砂，细度模数在 2.6~3.2为好；含泥量不应大于 2.0%，泥块含量不应大于0.5%；其他质量指标应符合现行行业标准用 《普通混凝土砂﹑石质量及检验方法标准》（JTJ52-2006）的规定。
1.4 高效减水剂
高效减水剂是高强混凝土的特征组分，配制高强混凝土时应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂。配制高强度混凝土还应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。活性矿物掺合料的使用，可调整水泥颗粒级配，起到增密增塑减水的效果和火山灰效应，改善骨料界面效应，提高混凝土性能。随着混凝土强度的提高，在保持胶结材料不超过限值时必须提高减水剂的减水率。
1.5 活性掺合料
主要有粒化高炉矿渣、粉煤灰、F矿粉、硅灰、碱矿渣等。这些活性掺合料的掺入与水泥的水化产物发生二次水化反应生成具有水硬性的凝胶物质，填充在水泥石以及过渡区的孔隙内，起到强化过渡区改善水泥石孔结构提高密实度的作用。
1.6 拌合水
水中不应含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，一般PH﹥4的水即可使用。水的用量有严格的限制，一般控制水灰比W∕C＜0.35。
二 配合比设计
原材料的选择是得到高强度混凝土的前提和基础，而合理确定高强度混凝土的配合比，是保证高强度混凝土达到设计要求的另一个重要方面。混凝土配合比设计实际上就是对各种原材料在单位体积内的用量进行试配。
2.1 水灰比的确定
高强混凝土水灰比计算不能用普通混凝土的强度计算公式，应根据试验资料进行统计，提出混凝土强度和水灰比的关系式，然后用作图法或计算法求出与混凝土配制强度( fcu.o) 相对应的水灰比。当采用多个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个应为基准配合比，其他配合比的水灰比，宜较基准配合比分别增加和减少 0.02~0.03。例如 C60 混凝土可采用0.30、0.33、0.363 个水灰比进行试拌，来确定最佳水灰比。可选取 0.33 作为基准水灰比。
2.2 集料用量
①每立方碎石用量为G0，高强混凝土每立方的碎石用量 Vs为 0.9m³~0.95m³，则每立方中碎石质量为
G0= Vs×碎石松散容重。
②每立方砂用量 S0
S0= [ G0/(1- Qs)] Qs
Qs———砂率，应经试验确定，一般控制在 28%~36%范围内。
2.3 用水量
计算高强混凝土配合比时，其用水量可在普通混凝土用水量的基础上用减水率法加以修正。在不掺外加剂的混凝土用水量中扣除按外加剂减水率计算得出的减水量即为掺减水剂时混凝土的用水量，此时注意一定要通过试验确定外加剂的减水率。
2.4 水泥用量
生产高强混凝土时，水泥的用量是至关重要的，它直接影响到水泥胶砂与骨料的粘结力。为了增加砂浆中胶质结料的比例，水泥含量要比较高，但要注意的是，水泥用量又不宜过高,否则会引起水化期间放热速度过快或收缩量过大等问题。高强混凝土水泥用量一般不宜超过 550 kg/m³，如配制 C60 混凝土所需水泥用量通常在 500 kg/m³~550 kg/m³的范围内。
2.5 试拌调整
对计算所得的配合比结果要通过试配、试拌来验证。拌制高强混凝土必须使用强制式搅拌机，振捣时要高频加压振捣，保证拌和物的密实。要注意试拌量应不小于拌和机额定量的1/4,混凝土的搅拌方式及外加剂的掺法,宜与实际生产时使用的方法一致。对试拌得出的拌和物要进行实测和仔细观察，检验坍落度是否满足要求,粘聚性和保水性是否良好。试拌得出的拌和物坍落度不能满足要求或粘聚性和保水性不好时，应在保证水灰比不变的条件下,调整用水量和外加剂的掺量或砂率。用水量调整的幅度不宜过大,因高强混凝土的水灰比低,用水量的增加会使水泥用量也大幅度增加。如通过以上调整，混凝土拌和物仍不能满足施工工艺、性能要求，则要考虑重新选择水泥或外加剂。
2.6 配合比的确定
当拌和物实测密度与计算值之差的绝对值不超过计算值2% 时，可不调整。大于2%时按《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55—2000) 规定进行相应的调整。混凝土配合比确定后,应对配合比进行不少于6次的重复试验进行验证，其平均值不应低于配制的强度值,确保其稳定性。
三、高性能混凝土质量的施工中控制
3.1、在施工方案中事先确定施工缝预留位置，不能随意变更，施工缝的接槎处理一般情况下应在混凝土强度达到1.2Mp以上时，在已硬化的混凝土表面清除水泥浮浆和松动石子，将施工缝处混凝土表面凿毛，并用水冲洗干净，不得积水，再用高标号水泥砂浆浇抹表面后用混凝土细致捣实使新IS混凝土结合密实。
3.2、振捣方式的质量控制。施工方要根据设计图纸及其施工规范等做好施工方案，并且及时向所有操作人员做好技术交底，预防因振捣方式不对而造成混凝土分层、离析、表面浮浆、麻面等质量问题。
3.3、二次振捣或多次搓压表面。高强、高性能混凝土在拌制过程中，掺加多种外加剂及掺和料，一般情况下缓凝4 小时左右，这段时间已浇混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多，容易产生收缩裂缝，经初凝前二次振捣或多次搓压表面，能有效防止表层裂纹。
3.4、浇筑埋石混凝土的时候应该严格控制施工单位的埋石量、埋石大小并保证埋石洁净以及埋石与模板的距离，杜绝施工单位为了单纯提高埋石率而放弃质量。
3.5、筑完的混凝土必须遮盖来保温或防雨。
四、结束语
要想获得优质的高强混凝土，首先必须对原材料进行优选，除了要求有良好的性能指标外，还必须质量稳定，即在施工期内主要性能不能产生较大波动。其次，一些在普通情况下不太敏感的因素，在低水灰比的情况下会变得相当敏感，这就要求在配合比设计时必须对各种原材料及外加剂的用量应合理选取。设计结果一定要进行试拌验证，确保在实际施工时拌和物的工作性满足实际要求。