高强混凝土(HSC)在建筑施工中的应用

李 伟

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

高强混凝土(HSC)在建筑施工中的应用

李 伟

(山西建筑工程(集团)总公司，山西 太原 030002)

简要介绍了高强混凝土的含义及优势，对高强混凝土的合理应用技术进行了探讨，并从原材料选择与施工过程两方面提出了高强混凝土的施工质量控制措施，以促进高强混凝土的推广应用。

高强混凝土，优势，施工，质量控制

0 引言

高强混凝土(HSC)，是指抗压强度达到或超过60 MPa的混凝土。 采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰超细矿渣硅灰等矿物掺合料以常规工艺配制而成的，其制备原理主要是通过掺加高效减水剂降低水灰比，再通过添加矿物掺合料，减少成型混凝土内部的孔隙，使材料内部结构更加密实。再通过先进的养护工艺，保证高强混凝土的施工质量，从而达到提高混凝土结构强度的效果。

1 高强混凝土的优势及应用实例

高强混凝土相对于普通混凝土有诸多优势，最明显的优势就是能够很大程度的减少混凝土结构材料用量。而且由于其强度等级提高了一个台阶，使得相同荷载条件下结构的尺寸可以设计的更小，结构自重降低，某种程度上也提高了空间的利用效率。高强混凝土相比普通混凝土具有更好的耐久性能，而且由于其符合节能、减排、环保和可持续发展的战略要求，引起了我国政府的高度重视。当代建筑设计越来越抽象化，在结构设计过程中就要求有更加新型的材料来完成建筑的构架。钢结构很大程度的解决了许多结构难题，但其也有弊端，耐腐蚀性及耐火性差，而且对钢材需求量大。而混凝土俗称“人造石”，有更大的原材料来源。采用钢结构与高强混凝土的有机结构体作为结构体系，有很大的优越性，能更好地满足设计要求。在山西建筑(集团)总公司承揽的临猗县大剧院建设项目中，地下室消防水池部位的钢骨柱受力复杂，而且要经受动力荷载作用，柱底部采用C60混凝土二次灌浆锚固，厚度为10 cm，用以支撑上部结构体系，能很好地满足结构受力要求，抵抗水平荷载及结构的抗疲劳性，节约了材料的投入，同时也增加了结构的适用性及耐久性。

2 高强度混凝土的合理应用

高强混凝土相较于普通混凝土有诸多优点，也是未来混凝土的发展趋势，在实际应用过程中，应对该种建筑材料的各组分进行认真分析。高强混凝土配比的水灰比较一般混凝土低，且组分当中的矿物掺合料都具有一定的活性。在混凝土凝固过程中，由于掺入了高效减水剂，使得配制混凝土时水的用量降低。在混凝土凝固过程中，由于水的消耗，使得混凝土内部处于缺水的状态，会诱发干硬性收缩，使混凝土内部比较脆弱，容易产生一些细微裂缝，影响结构的强度。在水灰比一定的情况下，只有通过用保水性好的集料代替普通混凝土中用的一般性砂、石材料，可以在混凝土表面凝固的情况下，内部还在集料里存储一部分水分，使内部混凝土结构在较封闭的空间里继续进行强度发展，并起到了养护的作用。当代的建筑在结构设计过程中，大部分均考虑了抗震设计。高强混凝土能很好地完成抗震结构对强度的要求，但由于其内部孔隙率低，使得材料基本上丧失了塑性阶段，结构在破坏前没有明显的征兆。且其在荷载的作用下变形能力低，在冲击及振动荷载的作用下，结构自振消耗的能量少，导致脆性破坏，对结构的安全不利。在高强混凝土中掺入抵抗变形能力强的纤维状结构，与其形成有机的整体，各取所长，能很好地解决高强混凝土脆性大的问题。

3 高强混凝土的施工质量控制

在施工过程中，为了使设计当中的高强混凝土能够得到很好的运用，不仅要从原材料入手，择优选材并且弄清各组分的关系，优化配比，而且要从施工工艺入手，优化工法，并严格控制各个环节，使高强混凝土的优势能够得到很好的发挥。

3.1 原材料的选用

原材料当中的水泥和高效减水剂会发生一定的反应而影响混凝土的成型质量，在选材时，首先要综合选取水泥和高效减水剂，不仅要考虑各自的品质，也要考虑两者的相容性。

骨料最好呈表面多孔状，可以很好地保存水分，增加水泥及掺合料与骨料的接触面积，形成的结构整体性更强；掺合料应选用颗粒极细且二氧化硅的含量高的矿粉，能很好地填充混凝土的孔隙，以提高混凝土的强度。

3.2 施工过程对质量的影响

施工前，要首先确定混凝土施工配合比。由于在配制过程中，水、水泥、集料及掺合料的配比已不能按照常规混凝土的方式进行设计。要充分做好准备工作，收集相关资料，并反复试验，从而使高强混凝土的配合比达到最优。在合理确定配比之后，就要从施工工艺入手，优化各个环节，使混凝土的质量得到保证。1)搅拌：高强混凝土的用水量少，拌合物较普通混凝土稠，搅拌机搅拌时阻力较大，采用常规搅拌机无法使拌合物得到充分搅拌。需采用强制式搅拌机进行搅拌，最好选用双锥式。在搅拌过程中，要严格控制材料用量及投放顺序。2)浇筑：浇筑混凝土时应控制下料速度，不宜过快。混凝土振捣时会使集料下沉，使上部产生浮浆，影响成型质量。施工中应选用高频振捣棒，并加密振点，且振捣时时间不可过长，宜分两次振捣。浇筑时振捣一遍，混凝土初凝前进行二次振捣。为避免结构顶部浮浆凝固后开裂，可适当地增加混凝土的浇筑高度，混凝土凝固后对该部分进行剔除，或是采用二次投放集料的方式进行改善。3)养护：由于高强混凝土制备过程中的用水量较少，混凝土表面直接与空气接触，水化反应速度快，使混凝土表面早于内部硬化，导致结构表面形成屏障，使养护时水分不能进入到混凝土内部，致使内外强度失衡，也不能充分发挥高强混凝土的效用，高强混凝土在其浇筑成型后，应及时用塑料薄膜等对混凝土暴露面进行覆盖，一方面防止外部条件及水泥的水化热导致水分损失，另一方面可以降低混凝土表面的凝结速度，使内部混凝土的强度得到更好的发展。养护时最好采用蒸汽养护，使水分子更容易穿过混凝土表面这层硬膜进入到结构内部，更好地达到养护的效果。

4 结语

随着时代的发展，各种新型的建筑如雨后春笋般映入人们的视野。纵观建筑发展的历史，每一次的革新都是基于对新型建筑材料尤其是结构材料研发的基础上的。随着人们对高强混凝土研究的不断深入，以及对结构的形式和材料的要求越来越高，高强混凝土势必会代替普通混凝土成为主流建筑材料，而更高强度的混凝土研发也会不断的进行，混凝土这项人类近代伟大的发明还有很长的路要走。

On application of high-strength concrete in architectural construction

LI Wei

(ShanxiConstructionEngineering(Group)Corporation,Taiyuan030002,China)

The paper briefly introduces the concept of high-strength concrete and its advantages, explores the reasonable application technique of the concrete, and points out the construction quality control measures of the concrete from the raw materials selection and construction process, so as to enhance the extensive application of the high-strength concrete.

high-strength concrete, advantage, construction, quality control

2014-07-18

李 伟(1985- )，男，助理工程师

1009-6825(2014)27-0113-02

TU528.31

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