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摘要：高强砼通常指的是砼强度大于50㎫的以水泥为主要胶结材料的砼。通过试验室的试配，提出能应用于生产实际，可满足预制、现浇梁板泵送施工的要求。高强砼通过降低水灰比，添加提高砼流动性能的外加剂，如高效减水剂，塑化剂及优质矿物外加剂，使用传统的方法适当增加成本的条件下生产高强砼。下面就对高强高性能的砼配合比设计和施工应用进行分析，以供借鉴参考。
关键词：高强高性能；混凝土；配合比设计
一、高强高性能砼的优点分析
1.强度高
目前用52.5R普通硅酸盐水泥可以配置的砼为C50、C55、C60、C70，即在标准养护条件下，28天抗压强度值可以达到50㎫～70㎫，由于强度提高，对建筑物的梁柱等构件在承受相同荷载条件下，截面积可大大减少。截面积的减少又带来了砼体积减少，从而可以降低建筑物的自重，提高建筑物有效使用面积，因而可以取得显著的技术经济效益。
2.耐久性好
高强砼之所以可获得高的强度主要原因是砼内部致密程度的提高，大大减少了砼内部因自由水存在造成许多有害孔隙，所以抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性能可以相应提高。
3.工艺性能优越
高强砼在实际使用时，掺入各种外加剂使砼拌合物性能得到改善，坍落度大，可泵性好；硬化后砼的强度发展快，使砼构件模板使用率提高，从而加快工程的进度，节约施工费用。
高强砼虽然有上述这些优越性，但也存在着不足之处。高强砼在配置过程中对原材料的选择、计量的精度、搅拌、运输、浇注都有更位严格的要求，因而施工难度就比普通砼高得多，生产成本比较高（但综合成本是降低的）。
二、试验配置工作及工程地点
（一）工程概况
商界高速公路DJN14合同段，起讫程为K177+800~K179+151.386，长1.351km。按六车道规划，四车道实施，全封闭、全立交的高速公路进行设计。本段主要工程数量为：隧道2座，互通立交1座（其中匝道桥7座）。
（二）试配方案确定
1.进行各种初选原材料性能检验，以便掌握其基本性能，为设计提供必要的依据。
2.根据高性能砼的基本性能、依据常规设计原理，同时考虑各种原材料的性能，初步摸索出各种原材料之间的适应性及配合比变动后砼拌和物的基本性能及力学性能。
3.在掌握基本性能前提下进行对比试验，初步确定工程用原材料及配合比。
4.以优选后配合比进行现场首件浇筑施工，并测试其各项性能指标，确保满足施工要求。
（三）设计原理
1.高效砼的高强机理：
砼是一种多相复合材料，有结晶连生体、凝胶体、气相、液相：未水化水泥颗粒，此外还有粗、细骨料等。但从宏观角度看，可以把砼看成是水泥砂浆与粗骨料的两相复合材料。其基本特点为：在外力作用下，两相共同工作阶段，两相应力是相同的，但形变不等，总变形等于两相形变之和。通过大量试验的砼形变分析及资料表明，高强砼中砂浆强度高于骨料的强度，混凝土破坏时先从粗骨料开始。因此，通过对高强砼强度的方向与途径分析，获得高强砼主要采用以下两方面：
⑴原材料的条件：选择优质砂石及水泥，掺合料、外加剂。
⑵配置因素：砼中砂浆强度及水泥与粗骨料界面强度。
2.高强、高性能砼的工艺原理
要获得高强砼一般方法如下：
⑴降低水灰比是最一般切实可行的方法，使用性能良好的高效减水剂，可以保持一定和易性的情况下大幅度降低水灰比。
⑵提高水泥浆强度及骨料之间的粘结强度，因此选用具有良好表面组织的骨料，能与水泥水化物很牢固的粘结在一起。
⑶降低空隙，一般采用特殊成型工艺来实现。
⑷其他措施，如改善养护方法、掺加纤维材料及利用水泥以外的胶结材料等。考虑到现场施工等原因，以上方法配合比设计时主要考虑前两种。
3.大体积C50砼、C60高性能砼施工的关键技术主要有以下几点：
⑴确保规定龄期强度满足要求。
⑵确保砼耐久性能满足工程要求，特别是碱骨料反映问题。
⑶施工和易性必须满足要求，因为现浇砼中钢筋间距一般较小，因此砼必须具有良好的粘聚性、流动性，坍落度损失必须保持在可控制范围之内，保证入泵砼具有良好的可泵性，泵送至工程部位的砼具有良好的施工和易性。
⑷C50承台及C60砼均应掺入膨胀剂配置成为膨胀补偿收缩抗裂砼，改善砼自身的各项特性，以便控制其内部应力产生的收缩裂缝。
⑸大体积砼控制水化热问题。因为施工期间气温高，环境温度达到38℃左后，为减小施工方控温难度，配合比设计方面必须有科学可行的手段来降低砼自身的水化热问题。
（四）原材料的选择
1.水泥品种的确定
陕西地区重点工程一般采用耀县水泥厂生产的秦岭牌52.5R水泥。耀县水泥厂是我国西北地区特大型国内水泥企业，建厂40余年为我国西北地区重点建设做出过重大贡献。
2.砂、石的选择
水泥砼的取决于砼内部薄弱环节的强度，受下列因素的影响，砂、石本身强度，水泥浆体强度，水泥浆体与砂、石界面的粘结强度，砼中气孔的尺寸和分布，即砼的密实性。高标号砼，砂、石骨料的强度也要求提高。
3.粉煤灰在高强砼中的应用
电厂粉煤灰在砼中应用的近年来，有了突破性的进展，过去仅作为节约水泥的替代掺加料以不降低砼强度为前提，减少水泥用量，事实上品质不同的粉煤灰，应用效果差别是很大的，优质粉煤灰（Ⅰ级粉煤灰），不但可降低用水量，增加砼的致密性，而且由于粉煤灰中含有大量玻璃微珠，在泵送过程中可以减少输送阻力，在不增加高效减水剂的前提下，提高砼流动性。
渭河电厂正电综合利用公司生产的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，生产稳定，煤燃烧完全，粉煤灰的烧矢量波动小，均在3%左右。Ⅰ级粉煤灰主要用于C60砼，Ⅱ级粉煤灰用于C50砼。
4.外加剂的选择
我们选择了不同厂家生产的外加剂，并对外加剂进行对比，各外加剂的性能指标如下：
a）北京中岩特种工程材料公司制造UEA-H型膨胀剂剂，其主要指标如下：①.化学成分和碱含量﹪：碱含量：R2O=Na2O+0.658K2O=0.4﹪
②细度：0.08㎜筛筛余6﹪
③UEA-H掺量10﹪水泥胶砂物理性能：另外，为进行对比试验，还选用了天津豹鸣集团UEA及西安红旗外加剂厂UEA-S型膨胀剂，性能介绍与中岩UEA-H相似。
b）高效泵送减水剂：首选咸阳建材化工厂西安外加剂厂SDB-1泵送剂，试验过程中确定，掺量为2-3%，坍落度增加值140%，抗压强度比28d＞125%，含气量≯2.5%。另外进行对比试验，还选用了三原通力集团SNF-GN减水剂及赣西防水材料厂HEA高效防水剂。
（五）试验指标的确定
1.配制强度的确定，根据经验、施工水平确定如下：
C50R60=fcu+1.645×6=59.9㎫
C60R60=fcu+1.645×4.5=67.4㎫
2.拌合物性能：
考虑到高强砼的特性，如用坍落度损失快、粘聚性大等因素，出机坍落度控制在16～20㎝，入泵16±2㎝，入泵扩展度≥35㎝，C50初凝不小于10h，终凝不大于18h；C60初凝不小于8h，终凝不大于14h。
结束语：
综上所述，通过工程高强砼使用过程，证明采用当地的原材料（包括水泥、砂、石、粉煤灰、外加剂）可以配制出适合于泵送要求的C50、C60级的高强、高性能砼。.在达到相应砼等级和流动度条件下，其水泥用量，粉煤灰和外加剂产量达到了成本低、强度高的效果。
参考文献：
[1]王帆.基于比强度的高强高性能混凝土配合比优化设计[D].西安建筑科技大学，2014.
[2]黄蔚琳.浅谈C60高强高性能混凝土的配合比设计及应用[J].中华民居旬刊，2011（7）.