李 偉

(山西建筑工程(集團(tuán))總公司，山西 太原 030002)

高強(qiáng)混凝土(HSC)在建筑施工中的應(yīng)用

李 偉

(山西建筑工程(集團(tuán))總公司，山西 太原 030002)

簡(jiǎn)要介紹了高強(qiáng)混凝土的含義及優(yōu)勢(shì)，對(duì)高強(qiáng)混凝土的合理應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了探討，并從原材料選擇與施工過(guò)程兩方面提出了高強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量控制措施，以促進(jìn)高強(qiáng)混凝土的推廣應(yīng)用。

高強(qiáng)混凝土，優(yōu)勢(shì)，施工，質(zhì)量控制

0 引言

高強(qiáng)混凝土(HSC)，是指抗壓強(qiáng)度達(dá)到或超過(guò)60 MPa的混凝土。 采用水泥、砂、石、高效減水劑等外加劑和粉煤灰超細(xì)礦渣硅灰等礦物摻合料以常規(guī)工藝配制而成的，其制備原理主要是通過(guò)摻加高效減水劑降低水灰比，再通過(guò)添加礦物摻合料，減少成型混凝土內(nèi)部的孔隙，使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加密實(shí)。再通過(guò)先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)工藝，保證高強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量，從而達(dá)到提高混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的效果。

1 高強(qiáng)混凝土的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用實(shí)例

高強(qiáng)混凝土相對(duì)于普通混凝土有諸多優(yōu)勢(shì)，最明顯的優(yōu)勢(shì)就是能夠很大程度的減少混凝土結(jié)構(gòu)材料用量。而且由于其強(qiáng)度等級(jí)提高了一個(gè)臺(tái)階，使得相同荷載條件下結(jié)構(gòu)的尺寸可以設(shè)計(jì)的更小，結(jié)構(gòu)自重降低，某種程度上也提高了空間的利用效率。高強(qiáng)混凝土相比普通混凝土具有更好的耐久性能，而且由于其符合節(jié)能、減排、環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，引起了我國(guó)政府的高度重視。當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)越來(lái)越抽象化，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中就要求有更加新型的材料來(lái)完成建筑的構(gòu)架。鋼結(jié)構(gòu)很大程度的解決了許多結(jié)構(gòu)難題，但其也有弊端，耐腐蝕性及耐火性差，而且對(duì)鋼材需求量大。而混凝土俗稱(chēng)“人造石”，有更大的原材料來(lái)源。采用鋼結(jié)構(gòu)與高強(qiáng)混凝土的有機(jī)結(jié)構(gòu)體作為結(jié)構(gòu)體系，有很大的優(yōu)越性，能更好地滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。在山西建筑(集團(tuán))總公司承攬的臨猗縣大劇院建設(shè)項(xiàng)目中，地下室消防水池部位的鋼骨柱受力復(fù)雜，而且要經(jīng)受動(dòng)力荷載作用，柱底部采用C60混凝土二次灌漿錨固，厚度為10 cm，用以支撐上部結(jié)構(gòu)體系，能很好地滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)受力要求，抵抗水平荷載及結(jié)構(gòu)的抗疲勞性，節(jié)約了材料的投入，同時(shí)也增加了結(jié)構(gòu)的適用性及耐久性。

2 高強(qiáng)度混凝土的合理應(yīng)用

高強(qiáng)混凝土相較于普通混凝土有諸多優(yōu)點(diǎn)，也是未來(lái)混凝土的發(fā)展趨勢(shì)，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，應(yīng)對(duì)該種建筑材料的各組分進(jìn)行認(rèn)真分析。高強(qiáng)混凝土配比的水灰比較一般混凝土低，且組分當(dāng)中的礦物摻合料都具有一定的活性。在混凝土凝固過(guò)程中，由于摻入了高效減水劑，使得配制混凝土?xí)r水的用量降低。在混凝土凝固過(guò)程中，由于水的消耗，使得混凝土內(nèi)部處于缺水的狀態(tài)，會(huì)誘發(fā)干硬性收縮，使混凝土內(nèi)部比較脆弱，容易產(chǎn)生一些細(xì)微裂縫，影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。在水灰比一定的情況下，只有通過(guò)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況下，內(nèi)部還在集料里存儲(chǔ)一部分水分，使內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)在較封閉的空間里繼續(xù)進(jìn)行強(qiáng)度發(fā)展，并起到了養(yǎng)護(hù)的作用。當(dāng)代的建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，大部分均考慮了抗震設(shè)計(jì)。高強(qiáng)混凝土能很好地完成抗震結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度的要求，但由于其內(nèi)部孔隙率低，使得材料基本上喪失了塑性階段，結(jié)構(gòu)在破壞前沒(méi)有明顯的征兆。且其在荷載的作用下變形能力低，在沖擊及振動(dòng)荷載的作用下，結(jié)構(gòu)自振消耗的能量少，導(dǎo)致脆性破壞，對(duì)結(jié)構(gòu)的安全不利。在高強(qiáng)混凝土中摻入抵抗變形能力強(qiáng)的纖維狀結(jié)構(gòu)，與其形成有機(jī)的整體，各取所長(zhǎng)，能很好地解決高強(qiáng)混凝土脆性大的問(wèn)題。

3 高強(qiáng)混凝土的施工質(zhì)量控制

在施工過(guò)程中，為了使設(shè)計(jì)當(dāng)中的高強(qiáng)混凝土能夠得到很好的運(yùn)用，不僅要從原材料入手，擇優(yōu)選材并且弄清各組分的關(guān)系，優(yōu)化配比，而且要從施工工藝入手，優(yōu)化工法，并嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)，使高強(qiáng)混凝土的優(yōu)勢(shì)能夠得到很好的發(fā)揮。

3.1 原材料的選用

原材料當(dāng)中的水泥和高效減水劑會(huì)發(fā)生一定的反應(yīng)而影響混凝土的成型質(zhì)量，在選材時(shí)，首先要綜合選取水泥和高效減水劑，不僅要考慮各自的品質(zhì)，也要考慮兩者的相容性。

骨料最好呈表面多孔狀，可以很好地保存水分，增加水泥及摻合料與骨料的接觸面積，形成的結(jié)構(gòu)整體性更強(qiáng)；摻合料應(yīng)選用顆粒極細(xì)且二氧化硅的含量高的礦粉，能很好地填充混凝土的孔隙，以提高混凝土的強(qiáng)度。

3.2 施工過(guò)程對(duì)質(zhì)量的影響

施工前，要首先確定混凝土施工配合比。由于在配制過(guò)程中，水、水泥、集料及摻合料的配比已不能按照常規(guī)混凝土的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。要充分做好準(zhǔn)備工作，收集相關(guān)資料，并反復(fù)試驗(yàn)，從而使高強(qiáng)混凝土的配合比達(dá)到最優(yōu)。在合理確定配比之后，就要從施工工藝入手，優(yōu)化各個(gè)環(huán)節(jié)，使混凝土的質(zhì)量得到保證。1)攪拌：高強(qiáng)混凝土的用水量少，拌合物較普通混凝土稠，攪拌機(jī)攪拌時(shí)阻力較大，采用常規(guī)攪拌機(jī)無(wú)法使拌合物得到充分?jǐn)嚢琛Ｐ璨捎脧?qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，最好選用雙錐式。在攪拌過(guò)程中，要嚴(yán)格控制材料用量及投放順序。2)澆筑：澆筑混凝土?xí)r應(yīng)控制下料速度，不宜過(guò)快?；炷琳駬v時(shí)會(huì)使集料下沉，使上部產(chǎn)生浮漿，影響成型質(zhì)量。施工中應(yīng)選用高頻振搗棒，并加密振點(diǎn)，且振搗時(shí)時(shí)間不可過(guò)長(zhǎng)，宜分兩次振搗。澆筑時(shí)振搗一遍，混凝土初凝前進(jìn)行二次振搗。為避免結(jié)構(gòu)頂部浮漿凝固后開(kāi)裂，可適當(dāng)?shù)卦黾踊炷恋臐仓叨龋炷聊毯髮?duì)該部分進(jìn)行剔除，或是采用二次投放集料的方式進(jìn)行改善。3)養(yǎng)護(hù)：由于高強(qiáng)混凝土制備過(guò)程中的用水量較少，混凝土表面直接與空氣接觸，水化反應(yīng)速度快，使混凝土表面早于內(nèi)部硬化，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)表面形成屏障，使養(yǎng)護(hù)時(shí)水分不能進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，致使內(nèi)外強(qiáng)度失衡，也不能充分發(fā)揮高強(qiáng)混凝土的效用，高強(qiáng)混凝土在其澆筑成型后，應(yīng)及時(shí)用塑料薄膜等對(duì)混凝土暴露面進(jìn)行覆蓋，一方面防止外部條件及水泥的水化熱導(dǎo)致水分損失，另一方面可以降低混凝土表面的凝結(jié)速度，使內(nèi)部混凝土的強(qiáng)度得到更好的發(fā)展。養(yǎng)護(hù)時(shí)最好采用蒸汽養(yǎng)護(hù)，使水分子更容易穿過(guò)混凝土表面這層硬膜進(jìn)入到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，更好地達(dá)到養(yǎng)護(hù)的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的發(fā)展，各種新型的建筑如雨后春筍般映入人們的視野。縱觀建筑發(fā)展的歷史，每一次的革新都是基于對(duì)新型建筑材料尤其是結(jié)構(gòu)材料研發(fā)的基礎(chǔ)上的。隨著人們對(duì)高強(qiáng)混凝土研究的不斷深入，以及對(duì)結(jié)構(gòu)的形式和材料的要求越來(lái)越高，高強(qiáng)混凝土勢(shì)必會(huì)代替普通混凝土成為主流建筑材料，而更高強(qiáng)度的混凝土研發(fā)也會(huì)不斷的進(jìn)行，混凝土這項(xiàng)人類(lèi)近代偉大的發(fā)明還有很長(zhǎng)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 偉(1985- )，男，助理工程師

1009-6825(2014)27-0113-02

TU528.31

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