gaoqianggaoxingnenghunningtudeyanjiuyuyingyongshihunningtucailiaokexuelingyudezhongyaofenzhi。jinniansuizhezhongguojichujianshedepengbofazhan
，jianzhujishushuipingdetigao，duihunningtuxingnengtichulegenggaodeyaoqiu；同時新型高性能外加劑的問世，礦物摻和料的成熟應用給配製高強高性能混凝土提供了技術保障。文獻報道國際上已有150 MPa預製超高強混凝土構件和130 MPa現澆超高強混凝土的成功案例1。我國也多有C80~C100混凝土研究的報道和一些零星的應用。

　　muqianguojishangyanjiugaoqianggaoxingnenghunningtubijiaotongyongdefangfashizaihunningtuzhongtongshichanrugaoxingnengwaijiajihekuangwuchanheliaodeshuangchanjishufa。womenrenweiduiyugaoqianghunningtuzaiyuancailiaodejibenxingnengdedaobaozhengdeqiantixia,混凝土的密實度是混凝土高強的關鍵。同時為保證高強混凝土能泵送至百米以上，混凝土的泵送性能也是我們關注的重點。

　　對於普通混凝土，原材料性能對混凝土的影響比較有限；而對於高強高性能混凝土,yuancailiaobenshendexingnengduihunningtuyingxiangjiaoda。suoyiwomendeyanjiucongyuancailiaodepinzhixuanzezheshou
，weiraozheruheshihunningtugengjiamishi，quedingchubudepeihebi，ranhoutongguoyanzhengfushi，tongguozaijiaobanloushangjinxingzhongshi，quedingzuizhongshijishengchandepeihebi。

　　1  混凝土原材料的選擇

　　1.1水泥的確定

　　近jin年nian來lai由you於yu水shui泥ni的de廠chang家jia的de不bu斷duan擴kuo張zhang，導dao致zhi不bu同tong廠chang家jia，甚shen至zhi同tong一yi廠chang家jia不bu同tong產chan地di的de水shui泥ni波bo動dong很hen大da，所suo以yi我wo們men選xuan擇ze水shui泥ni的de前qian提ti是shi能neng夠gou保bao證zheng批pi量liang供gong應ying且qie品pin質zhi穩wen定ding。根gen據ju前qian期qi的de一yi些xie試shi驗yan和he文wen獻xian資zi料liao，決jue定ding使shi用yong52.5PI或P.II的水泥。在對不同廠家水泥進行對於試驗過程中遵循幾個規則：weiguanshangshuinibenshendekelijipeihao，hongguanshangshuiniqiangdufazhanhao，xushuiliangxiao

，yuwaijiajideshiyingxinghao
，peizhidehunningtuzhanxingxiao。kaolvdaoshijiguimohuashengchan，xiwangshuiniyuwaijiajizuoyongjiaokuaiyitigaoshengchanxiaolv。

　　首先對在上海地區可能采用的嘉新京陽P.II52.5
，聯合P.I52.5和寧國P.I52.5水泥進行比較，從需水量試驗和單純水泥的膠砂強度看，其差異不大，都比較好。從圖1的淨漿流動度試驗上，寧國水泥在初始略好於其他兩水泥；而且其與水泥的作用時間相對較快，可以減少實際生產過程中的攪拌時間。

　　同時混凝土試驗顯示，綜合考慮混凝土的粘性情況，坍落度隨時間的變化情況和強度發展，選擇了寧國水泥來配製C80混凝土。

　　水泥的顆粒級配對水泥本身的需水量和強度影響很大。國內比較公認的水泥最佳顆粒級配為3～32μm粒對強度增長起主要作用，其間粒度分布是連續的，總量不低於65%，16～24μm的顆粒對水泥的性能尤為重要，含量愈多愈好，小於3μm的細顆粒，易結團，不要超過10%，大於65μm的顆粒活性很小

，最好沒有。

　　寧國P.I52.5水泥經激光粒度儀測試，顆粒分布曲線如圖2

　　可見2.866μm以下的顆粒體積總量小於10%，24.48μm以下的顆粒占總量的75%，即水泥中65%的量集中在2.866μm~24.48μm區間
，對性能起主要作用的14.03μm~24.48μm顆粒占25%
，整個顆粒級配比較合理。

水泥的顆粒分布可以用RRSB方程表述
y(x)=100-R(x)=100-100exp[-(x/X)n] 
y(x)──粒徑x的篩析通過量，%；
R(x)──粒徑x的篩餘量，%；
x──粒徑，µm；
X──特征粒徑（R(x)=100e-1=36.79%時的粒徑），µm

；
n──均勻性係數。
20世紀80年代中後期S.Tsivilis等學者對矽酸鹽水泥最佳顆粒級配研究後提出:矽酸鹽水泥中3~30μm的顆粒應占65%以上，3μm顆粒應在10%。即
y(30)-y(3)≥65
y(3)≤10

　　得出特征粒徑X在19.6μm~24.0μm，而均勻性係數在1.12~1.20範圍為最佳顆粒級配.寧國P.I52.5水泥特征粒徑X為21.69μm。

　　1.2 混凝土外加劑的選擇

　　作zuo為wei走zou在zai混hun凝ning土tu材cai料liao科ke學xue的de前qian沿yan的de外wai加jia劑ji
，在zai高gao強qiang混hun凝ning土tu的de研yan究jiu中zhong起qi著zhe舉ju足zu輕qing重zhong的de作zuo用yong。新xin一yi代dai的de聚ju羧suo酸suan鹽yan減jian水shui劑ji由you於yu其qi獨du特te的de空kong間jian位wei阻zu效xiao應ying，使shi其qi包bao裹guo在zai水shui泥ni顆ke粒li周zhou圍wei時shi的de排pai斥chi力li遠yuan大da於yu傳chuan統tong外wai加jia劑ji的de靜jing電dian斥chi力li，所suo以yi其qi對dui水shui泥ni的de分fen散san效xiao果guo非fei常chang優you異yi。宏hong觀guan的de表biao現xian，其qi減jian水shui率lv可ke達da40%以上。

　　danshibutongdejusuosuanyanjianshuijiyouyuqizhilianchangduandebutong
，hejuhedeguannengtuandebutong
，daozhihunningtudebaotannenglibutong

，duiqiangdudeyingxiangbutong
，duixiangtongjiaoningcailiaodeliubianxingyecunzaichayi。

　　由於施工周期在夏季

，所以在外加劑的選擇過程中，我們在關注新拌混凝土的和易性同時，還考察其1小時和2小時的坍損情況。

　　在經過前期不同生產廠家的產品的對比後，最後在上海麥斯特建工高科技建築化工有限公司提供的GLENIUM SP-8CN 和CR的對比上。

　　從上表可見
，用以一定程度表征混凝土流變性能的倒錐試驗可見
，不管是初始還是2小時後
，摻SP-8CR混凝土比摻SP-8CN的混凝土的倒錐時間小，即混凝土的粘性小，摻SP-8CR混凝土坍落度有些倒大，與其凝結時間較長相對應。摻SP-8CR的混凝土早期強度相對稍低，而後期增長較好。所以結合工程施工基本在夏季，需要混凝土相對凝結時間稍長，最終選擇了SP-8CR。

　　1.3 混凝土用砂的選擇

　　CECS104:99 《高強混凝土結構技術規範》規定，C70以上規定混凝土宜選用質地堅硬，級配良好的河砂或人工砂
，細度模數不宜小於2.6，含泥量不應大於1.0%。我們選用蕪湖砂：

　　同時從多次試驗中發現，對於高強混凝土，砂子級配的好壞對高強混凝土流動性影響很大，從圖4的級配曲線中可看到蕪湖砂在在II區範圍內各個篩分尺寸點的量比較合理。

　　1.4 混凝土用石的選擇

　　由於粗骨料的顆粒大小影響骨料與漿體間的界麵粘結力

，粒徑越大其粘結強度越小。文獻中多有使用13mm和19mm粒徑高標號混凝土的成功案例。我們選用5~20mm石子。與普通混凝土不同，骨料本身的強度
、顆粒的形狀和含泥量對高強混凝土的新拌性能和混凝土的強度致關重要。所以我們對選用石子的壓碎指標、含泥量和針片狀含量都有一定的要求。最終選用粒型良好的新開元石子
，並進行過衝洗。

　　混凝土的密實
，就是漿體能完全填充石子的空隙。而石子的粒型和級配直接影響石子的空隙率。
　　從圖5的級配曲線中可發現
，盡管總體選用的石子較好，但9.5檔的篩餘還是偏多
，不盡理想。

　　2  混凝土配合比的確定

　　查閱了大量的文獻資料，並結合他人的成功經驗，初步定下配比中總膠550~580公斤，混凝土的容重在2440左右，石子用量不少於1000公斤。

　　2.1    膠凝材料比例的確定

　　一(yi)個(ge)好(hao)的(de)配(pei)合(he)比(bi)中(zhong)，膠(jiao)凝(ning)材(cai)料(liao)構(gou)成(cheng)的(de)體(ti)係(xi)也(ye)符(fu)合(he)最(zui)緊(jin)密(mi)堆(dui)積(ji)理(li)論(lun)，一(yi)方(fang)麵(mian)可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)發(fa)揮(hui)微(wei)集(ji)料(liao)的(de)密(mi)實(shi)填(tian)充(chong)效(xiao)應(ying)
，這(zhe)樣(yang)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)密(mi)實(shi)度(du)最(zui)大(da)，空(kong)隙(xi)率(lv)最(zui)小(xiao)；另ling外wai一yi方fang麵mian這zhe個ge複fu合he體ti係xi在zai達da到dao相xiang同tong的de流liu動dong度du時shi，需xu水shui量liang應ying該gai最zui小xiao。從cong參can與yu水shui化hua情qing況kuang來lai看kan，單dan個ge粉fen體ti材cai料liao細xi度du越yue小xiao，活huo性xing越yue高gao
，但dan需xu水shui量liang會hui增zeng大da，複fu合he體ti係xi的de粒li徑jing分fen布bu應ying該gai在zai工gong作zuo性xing與yu充chong分fen發fa揮hui活huo性xing之zhi間jian有you一yi個ge最zui佳jia平ping衡heng點dian。

　　水泥
、粉煤灰、礦粉、矽粉分別以不同的質量分數複合組成複合膠凝體係，測定其需水量
、強度等宏觀性能指標，從而發現它們的最佳匹配關係。

　　在選定水泥牌號的基礎上
，我們對不同比例的膠凝材料用同摻量的SP-8進行了淨漿流動度比較。

　　可見有5種組合淨漿表現都在226以上，對其中4組進行了混凝土的驗證
，A11不僅混凝土粘性小
，而且強度發展好。

　　從膠凝材料B的粒徑分布圖中可見與純水泥粒徑分布相比
，其與高性能混凝土膠凝材料的最佳級配Fuller曲線比較接近。最佳顆粒級配可用下式表示：
y0(x)=100(x/100)0.4 
y0(x)──粒徑x的篩析通過量，%；
x──篩孔粒徑，µm。

　　2.2 用水量和外加劑摻量的確定

　　在(zai)用(yong)水(shui)量(liang)確(que)定(ding)的(de)一(yi)係(xi)列(lie)試(shi)驗(yan)中(zhong)我(wo)們(men)發(fa)現(xian)，在(zai)現(xian)有(you)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)條(tiao)件(jian)下(xia)，對(dui)於(yu)高(gao)強(qiang)混(hun)凝(ning)土(tu)並(bing)非(fei)水(shui)灰(hui)比(bi)越(yue)低(di)越(yue)好(hao)。當(dang)水(shui)灰(hui)比(bi)過(guo)低(di)，不(bu)僅(jin)混(hun)凝(ning)土(tu)料(liao)粘(zhan)稠(chou)
，不(bu)宜(yi)於(yu)施(shi)工(gong)，而(er)且(qie)混(hun)凝(ning)土(tu)後(hou)期(qi)強(qiang)度(du)發(fa)展(zhan)不(bu)好(hao)，甚(shen)至(zhi)倒(dao)縮(suo)。切(qie)割(ge)混(hun)凝(ning)土(tu)試(shi)塊(kuai)後(hou)，在(zai)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)中(zhong)心(xin)也(ye)發(fa)現(xian)未(wei)水(shui)化(hua)膠(jiao)凝(ning)顆(ke)粒(li)。我(wo)們(men)認(ren)為(wei)是(shi)過(guo)低(di)的(de)水(shui)灰(hui)比(bi)，不(bu)足(zu)以(yi)提(ti)供(gong)水(shui)泥(ni)水(shui)化(hua)所(suo)需(xu)的(de)水(shui)量(liang)，反(fan)而(er)降(jiang)低(di)混(hun)凝(ning)土(tu)中(zhong)骨(gu)料(liao)周(zhou)圍(wei)的(de)界(jie)麵(mian)粘(zhan)結(jie)能(neng)力(li)。

　　不同的混凝土用水量，通過調整外加劑的摻量達到基本相同的擴展度時進行比較，可發現當用水量為150公斤左右時
，不僅混凝土的料比較鬆，易於施工
，而且混凝土的強度也有一定的保證。

　　對所選定的寧國P.I52.5水泥和外加劑進行不同摻量淨漿流動度試驗
，可見摻量的選擇是在一個較寬泛的範圍。針對用水量150公斤，我們試了幾個摻量點，最後鎖定在1.8%的摻量。

　　2.3  砂率的選擇

　　混凝土的普適體積模型認為：混凝土各組成材料具有體積加和性，石子的空隙由幹砂漿來填充；幹砂漿的體積由水來填充；幹砂漿由水泥、細摻料、砂和空氣組成。根據此模型
，可以推算混凝土砂率的計算通式：

SP=

　　其中Ves――幹砂漿的體積，
         Ve――漿體的體積。

　　前麵提到所選用石子的堆積空隙率為45%
，這就意味著幹砂漿的體積在每方混凝土中必須大於450L
，才能填充滿石子的空隙。根據我們確定的膠凝材料和用水量

，推算出砂率為41.8%。

　　同時我們在其他材料不變的條件下
，對不同的砂率進行混凝土對比試驗
，結果如表8。

　　砂率從37%到47%坍落度有所增大，擴展度有所減小,說(shuo)明(ming)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)包(bao)裹(guo)性(xing)增(zeng)加(jia)。伴(ban)隨(sui)著(zhe)砂(sha)率(lv)的(de)增(zeng)大(da)，集(ji)料(liao)的(de)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)就(jiu)相(xiang)應(ying)增(zeng)加(jia)，所(suo)以(yi)在(zai)相(xiang)同(tong)用(yong)水(shui)量(liang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)漿(jiang)體(ti)包(bao)裹(guo)集(ji)料(liao)的(de)包(bao)裹(guo)性(xing)就(jiu)好(hao)。試(shi)驗(yan)顯(xian)示(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)含(han)氣(qi)量(liang)差(cha)異(yi)不(bu)大(da)，粘(zhan)性(xing)也(ye)未(wei)見(jian)明(ming)顯(xian)變(bian)化(hua)
；混凝土的28天強度砂率47%時相對稍小，其他都在波動範圍內。考慮到實際工程需將混凝土泵送至百米，所以我們將砂率控製在42%左右。

　　3  配合比的複驗及中試

　　在配合比基本確定後
，我們有進行了多次的驗證。

　　C80混凝土基本測試數據：

　　基本配比：

　　在10組的驗證試驗中，擴展度控製在620~720mm, 28天平均強度為101.7 Mpa，方差為5.57

　　C100混凝土基本測試數據：

　　配合比：

　　14組試驗中，擴展度580~680 mm，28天平均強度為111.2 Mpa
，最低102.4 Mpa。

　　此次中試另增加了表征混凝土粘性指標的T50和L型流槽的測試。T50為混凝土流淌至擴展度達500 mm時所需的時間，混凝土粘性小，流動快，T50值就小；L型xing槽cao內nei配pei有you一yi定ding間jian距ju的de鋼gang筋jin，以yi混hun凝ning土tu在zai槽cao內nei流liu經jing一yi定ding距ju離li所suo需xu的de時shi間jian，混hun凝ning土tu流liu淌tang過guo程cheng中zhong混hun凝ning土tu和he易yi性xing以yi及ji混hun凝ning土tu停ting止zhi流liu動dong後hou混hun凝ning土tu前qian後hou兩liang端duan高gao差cha來lai評ping價jia混hun凝ning土tu。

　　此次混凝土流經400mm隻用了9秒，整個流淌過程中混凝土包裹性保持良好，停止後兩端幾乎沒有高差，說明混凝土均勻性很好。

　　4 結論

　　1. 配製高強高性能混凝土原材料品質是基礎，對於膠凝材料、砂
、石優先選用級配好的材料。外加劑選擇與水泥適應性好，粘性小的外加劑。

　　2. 混凝土配合比設計,應滿足各原材料的相互填充,使混凝土致密, 並為滿足施工要求達到混凝土強度與和易性、施工性的平衡。

作者：上海建工材料工程有限公司  吳德龍