周在波

摘 要：混凝土是当今世界上使用量最大，应用面最广的建筑材料之一，提高混凝土的性能自然成了混凝土技术发展的主要方向之一。本文主要介绍了高强度混凝土的概述，优点，并且系统阐述了高强度混凝土在国内外的应用与发展情况。

关键词：高强度混凝土，概述，优点，应用与发展

近年来，随着世界上城市迅速的经济发展和城市土地面积的减少，城市中的高层建筑越来越多，高强度混凝土以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低等优良性能，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。

1 高强度混凝土概述

根据CECS104：99《高强混凝土结构技术规程》1.0.2条明确规定：“高强混凝土为采用水泥、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的C50～C80级混凝土。”在20世纪50年代，高强混凝土的强度是35MPa，60年代是40～50MPa，70年代到今天一直把大于60MPa作为高强混凝土的强度标准。目前强度在100MPa以上的高强混凝土，已经有了不少应用实例，甚至已经有了200～800MPa的超高强混凝土（RPC），其中200MPa的超高强混凝土已经有了运用。

2 高强度混凝土的优势特点

与传统混凝土相比高强度混凝土的最大特点是抗压强度高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30-40%；受弯构可节省混凝土10-20%。同等条件下，混凝土强度越高，其结构构件的尺寸、体积会相对减少，结构自重减轻，混凝土用量也将成比例减少。结构断面的减少，不但使建筑物在观感上给人以舒适的感觉，而且可增加建筑物的实际使用面积，经济效益非常明显。高强混凝土变形小，构件的刚度得以提高，可以大大改善了建筑物的变形性能。除此之外，高强混凝土更加致密大大增加了抗冻性、抗渗性、耐腐蚀能力和抗冲击能力。在预应力钢筋混凝土构件中，高强混凝土由于刚度大变形小，可以施加更大的预应力更早的施加预应力以及减少因徐变而造成的预应力损失。

3 高强度混凝土的配置

高强度混凝土所用的原材料包括混凝土五大基本要素——水、水泥、砂石集料、优质掺合料及其高效减水剂等等。

1.水泥

优先选用42.5或较高强度等级的硅酸盐水泥。如果具备优质的矿物掺合料和高效减水剂（减水效果超过25%）也可选择42.5普通硅酸盐水泥。

2.砂石集料

决定因素包括颗粒形状，粒径分布，骨料颗粒的力学性能，骨料与浆体之间可能影响黏结的化学性能。矿石集料对于粗集料来说，在水灰比相同时，表观密度大的粗集料混凝土强度高，吸水率低的粗集料混凝土强度高。粗集料是和包裹它的水泥砂浆共同受力的，如何减小混凝土孔隙率使它达到更加密实的状态才是决定混凝土强度的最关键因素。这里的孔隙包括集料之间的，集料与水泥浆之间的和水泥浆内部的。

*细骨料：细度模量为2.7------3.0的砂能够达到最佳工作性能和抗压强度，细骨料中应尽量减少云母和泥土的含量。（细骨料主要对后期强度有影响）

*粗骨料：宜采用较小粒径的粗骨料，干净、粗糙等径、有棱角、避免平或长的颗粒。

3.矿物外加剂（掺合料）

利用矿物外加剂与高效减水剂内超迭效应来制备高强度混凝土是它与传统高强度混凝土的基本区别，在矿物外加剂取代部分水泥的前提下，水泥与高效减水剂的相容性得到改善，高效减水剂含碱所造成的副作用可能转化为有利的碱激发作用，带来正效应，当然也引发施工配料过程复杂化的问题，这可以通过专用的复合外加剂或混合水泥来解决。如果外加剂选择合适的话，还可以降低混凝土内孔隙率，提高混凝土密实度，增加混凝土强度。常见的外加剂有硅灰、粉媒灰和粒化高炉矿渣等。

*粒化高炉矿渣：浮于铁水表面的熔渣，排出时遇水急冷形成。

可降低标准稠度用水量，减少水化热，提高抗渗性、抗冻性及其抗硫酸盐性能并能抑制碱骨料的反应。

*粉煤灰：又叫飞灰，是一种颗粒极细，以致能在空气中流动并被除尘设备收集得到的粉状物质。

改善新拌混凝土的工作性、降低混凝土的水化热、提高混凝土抗硫酸盐性能、提高混凝土抗滲性、抑制碱骨料反应。

*硅灰：主要是生产硅和硅钙制材料产生的副产品。

改善粘聚性和保水性，提供混凝土的强度，改善混凝土的孔结构，提高抗渗性、抗冻性、抗腐蚀能力，制碱骨料的反应。

4.高效减水剂：高效减水剂是配制高强度混凝土所必不可少的一种外加剂。配制高强度混凝土应选用非引气高效减水剂，使坍落度损失速度减慢，这是高强混凝土制备中的一个特殊性质。应用最多的是聚羧酸。

聚羧酸掺量低，减水率高，拌合物流动性好，坍落度损失抵，混凝土收缩低，体积稳定性好，不使用甲醛对环境无污染。

5.配合比设计

首先，配置混凝土时水泥用量一般为400～450kg/m?，80MPa的混凝土可为500kg/m?，更高强度时不能超过550kg/m?。应该通过外加矿物混合料来控制和降低水泥用量。高强混凝土必须采用优质水泥。水胶比控制在0.25～0.35之间。单位用水量一般在165------195kg/m?之间，不同粗骨料最大粒径和坍落度要求不同。

4 高强度混凝土的应用

1、国外高层建筑

1989年建于美国芝加哥的311SouthWackerTower是又一栋著名的用高强混凝土建造的高层建筑，其底部13层柱的混凝土设计强度相当于C95，楼板也用C60～C70的高强混凝土。

2、国内高层建筑

国内高强高性能混凝土在高层建筑中的应用，辽宁省走在前面。从1988年建成我国第一栋采用高强混凝土的房屋建筑———辽宁省工业技术发展交流馆（底部12层柱用C60高强混凝土）以后的短短四五年内，辽宁省在高层建筑中应用高强混凝土的就已超过100栋。1990年广州国际大厦在其200m高的屋顶直升飞机坪中采用C60的泵送混凝土。北京城建集团混凝土公司也于1995年在北京静安中心大厦的底下3层柱中采用了C80的商品混凝土。

5 高强混凝土的展望

高强混凝土以其较高的强度，能够减少建筑物的横断面积，增加建筑的使用空间，同时它的致密性能增加建筑抗侵蚀能力。由此可见，高强混凝土在最近几年内不管是在国内还是在国外都将得到广泛应用。

参考文献

[1]杨嘉震，2002年，国外高强度混凝土研制概况，东北健筑制品设计研究中心；

[2]侯贯泽，刘树堂，2009年6月，高强混凝土的研究与应用综述，建筑材料及应用，第35卷第18期；

[3]裘炽昌，2000年，高强度混凝土与高性能混凝土，浙江省建筑科学设计研究院，第1期；

[4]阮静，叶见曙，谢发祥，王键，2001年5月，高强度混凝土水化热的研究，东南大学学报（自然科学版），第31卷第3期。