高 珊

（中鐵十八局集團(tuán)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，天津300222）

1 引言

近年來，我國(guó)建筑工程得到快速發(fā)展，但普通水泥混凝土存在著韌性、耐久性、抗裂性能差、脆性大的缺陷，難以滿足現(xiàn)代建筑工程耐久性好、強(qiáng)度高的要求。而高強(qiáng)高性能混凝土可以有效提高建筑物的強(qiáng)度、抗?jié)B性能和密實(shí)性能，能夠大幅度增加建筑物的使用年限［1-2］。當(dāng)前，C80為混凝土的最高強(qiáng)度等級(jí)，而國(guó)內(nèi)在具體使用時(shí)多采用C50及其以下的混凝土，并且由于國(guó)內(nèi)混凝土在設(shè)計(jì)時(shí)采用的多是萘系復(fù)合型的減水劑，混凝土的坍落度常難以滿足要求，此外，還因各地技術(shù)水平差異和原材料因素的影響，導(dǎo)致高強(qiáng)高性能混凝土難以普及使用。而在國(guó)外已有C105級(jí)超高強(qiáng)混凝，如挪威在1998年建成的Trou平臺(tái)在施工時(shí)使用的就是超高強(qiáng)混凝土，但超高強(qiáng)混凝土仍處于嘗試階段，仍有如脆性問題，配合比設(shè)計(jì)問題等需要解決［3］，而這些問題都圍繞著配制的高性能混凝土是否能夠滿足要求。因此，為進(jìn)一步鞏固和推進(jìn)高強(qiáng)高性能混凝土的研究，本文依托實(shí)際工程，在建筑材料試驗(yàn)中，通過改變減水劑摻量、粉煤灰摻量和膠凝材料摻量制作試件A、試件B、試件C和試件D，通過試驗(yàn)檢測(cè)試件干縮性能和抗?jié)B性能，開展高強(qiáng)高性能混凝土在建筑工程施工中的應(yīng)用研究。

2 原材料

2.1 水泥

高強(qiáng)高性能混凝土在建筑工程施工過程中，選擇滿足施工要求的水泥尤為重要，需要選用強(qiáng)度高、終凝時(shí)間長(zhǎng)的水泥，故本文水泥使用P·O42.5普通硅酸鹽水泥，并對(duì)其物理性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求。水泥物理性能檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 水泥物理性能試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

2.2 礦物摻和料

礦物摻和料是高強(qiáng)高性能混凝土的重要組成部分［4］，礦物摻和料是否滿足施工要求將直接決定房建工程施工質(zhì)量是否達(dá)到規(guī)范要求，故本文對(duì)粉煤灰物理性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求。粉煤灰物理性能檢測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2 粉煤灰物理性能檢測(cè)結(jié)果

2.3 減水劑

減水劑影響高強(qiáng)高性能混凝土強(qiáng)度，選擇合適的減水劑至關(guān)重要。故本文對(duì)減水劑物理性能進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均滿足施工要求。減水劑物理性能檢測(cè)結(jié)果如表3所示，試驗(yàn)所用配合比設(shè)計(jì)如表4所示。

表3 減水劑物理性能檢測(cè)結(jié)果

表4 試驗(yàn)中各組試件配合比、坍落度和抗壓強(qiáng)度（單位：kg/m3）

3 工程實(shí)踐

3.1 工程概況

某房屋建筑工程施工中將使用高強(qiáng)高性能混凝土，為探究減水劑摻量、粉煤灰摻量以及膠凝材料摻量對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土干縮性能和抗?jié)B性能，本文將模擬某建筑工程，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制作300mm×300mm×300mm立方體試件，并檢測(cè)試件性能。

3.2 施工技術(shù)

（1）制作高強(qiáng)高性能混凝土

高強(qiáng)高性能混凝土需要水泥、水、砂石、礦粉和粉煤灰等材料制作，為探究高強(qiáng)高性能混凝土干縮性能和抗?jié)B性能［5-6］，本節(jié)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制作四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件，在保證每組砂石摻量都相同的情況下，減水劑摻量為1.4%，膠凝材料摻量為360kg/m3，粉煤灰摻量為16%制作試件A，在試件A基礎(chǔ)上改變膠凝材料摻量為380kg/m3制作試件B，在試件B基礎(chǔ)上改變粉煤灰摻量為19%制作試件C，在試件C基礎(chǔ)上改變減水劑摻量為1.2%制作試件D。四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件制作方案如表5所示。

表5 四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件制作方案

（2）灌筑高強(qiáng)高性能混凝土

按照四種試件制作方案，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)按照房建工程施工規(guī)范灌筑高強(qiáng)高性能混凝土。混凝土灌筑時(shí)應(yīng)該注意凝結(jié)時(shí)間，需要在混凝土凝結(jié)前就完成灌筑施工，如果試件有離析現(xiàn)象，需要廢棄試件，重新選擇混凝土材料進(jìn)行拌和灌筑［7］。

（3）養(yǎng)護(hù)高強(qiáng)高性能混凝土試件

高強(qiáng)高性能混凝土試件制作完成后需要進(jìn)行布設(shè)養(yǎng)生布、灑水等工作。養(yǎng)護(hù)時(shí)間為7天左右，養(yǎng)護(hù)時(shí)間結(jié)束后，對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土試件進(jìn)行各種試驗(yàn)檢測(cè)其干縮性能和抗?jié)B性能［8］。

3.3 性能檢測(cè)

（1）干縮性能

施工過程中，混凝土干縮性能將決定工程強(qiáng)度是否達(dá)到規(guī)范要求，故本文探究改變減水劑摻量、粉煤灰摻量以及膠凝材料摻量對(duì)四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件干縮性能的影響，本節(jié)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)試件A、試件B、試件C和試件D進(jìn)行試驗(yàn)，在1天、4天、8天、15天、30天、60天和90天檢測(cè)試件干縮率變化。四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件干縮變化如表6所示，四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件齡期與干縮率變化如圖1所示。

表6 四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件干縮變化

圖1 四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件齡期與干縮率變化圖

由圖1可知，試件A、試件B、試件C和試件D高強(qiáng)高性能混凝土試件干縮率隨齡期增加而增逐漸加大，且試件A干縮率變化最小，試件D干縮率變化最大，不同齡期下試件A、試件B、試件C干縮率較試件D減少34%。這是因?yàn)樵嚰﨑沒有摻加粉煤灰且減小了減水劑摻量，在混凝土凝結(jié)過程中由于缺少粉煤灰，粉煤灰不能與混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將導(dǎo)致混凝土孔隙率增大，密實(shí)性降低。由圖可知，試件A、試件B、試件C和試件D高強(qiáng)高性能混凝土試件前15天干縮率增長(zhǎng)快，隨后緩慢降低。這是因?yàn)榛炷聊Y(jié)過程中前期各種反應(yīng)速率快，內(nèi)部水分減少，干縮增長(zhǎng)率高［4］。因此將高強(qiáng)高性能混凝土應(yīng)用到房建工程中，應(yīng)該合理控制粉煤灰和減水劑摻加量，避免混凝土產(chǎn)生干縮，導(dǎo)致房建工程施工質(zhì)量受到影響。

（2）抗?jié)B性能

建筑工程施工過程中，建筑防水工作是首要考慮內(nèi)容，合格的建筑樓其抗?jié)B性能必須滿足規(guī)范要求［9］，故本文探究改變減水劑摻量、粉煤灰摻量以及膠凝材料摻量對(duì)四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件抗?jié)B性能的影響，本節(jié)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)試件A、試件B、試件C和試件D進(jìn)行試驗(yàn)，在30天和90天檢測(cè)試件透水高度。四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件透水高度如表7所示。

表7 四種不同高強(qiáng)高性能混凝土試件透水高度

由表7可知，試件A、試件B和試件C高強(qiáng)高性能混凝土試件透水高度比試件D透水高度要小不少，說明摻入適量粉煤灰可有效提高混凝土抗?jié)B性能，試件D30天和90天透水高度比試件A高出20mm和30mm。這是因?yàn)榉勖夯伊捷^小，能夠填充混凝土內(nèi)的孔隙，使得水分不宜滲出，提高混凝土密實(shí)性。因此將高強(qiáng)高性能混凝土應(yīng)用到房建工程中，應(yīng)該增加粉煤灰摻加量，提高房建工程施工質(zhì)量。

4 結(jié)語

高強(qiáng)高性能混凝土可以有效提高建筑物的強(qiáng)度、抗?jié)B性能和密實(shí)性能，能夠大幅度增加建筑物的使用年限，故本文介紹高強(qiáng)高性能混凝土原材料，依托實(shí)際工程，在建筑工程材料試驗(yàn)中，通過改變減水劑摻量、粉煤灰摻量和膠凝材料摻量制作試件A、試件B、試件C和試件D。通過試驗(yàn)檢測(cè)試件干縮性能和抗?jié)B性能，結(jié)果表明摻入適量粉煤灰可有效提高混凝土抗?jié)B性能。