甘海峰 李志良 金超 刘健 张镇宇
中国建筑第五工程局有限公司 湖南长沙 410004
摘要：目前工程使用混凝土的强度在不断提高，制备高质量、高性能的高强混凝土离不开科学的配合比设计。本文通过原材料的选择，配合比的调试以及现场实际工程的实践检验，对亚热带季风气候下高强混凝土的配合比设计提出一些注意问题。
关键词：高强混凝土；亚热带季风气候；配合比
高强度混凝土在高层建筑中使用的越来越为广泛，它相对于普通混凝土具有减小构件截面尺寸、减轻自重、节省资源等优点，但在实际的施工过程中也存在着诸多问题，比如最终强度难以保证，容易开裂等。本研究旨在通过对高强度混凝土在不同配合比下的试验总结最优的配合比，使之能够在亚热带季风气候条件下能有效保证最终的强度合格，且不容易发生开裂等其他质量问题，研究所采用项目载体为复星南方总部北地块项目，该项目位于广东广州，主塔楼为48层框筒结构，其一至十四层内框柱混凝土标号为C70，项目部通过实验室调试配合比和现场实施效果来检验研究成果。
1.原材料选择
1.1水泥
水泥是影响混凝土强度的主要因素，高强度混凝土应尽量采用强度等级不低于42.5、矿物组成合理的硅酸盐水泥，本工程水泥采用华润水泥（平南）有限公司的P.Ⅱ品种，强度等级为42.5R，其试验强度值见下表：
龄期
测试项目强度（MPa）
3天7天28天
抗压强度35.245.056.0
抗折强度6.57.59.0
1.2 砂
细度模数较高的砂子，其配制混凝土时需水量较低，强度较高，故配置高强混凝土的砂尽量选用颗粒较大的中砂较为合适。本工程所采用的砂产自西江，细度模数为2.5，级配区为Ⅱ，表观密度为2640kg/m3，堆积密度为1540kg/m3，含泥量为0.3%。
1.3 石
粗骨料主要影响的是高强混凝土的抗压强度，本工程所选用碎石为产自博罗的花岗岩，其针片状颗粒含量为4%，表观密度为2660kg/m3，堆积密度为1460kg/m3，含泥量为0.2%。
1.4 掺和料
掺合料的加入能降低配置混凝土时的水化热，且不至于使混凝土强度过低。本工程采取粉煤灰、矿渣粉，粉煤灰采取Ⅰ级，矿渣粉采取S95级。
1.5 外加剂
本工程外加剂采用柯杰KJ-JS和微珠粉。
KJ-JS为高性能的减水剂，属于聚羧酸系，与普通减水剂相比它对各种水泥的适应性更强，综合性能优秀。
微珠粉具有活性高、水化热低，抗压性能和流动性优良的特点，在高强混凝土的配置中加入有利于增强混凝土的流动性以方便泵送，提高混凝土的早期强度等作用。
2.混凝土配合比设计
通过对不同配合比的设置，设计出满足结构强度、耐久性、泵送性等的混凝土来确定最优的配合比。
2.1 水胶比的确定
根据经验，当所配置的混凝土强度大于C60时，水胶比控制在0.24~0.28为宜。设计5个不同的水胶比进行试验，以水胶比0.26为标准，增减0.02配置对照试验。其余材料按矿渣粉20%，粉煤灰10%，外加剂8%掺入调节，试验结果见下表：
分析可以得到，水胶比越大，强度越低，混凝土的塌落度也较为偏大，和易性较差，当水胶比为0.26±0.02时，其配置的混凝土强度能达到要求，且各方面指标较好，满足现场施工要求。
2.2 掺合料的确定
本试验采取的掺合料为Ⅰ级粉煤灰和矿渣粉。针对不同的试验来确定两者对混凝土最终质量的影响。
选用Ⅰ级粉煤灰时，根据经验采取水胶比取0.26上下浮动0.02做对比试验。见下表。
重复性试验的效果较好，以上三种配合比较为能满足要求。
通过以上试验，本项目配置的C70混凝土的配合比为：
水泥：砂：石：水:外加剂：混合材=330：670：1010：140：50：200
其中混合材由粉煤灰和矿渣粉组成，有三种比例形式，分别为H3为粉煤灰：矿渣粉=2：3，H4为煤灰：矿渣粉=1：1，H5为煤灰：矿渣粉=3：2。
3.工程实践
本研究实践载体为复星南方总部北地块项目，该项目所处地为广东广州，属于典型的亚热带季风气候，年平均气温为21.5℃~22.2℃，1月为最冷月，平均气温为10℃，7月为全年最热月，平均气温为28.7℃；年平均相对湿度78%，5、6月相对湿度较高，约为85%，11月、12月最低，约为68%。
2018年6月3日至7月3日开始以H3、H4、H5三种C70配合比对复星南方总部北地块项目进行供料，主要部位为主塔楼的框架柱，并分别记录和观察其施工和后期的质量情况。实测该段时间内平均温度为26.4℃，平均相对湿度为80%。
通过以上各项试验可以发现，H3配合比的最终强度较低，且容易发生裂缝现象，H5配合比的塌落度偏小，对现场施工有所影响，故H4的配合比比较能满足现场施工要求，且符合各项规范指标。
4.结论
通过以上试验，得出对高强混凝土C70的配合比水胶比最好控制在2.6左右，在亚热带季风气候的施工条件下，混凝土配置采取矿渣粉和粉煤灰双掺的方式能有效提高混凝土的综合性能，两者的比例可以控制在1：1左右为佳，后期应注意采取有效的养护措施，防止裂缝的发生。
论文作者:甘海峰,李志良,金超,刘健,张镇宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/17
标签：混凝土论文; 强度论文; 矿渣论文; 季风气候论文; 亚热带论文; 粉煤灰论文; 工程论文; 《防护工程》2018年第30期论文;