田伟
天津金隅混凝土有限公司 天津 300300
摘要：本文首先分析了超高强混凝土的优势，然后阐述了超高强耐久性混凝土配比试验，最后结合具体工程案例探讨了超高强耐久性混凝土配比试验应用。
关键词：超高强；耐久性；混凝土；配比；外加剂
一、超高强混凝土的优势
超高强度混凝土与普通混凝土相比具有以下优势：一是强度高、耐久性高，特别是用在预应力产品结构方面可以减轻结构重量，并能够有效提升产品的安全性能。二是用于预制薄壁构件、细长构件以及其他特殊结构形式的构件，可以减少配筋，降低生产造价。三是用于大型民用建筑，可以大幅度缩减结构尺寸，增大使用空间，使结构更美观。四是用于大型基础建设，可以大大减少混凝土用量，降低建筑成本，节约资源，提高工程质量。五是其超高的抗渗性和高抗冲击韧性，用在制作压力管道、腐蚀性介质输送管道等。
二、超高强耐久性混凝土配比试验
（一）试验准备
整个实验中，使用同一种，市面上常用的水泥，性能较为稳定，市面普及率较高。以 H（A水泥厂 PO42.5R）；J（B水泥厂 PO42.5R）代替，其次，在选取外加剂以及其他原材料时，优先考虑性能较高，成本不高的材料。比如，减水率高、抗压强度比高的外加剂 K 和 C。在选用搅拌机时，也应当选用当下性能以及搅拌效果最为理想厂家的机器。
（二）结果与分析
1、水泥与外加剂的选择
在实验中，研究外加剂对混凝土强度的影响时发现，外加剂在对混凝土强度方面的影响非常大，不同的外加剂对水泥的性能有不同影响，其次，相同的外加剂，在同样比例情况下对混凝土的性能的影响也不一样，因此，“双向适应”的理念的出现使得混凝土性能的提升和稳定更加理想。“双向适应”也就是外加剂适应水泥，同时水泥适应外加剂，前一项适应可以根据配合比来进行调节，但是，在后一项中，需要对水泥内部的组成成分比例进行调节。例如，矿物组成和细度的调节。本次试验中，在对不同的两种水泥 H 和 J 进行研究时，根据同种元素配比比例的大小调节，由小到大进行。不同配方的水泥和外加剂，效果也不同，根据对几组实验的对比发现，在水胶比为 0.28±0.01 的数值时，粉煤灰的添加为 30%，抗压强度的变化时间段为 60d，此种比例下的水泥性能效果最好，在对数据形成的曲线进行统计发现，最好的抗压强度数值为77MPa，因此，在下一步试验检测中，按以上配比的数据进行。其次，在此步骤的实验中，还需要检测流动性指标，即塌落度，塌落度可以影响水泥混凝土混合料的流动性，本次几组试验中的坍落度值都控制在 160mm-210 之间。根据实验数据，选择出性能效果最好的配比。
2、粉煤灰掺量对混凝土抗压强度的影响
上述实验过程中，对水泥、外加剂以及塌落度值进行了试验选择，在选取最佳配比之后对粉煤灰掺量的比例进行确定，在不添加粉煤灰之前，混凝土的强度明显较低，随龄期的增长，强度增长缓慢，在粉煤灰早期表现出的效果也是如此，因此，可以暂定为粉煤灰火山灰活性较差的原因导致。但是，在加入粉煤灰之后，可以明显的看出，随着粉煤灰的加入量的增加，混凝土的早期强度不但没有增加，反而出现了下降，然而随着龄期的增长，混凝土的强度逐渐升高。此时的胶凝效率 k ≥ 1。在 28d 以后，随着粉煤灰掺量的增加，混凝土强度增长越多，此时的增长与 7d 的增长形成鲜明的对比。因此，可以得出结论，在本实验中随着在水泥混凝土中的粉煤灰掺量的增多，后期强度增长越大。
混凝土在进行配比的过程中，水泥中原料的配比会根据要求进行变换，本次实验中，要求的水泥在原料配比及各种元素含量有要一定的比例，因此，只有水灰比根据要求进行调整。根据实验结果可以看出，在水胶比超过 0.36时，水泥混凝土强度下降较快。实验时，在混凝土中加入煤灰，煤灰加入量根据从小到大依次添加，可以理解为，在用细级煤灰逐渐取代水泥的过程中的混凝土强度的变化，而煤灰的加入也能减少混凝土的用水量，根据实验显示，每加入 10% 的煤灰，减少 10% 的水泥，混凝土的用水量则可以下降 2.1%-2.5%。此时混凝土的塌落度相应的提升 5-10mm，因此可以看出，煤灰的加入替代水泥，可以有效的提升水泥混凝土的抗压强度。因此，通过本次实验可得出：对水泥混凝土性能的提升从多个方面着手，并且要做到不断进行创新，从而使混凝土性能不断提升。
三、超高强耐久性混凝土配比试验的应用
某工程建设的过程中使用的混凝土主要是 C50 型号的混凝土，其中混凝土设计强度需要达到 50MPa，在坍落度设计的过程中控制在 140~180mm，需要依照相关规程要求来进行混凝土配合比试验工作，在试验的过程中逐步摸索相关的规律，使配合比符合工程建设的具体需要。
（一）试验设计
通过对比法来完成试验，对前后混凝土的性能进行分析研究，加强优化。在混凝土设计的过程中需要依照经验对粉煤灰和水胶比进行确定，粉煤灰的掺量通常条件下控制在 10%~30%，水胶比控制在 0.29~0.32，依照粉煤灰取代百分比和胶凝材料的用量来对配合比进行编号，比如说粉煤灰掺量在 20%，胶凝材料用量在 480kg/m3，那么其编号则设定为 b480f20，具体的实验配合比，见表 1。
表1 试验用配合比
依照表 1 当中对配合比进行设计，在实验室完成相关的拌和物性能试验，对外加剂的用量进行调整，只有这样才能保证混凝土拌合物的性能符合施工的具体需要，并且对拌和物的性能测试结果进行记录，合理的对拌和物的性能进行判断，并且后续进行相关的硬化混凝土试验。
（二）结果及分析
1、新拌混凝土性能
新拌混凝土性能试验结果，见表 2。
表2 新拌混凝土性能
在优化前配合比选择为 b469f00，对其进行分析调整，新拌的混凝土在流动性方面与施工的要求相吻合，然而保水性方面无法达到要求，在进行振捣之后容易产生骨料堆积等问题，胶凝材料分别设定为 469kg/m3、480kg/m3、490kg/m3，粉煤灰取代水泥的量达到 10%左右时可以进一步提高保水性和拌和物的粘聚性。
2、硬化混凝土性能
分析研究各配合比标准养护条件下强度的发展情况及具体规律，如图 1 所示。
图1 不同配合比标养时强度发展规律
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论文作者:田伟
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第5期
论文发表时间:2019/9/20
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