高強混凝土研究方法與思路

❶ 配製高強度混凝土

一般把強度等級為C60及其以上的混凝土稱為高強混凝土，C100強度等級以上的混凝土稱為超高強混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料，經常規工藝生產而獲得高強的混凝土。
配製高強混凝土：①要精選水泥、骨料等各項原材料;②必須要摻用高效減水劑，以降低用水量和水灰比;③要摻用優質的礦物摻合料，以改善水泥石和界面區的微結構，提高緻密性和膠結強度;④要仔細選擇配合比，確定合理的砂率和水灰比，以降低水泥用量並提高}昆凝土的強度;⑤要嚴格控制施工質量，做好早期養護。只有綜合採取以上技術措施，才可能實施高強}昆凝土的有效配製。
1.水泥的選擇
水泥的礦物成分和標號高低，對混凝土的強度有直接影響。大家知道如納備，硅酸鹽水泥的礦物成分主要由C3S. C2S. C3A. C4AF所組成。配製高強混凝土宜選用C3A含量低、c。s含量較高的水泥，此類水泥水化熱較低，後期強度發展較好。
高強度混凝土一般都採用高標弓的普通硅酸鹽水泥，規范規定水泥用量不應大於 550kg/m3，水泥和礦物摻合料的總量不應超過600kg/m3。試驗指出，當超過500kg/m3 以後，水泥用量對混凝土強度增長的作用已不明顯，水泥的利用系數降低。此時，增加水泥用量不僅增大成本，而且還將產生不利影響。最佳水泥用量隨外加劑的分散減水效應不同而變化。
水泥標號對混凝土強度的影響很大，當強度等級不超過C60時，可以採用普通425號水泥，高於C60的混凝土，則應採用525號或更高標號的水泥。之所以可以採用較低標號的水泥能配製成較高強度的混凝土，是由茄碼於檢測水泥標號是採用了較細的標准砂和較大的水灰比，加之混凝土中又加入了高效減水劑，使水泥得到了充分的擴散和水化所致。
2.粗、細骨料的選擇
高強混凝土宜選用粒徑大於5mm的碎石或碎卵石。從岩石品種上要求，以花崗岩、長石、玄武岩等最好，其次為片麻岩、石英岩、石灰岩等。岩石的強度是以極限抗壓強度和壓碎值表示(卵石只測定壓碎值)，岩石的抗壓強度與混凝土的強度之比不應低於1.5，壓碎值指標應在10%～15%以下。
骨料的其他物理性質，對混凝土也是有影響的。吸水率低、孔隙和缺陷少，則混凝土的強度高、抗凍性強、收縮率小;骨料還應該與水泥石有相近的熱膨脹系數和彈性模量，否則容易產生微裂縫，增加混凝土的滲透，並降低耐久性;如果粗骨料過於堅硬，當混凝土遭受溫、濕度變化時，容易引起體積變化，當水泥石一骨料界面處應力較大時，則易形成升裂破壞。
由於高強混凝土中水泥石強度很高，水泥石與骨料的黏結力(膠結強度)也很強。在混凝土的破壞斷面中，粗骨料遭到破壞的比率較大，所以粗骨料的強度，常常成為高強混凝土的一個重要制約因素。另外在母岩中可能存在的微裂縫薄弱區，在破碎中會沿裂縫破壞，所以破碎後形成的小碎石，常常會得到比母岩大試樣更高的強度渣毀。這也是高強混凝土應該採用小粒徑骨料的原因之一。
從宏觀上觀察，混凝土是由粗細骨料與水泥石二相體系所構成。從微觀上觀察，水泥石一骨料界面區的水泥石與體系中的水泥石基體也存在較大的差異，界面區形成較高的水灰比、孔隙多，一般弱於混凝土的其他二相，是體系中最薄弱的部分。如果界面區膠結強度低，將沿界面區破壞。
許多研究指出，高強混凝土應該採用小粒徑的粗骨料。因為小粒徑粗骨料表面積相對增大，在水泥石一骨料界面區單位表面積上的應力將大為減小，降低了界面區對膠結強度的要求，這樣才有可能得到具有較高膠結強度的界面區，能承受更高強度的外荷載。相反，粗骨料粒徑大，與水泥石黏結的表面積小，並容易形成較弱的界面區，減弱混凝土的強度。在普通中、低標號的混凝土中，界面區的膠結強度要求不是很高，比較容易滿足要求，如果條件許可.要求盡量採用較大粒徑的骨料，以節約水泥。但對強度等級較高的高強混凝土則不同，如果不是採用小粒徑粗骨料以增大表面積，就不可能配製成高強混凝土。國外則認為骨料最大粒徑宜取10～15mm，為節省水泥，一般以不超過20～25mm為宜。
細骨料對高強混凝土的影響，相對粗骨料來說要小些，但也是不可忽視的。應該選用潔凈的、細度模數在2. 6～3.2的中粗砂，以細度模數為3.0的粗砂最好。其中大於Smm和小於0. 315mm的數量宜少。由於細骨料比粗骨料有更大的表面積，粗細骨料間的比率(砂率)，對水泥用量和混凝土強度的影響很大，最佳的砂率可以獲得最好的強度，高強}昆凝土由於水泥用量多，適當降低砂率不至於影響和易性。
3.摻用優質礦物摻合料
粉煤灰、磨細礦渣、硅粉、沸石粉等礦物摻合料，能改善混凝土的和易性，增加拌禾口物的黏聚性。由於黏聚性改變，截斷了水分遷移通道，可減少泌水和離析。泌水和離析是造成混凝土顯微結構缺陷的主要原因，尤其是水泥石一骨料界面區結構。因此，在高強混凝土中摻入礦物摻合料，不僅是為了節約水泥，主要還是為了改善混凝土的微結構和陛能。
礦渣粉、粉煤灰和硅粉屬火山灰材料，在有水和石灰的條件下會緩慢水化，生成增加強度的膠凝物質，充填混凝土中的孔隙。它們中的活性成分，主要是非晶態的Si02和Al。O。。Si0。與水泥中的Ca (OH)。產生化學作用，它們的反應式如下：
xCa(OH)2 +SiOz+mH20 -, xCa0. Si02『TIH20
未摻粉煤灰時，在骨料一水泥石界面區內，不僅會形成高水灰比區，而且還由於生成的Ca (OH)。結晶大且呈定向排列，是多孔的、板狀薄弱結構。摻入粉煤灰後，就可以降低Ca (OH)。在界面區的沉枳量;如果摻入更細的硅粉或沸石粉等，則會更多地與Ca (OH)。反應。生成的C-S-H凝膠體，呈無定形的、緻密結構，從而明顯地改善了兩相界面區的微結構，可以提高}昆凝土的強度、抗滲性及耐久性能。
硅灰含有90%以上的Si0。，摻量5%～10%。摻硅灰後混凝土具有很好的合易性和穩定性。沸石是由硅氧四面體組成的多孔結晶礦物，在混凝土中摻入沸石粉後，能使水化均勻充分反應，從而提高密實性和強度。如果摻入活性低的礦物摻合料，均勻分布在水泥漿里，成為大量水化物沉積核心，水泥漿成為均勻分布微孔無定形水化物，減少了結晶塊的不均勻結構，對強度和抗滲也是十分有利的。
4.摻用高效減水劑
由於高強混凝土必須採取高水泥用量和低水灰比，必然導致}昆凝土黏性大、流變性差。摻入高效減水劑後，對水泥具有強烈的分散和潤滑作用，可以大幅度降低用水量，使得最大限度地降低水灰比成為可能。所以，高效減水劑自然成為高強混凝土的必要組分之一。
水灰比大小是控制水泥石和混凝土強度的主要因素，試驗表明，當水灰比低於0.35以下時，界面區的性質顯著改善，緻密性與強度顯著增加。硅酸鹽水泥水化所需結合水，理論值約為28%，直接測定的化學結合水約為25%，當實際水灰比低於此值時，水泥水化將不完全，水泥石達不到足夠的密實度。結合拌和、澆築和養護條件，在摻加高效減水劑的情況下，高強混凝土的水灰比一般應不超過o.35，當強度在80MPa以上時』不應超過0. 25～0. 30。
5.加強施工控制與早期養護
根據高強混凝土水泥用量高、水化塊的特點，在施工中應採取以下措施：
(l)採取分步投料拌和。即先將水泥、摻合料、砂和水}昆合40s左右，再投入石子和
減水劑攪拌Imin出機。這樣可以充分發揮減水劑的作用，保持良好的澆築性，並能提高強度。在炎熱條件下，各種材料盡可能保持低溫度。
(2)採用攪拌運輸車運輸。從攪拌至澆築完畢，可根據氣溫高低限時完成。
(3)採用高頻振搗。即使採用流態混凝土也應該進行振搗，以提高密實性。
(4)加強早期養護。由於水化迅速，早期即應灑水養護，保證水化不缺水，以免影響強度發展。
(5)盡量降低坍落度。在條件許可的條件下，盡量少加水，採用小坍落度，仍不失為提高強度的重要措施。

❷ 提高混凝土強度的措施主要有哪些

提高混凝土強度的措施主要有:

1、提高混凝土的密實度，控制水灰比及保證足夠的水泥用量，是保證混凝友培土密實度並提高混凝土空返耐久性的關鍵，在一定范圍內，水灰比越小，混凝土強度也越高，反之，水灰比越大，用水量越多，多餘水分蒸發留下的毛隙孔越多，從而使強度降低。

2、改善粗細骨料的顆粒級配，砂的顆粒級配是指粒徑不同的砂粒互相搭配的情況，級配良好的砂，空隙率較小，不僅可以節省水泥，而且可以改善混凝土拌和物的和易性，提高混凝土的密實度，強度和耐久性。

3、合理選擇水泥品種，但是水泥的品種有很多，所以對水泥的選擇又必須慎重， 水泥石一旦受損，混凝土的耐久性就被破壞，因好虧唯此水泥的選擇需注意水泥品種的具體性能，選擇鹼含量小，水化熱低，干縮性小，耐熱性，抗水性，抗腐蝕性，抗凍性能好的水泥，並結合具體情況進行選擇。

影響混凝土抗壓強度的主要因素是水泥強度和水灰比，要控制好混凝土質量，最重要的是控制好水泥質量和混凝土的水灰比兩個主要環節。此外，影響混凝土強度還有其它不可忽視的因素。

(2)高強混凝土研究方法與思路擴展閱讀：

混凝土的技術性質在很大程度上是由原材料的性質及其相對含量決定的。同時也與施工工藝(攪拌、成型、養護)有關。因此，我們必須了解其原材料的性質、作用及其質量要求，合理選擇原材料，這樣才能保證混凝土的質量。

由於施工現場砂石質量變化相對較大，因此現場施工人員必須保證砂石的質量要求，並根據現場砂石含水率及時調整水灰比，以保證混凝土配合比，不能把實驗配比與施工配比混為一談。

同時，混凝土質量又與外加劑的種類、摻入量、摻入方式有密切的關系，它也是影響混凝土強度的重要因素之一。混凝土強度只有在溫度、濕度適合條件下才能保證正常發展，應按施工規范的規定予以養護。氣溫高低對混凝土強度發展有一定的影響。

夏季要防暴曬，充分利用早、晚氣溫高低的時間澆築混凝土；盡量縮短運輸和澆築時間，防止暴曬，並增大拌合物出罐時的塌落度；養護時不宜間斷澆水，因為混凝土表面在乾燥時溫度升高，在澆水時冷卻，這種冷熱交替作用會使混凝土強度和抗裂性降低。冬季要保溫防凍害，現冬季施工一般採取綜合蓄熱法及蒸養法。

❸ 怎麼提高混凝土強度 提高混凝土強度的方法

1、減小水灰比：降正液低水灰比是提高混凝土強度最有效的途徑。在低水灰比的干硬性混凝土拌和物中游離水少，硬化後在混凝土中留下的孔隙少，混凝土密實度高，故強度可顯著提高。但水灰比減小過多，會造成新拌混凝土工作性的降低，使施工困難；因此一般採取同時摻用混凝土減水劑的方法，可使混凝土在低水灰比的情況下，仍然具有良好的和易性。

2、摻加混凝土外加劑和摻合料：混凝土中摻加外加劑是使其獲得早強、高強的重要手段之一。混凝土中摻入早強劑，可顯著提高其早期強度，當摻入減水劑尤其是高效減水劑，由於可大幅度減少拌和用水量，混衡清銀凝土可獲得很高的強度。若摻入早強減水劑，則能使混凝土的早期和後期強度均明顯提高。

3、採用機械攪拌和振搗：當工程中採用干硬性混凝土或低流動性混凝土時，必須同時採用機械攪拌和機械振搗混凝土，只有這樣，才能使混凝土拌和物攪拌均咐宴勻並在振動作用下充分密實成型，內部孔隙大大減小，從而使混凝土的密實度和強度大大提高。