高强混凝土研究方法与思路

❶ 配制高强度混凝土

一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土，C100强度等级以上的混凝土称为超高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。
配制高强混凝土：①要精选水泥、骨料等各项原材料;②必须要掺用高效减水剂，以降低用水量和水灰比;③要掺用优质的矿物掺合料，以改善水泥石和界面区的微结构，提高致密性和胶结强度;④要仔细选择配合比，确定合理的砂率和水灰比，以降低水泥用量并提高}昆凝土的强度;⑤要严格控制施工质量，做好早期养护。只有综合采取以上技术措施，才可能实施高强}昆凝土的有效配制。
1.水泥的选择
水泥的矿物成分和标号高低，对混凝土的强度有直接影响。大家知道如纳备，硅酸盐水泥的矿物成分主要由C3S. C2S. C3A. C4AF所组成。配制高强混凝土宜选用C3A含量低、c。s含量较高的水泥，此类水泥水化热较低，后期强度发展较好。
高强度混凝土一般都采用高标弓的普通硅酸盐水泥，规范规定水泥用量不应大于 550kg/m3，水泥和矿物掺合料的总量不应超过600kg/m3。试验指出，当超过500kg/m3 以后，水泥用量对混凝土强度增长的作用已不明显，水泥的利用系数降低。此时，增加水泥用量不仅增大成本，而且还将产生不利影响。最佳水泥用量随外加剂的分散减水效应不同而变化。
水泥标号对混凝土强度的影响很大，当强度等级不超过C60时，可以采用普通425号水泥，高于C60的混凝土，则应采用525号或更高标号的水泥。之所以可以采用较低标号的水泥能配制成较高强度的混凝土，是由茄码于检测水泥标号是采用了较细的标准砂和较大的水灰比，加之混凝土中又加入了高效减水剂，使水泥得到了充分的扩散和水化所致。
2.粗、细骨料的选择
高强混凝土宜选用粒径大于5mm的碎石或碎卵石。从岩石品种上要求，以花岗岩、长石、玄武岩等最好，其次为片麻岩、石英岩、石灰岩等。岩石的强度是以极限抗压强度和压碎值表示(卵石只测定压碎值)，岩石的抗压强度与混凝土的强度之比不应低于1.5，压碎值指标应在10%～15%以下。
骨料的其他物理性质，对混凝土也是有影响的。吸水率低、孔隙和缺陷少，则混凝土的强度高、抗冻性强、收缩率小;骨料还应该与水泥石有相近的热膨胀系数和弹性模量，否则容易产生微裂缝，增加混凝土的渗透，并降低耐久性;如果粗骨料过于坚硬，当混凝土遭受温、湿度变化时，容易引起体积变化，当水泥石一骨料界面处应力较大时，则易形成升裂破坏。
由于高强混凝土中水泥石强度很高，水泥石与骨料的黏结力(胶结强度)也很强。在混凝土的破坏断面中，粗骨料遭到破坏的比率较大，所以粗骨料的强度，常常成为高强混凝土的一个重要制约因素。另外在母岩中可能存在的微裂缝薄弱区，在破碎中会沿裂缝破坏，所以破碎后形成的小碎石，常常会得到比母岩大试样更高的强度渣毁。这也是高强混凝土应该采用小粒径骨料的原因之一。
从宏观上观察，混凝土是由粗细骨料与水泥石二相体系所构成。从微观上观察，水泥石一骨料界面区的水泥石与体系中的水泥石基体也存在较大的差异，界面区形成较高的水灰比、孔隙多，一般弱于混凝土的其他二相，是体系中最薄弱的部分。如果界面区胶结强度低，将沿界面区破坏。
许多研究指出，高强混凝土应该采用小粒径的粗骨料。因为小粒径粗骨料表面积相对增大，在水泥石一骨料界面区单位表面积上的应力将大为减小，降低了界面区对胶结强度的要求，这样才有可能得到具有较高胶结强度的界面区，能承受更高强度的外荷载。相反，粗骨料粒径大，与水泥石黏结的表面积小，并容易形成较弱的界面区，减弱混凝土的强度。在普通中、低标号的混凝土中，界面区的胶结强度要求不是很高，比较容易满足要求，如果条件许可.要求尽量采用较大粒径的骨料，以节约水泥。但对强度等级较高的高强混凝土则不同，如果不是采用小粒径粗骨料以增大表面积，就不可能配制成高强混凝土。国外则认为骨料最大粒径宜取10～15mm，为节省水泥，一般以不超过20～25mm为宜。
细骨料对高强混凝土的影响，相对粗骨料来说要小些，但也是不可忽视的。应该选用洁净的、细度模数在2. 6～3.2的中粗砂，以细度模数为3.0的粗砂最好。其中大于Smm和小于0. 315mm的数量宜少。由于细骨料比粗骨料有更大的表面积，粗细骨料间的比率(砂率)，对水泥用量和混凝土强度的影响很大，最佳的砂率可以获得最好的强度，高强}昆凝土由于水泥用量多，适当降低砂率不至于影响和易性。
3.掺用优质矿物掺合料
粉煤灰、磨细矿渣、硅粉、沸石粉等矿物掺合料，能改善混凝土的和易性，增加拌禾口物的黏聚性。由于黏聚性改变，截断了水分迁移通道，可减少泌水和离析。泌水和离析是造成混凝土显微结构缺陷的主要原因，尤其是水泥石一骨料界面区结构。因此，在高强混凝土中掺入矿物掺合料，不仅是为了节约水泥，主要还是为了改善混凝土的微结构和陛能。
矿渣粉、粉煤灰和硅粉属火山灰材料，在有水和石灰的条件下会缓慢水化，生成增加强度的胶凝物质，充填混凝土中的孔隙。它们中的活性成分，主要是非晶态的Si02和Al。O。。Si0。与水泥中的Ca (OH)。产生化学作用，它们的反应式如下：
xCa(OH)2 +SiOz+mH20 -, xCa0. Si02‘TIH20
未掺粉煤灰时，在骨料一水泥石界面区内，不仅会形成高水灰比区，而且还由于生成的Ca (OH)。结晶大且呈定向排列，是多孔的、板状薄弱结构。掺入粉煤灰后，就可以降低Ca (OH)。在界面区的沉枳量;如果掺入更细的硅粉或沸石粉等，则会更多地与Ca (OH)。反应。生成的C-S-H凝胶体，呈无定形的、致密结构，从而明显地改善了两相界面区的微结构，可以提高}昆凝土的强度、抗渗性及耐久性能。
硅灰含有90%以上的Si0。，掺量5%～10%。掺硅灰后混凝土具有很好的合易性和稳定性。沸石是由硅氧四面体组成的多孔结晶矿物，在混凝土中掺入沸石粉后，能使水化均匀充分反应，从而提高密实性和强度。如果掺入活性低的矿物掺合料，均匀分布在水泥浆里，成为大量水化物沉积核心，水泥浆成为均匀分布微孔无定形水化物，减少了结晶块的不均匀结构，对强度和抗渗也是十分有利的。
4.掺用高效减水剂
由于高强混凝土必须采取高水泥用量和低水灰比，必然导致}昆凝土黏性大、流变性差。掺入高效减水剂后，对水泥具有强烈的分散和润滑作用，可以大幅度降低用水量，使得最大限度地降低水灰比成为可能。所以，高效减水剂自然成为高强混凝土的必要组分之一。
水灰比大小是控制水泥石和混凝土强度的主要因素，试验表明，当水灰比低于0.35以下时，界面区的性质显着改善，致密性与强度显着增加。硅酸盐水泥水化所需结合水，理论值约为28%，直接测定的化学结合水约为25%，当实际水灰比低于此值时，水泥水化将不完全，水泥石达不到足够的密实度。结合拌和、浇筑和养护条件，在掺加高效减水剂的情况下，高强混凝土的水灰比一般应不超过o.35，当强度在80MPa以上时’不应超过0. 25～0. 30。
5.加强施工控制与早期养护
根据高强混凝土水泥用量高、水化块的特点，在施工中应采取以下措施：
(l)采取分步投料拌和。即先将水泥、掺合料、砂和水}昆合40s左右，再投入石子和
减水剂搅拌Imin出机。这样可以充分发挥减水剂的作用，保持良好的浇筑性，并能提高强度。在炎热条件下，各种材料尽可能保持低温度。
(2)采用搅拌运输车运输。从搅拌至浇筑完毕，可根据气温高低限时完成。
(3)采用高频振捣。即使采用流态混凝土也应该进行振捣，以提高密实性。
(4)加强早期养护。由于水化迅速，早期即应洒水养护，保证水化不缺水，以免影响强度发展。
(5)尽量降低坍落度。在条件许可的条件下，尽量少加水，采用小坍落度，仍不失为提高强度的重要措施。

❷ 提高混凝土强度的措施主要有哪些

提高混凝土强度的措施主要有:

1、提高混凝土的密实度，控制水灰比及保证足够的水泥用量，是保证混凝友培土密实度并提高混凝土空返耐久性的关键，在一定范围内，水灰比越小，混凝土强度也越高，反之，水灰比越大，用水量越多，多余水分蒸发留下的毛隙孔越多，从而使强度降低。

2、改善粗细骨料的颗粒级配，砂的颗粒级配是指粒径不同的砂粒互相搭配的情况，级配良好的砂，空隙率较小，不仅可以节省水泥，而且可以改善混凝土拌和物的和易性，提高混凝土的密实度，强度和耐久性。

3、合理选择水泥品种，但是水泥的品种有很多，所以对水泥的选择又必须慎重， 水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因好亏唯此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。

影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比，要控制好混凝土质量，最重要的是控制好水泥质量和混凝土的水灰比两个主要环节。此外，影响混凝土强度还有其它不可忽视的因素。

(2)高强混凝土研究方法与思路扩展阅读：

混凝土的技术性质在很大程度上是由原材料的性质及其相对含量决定的。同时也与施工工艺(搅拌、成型、养护)有关。因此，我们必须了解其原材料的性质、作用及其质量要求，合理选择原材料，这样才能保证混凝土的质量。

由于施工现场砂石质量变化相对较大，因此现场施工人员必须保证砂石的质量要求，并根据现场砂石含水率及时调整水灰比，以保证混凝土配合比，不能把实验配比与施工配比混为一谈。

同时，混凝土质量又与外加剂的种类、掺入量、掺入方式有密切的关系，它也是影响混凝土强度的重要因素之一。混凝土强度只有在温度、湿度适合条件下才能保证正常发展，应按施工规范的规定予以养护。气温高低对混凝土强度发展有一定的影响。

夏季要防暴晒，充分利用早、晚气温高低的时间浇筑混凝土；尽量缩短运输和浇筑时间，防止暴晒，并增大拌合物出罐时的塌落度；养护时不宜间断浇水，因为混凝土表面在干燥时温度升高，在浇水时冷却，这种冷热交替作用会使混凝土强度和抗裂性降低。冬季要保温防冻害，现冬季施工一般采取综合蓄热法及蒸养法。

❸ 怎么提高混凝土强度 提高混凝土强度的方法

1、减小水灰比：降正液低水灰比是提高混凝土强度最有效的途径。在低水灰比的干硬性混凝土拌和物中游离水少，硬化后在混凝土中留下的孔隙少，混凝土密实度高，故强度可显着提高。但水灰比减小过多，会造成新拌混凝土工作性的降低，使施工困难；因此一般采取同时掺用混凝土减水剂的方法，可使混凝土在低水灰比的情况下，仍然具有良好的和易性。

2、掺加混凝土外加剂和掺合料：混凝土中掺加外加剂是使其获得早强、高强的重要手段之一。混凝土中掺入早强剂，可显着提高其早期强度，当掺入减水剂尤其是高效减水剂，由于可大幅度减少拌和用水量，混衡清银凝土可获得很高的强度。若掺入早强减水剂，则能使混凝土的早期和后期强度均明显提高。

3、采用机械搅拌和振捣：当工程中采用干硬性混凝土或低流动性混凝土时，必须同时采用机械搅拌和机械振捣混凝土，只有这样，才能使混凝土拌和物搅拌均咐宴匀并在振动作用下充分密实成型，内部孔隙大大减小，从而使混凝土的密实度和强度大大提高。