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摘要:随着科学技术的进步，高性能混凝土凭借其高耐久性、较好的和易性和经济性越来越受到人们的广泛应用。其中，C60高性能混凝土就是的应用就较为普遍。本文在阐述原材料选择与控制的基础上，介绍了C60高性能混凝土配合比设计方法，通过试配和验证，最终确定一个较佳的配合比，以指导实践。
关键词:C60高性能混凝土；水化热；配合比；适配；验证；试验研究
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着社会的不断发展进步，人们对混凝土的性能要求越来越高。高性能混凝土以其高耐久性、工作性能优良、强度高等优点越来越受到人们的关注。高性能混凝土是在普通混凝土基础上掺加矿物掺合料和外加剂等，利用新型混凝土技术，配制而成。矿物掺和料和高性能外加剂的应用有利于改善混凝土的流动性，节约水泥用量，减少环境污染及能源消耗。目前，C60高性能混凝土的应用较为普遍。但针对C60高性能混凝土配合比设计、原材料质量方面的研究还远远不够。为此，加强这方面的研究意义重大。
1 原材料选择与控制
1.1 水泥
配制C60高性能混凝土，在选择水泥时应注意其与选用的高效减水剂之间的适应性、水化热及强度要求，本文选用华润P·I52.5水泥。水泥的化学成分见表1，水泥的物理性能见表2。
表1 水泥、粉煤灰和矿渣粉的化学成分%
表2 水泥的物理性能
1.2 矿物掺合料
配制高性能混凝土的水泥用量较多，但由于过多的水泥用量不仅增加原材料的成本，且对混凝土的水化热、温升、收缩裂缝等多种质量问题产生不利后果，因此需掺加活性矿物掺合料替代部分水泥，降低早期水化热、防止产生温差裂缝、强化混凝土界面过渡区、改善水泥石孔结构、提高混凝土密实度和可泵性。
1.2.1 粉煤灰
掺用粉煤灰可以大大改善混凝土的工作性，利用粉煤灰的形态效应、微集料效应、填充效应等可以改善混凝土的和易性并降低水化热，减少和防止产生干缩裂缝及温差裂缝，降低水泥用量，保证混凝土的可泵性和不离析。本文选用济南黄台电厂I级粉煤灰，粉煤灰的化学成分见表1，粉煤灰的物理性能见表3。
表3 粉煤灰的物理性能
1.2.2 矿渣粉
矿渣粉用作混凝土的矿物掺合料可改善胶凝材料的物理级配。在水泥水化初期，胶凝材料系统中的矿渣粉均匀分布并包裹在水泥颗粒的表面，起到延缓和减少水泥初期水化产物相互搭接的隔离作用，从而改善混凝土的工作性，并与水泥水化产物Ca(OH)2发生水化反应，生成低钙型的水化硅酸钙凝胶，还能提高混凝土的强度和耐久性。本文选用莱芜鲁碧S95级矿渣粉，矿渣粉的化学成分见表1，矿渣粉的物理性能见表4。
表4 矿渣粉的物理性能
1.3 骨料
粗骨料作为混凝土的主要骨架结构，其性能对混凝土的抗压强度起决定性作用；细骨料对于混凝土拌合物的影响较粗骨料大，因此选用级配良好的骨料，可以有效的改善混凝土的工作性能和力学性能、耐久性。大量研究表明：骨料中含泥量過大，对混凝土的强度、干缩、徐变及和易性都产生不利影响，尤其会增加混凝土的收缩，引起混凝土抗拉强度降低。本文细骨料选用济南张广河机制砂，细度模数为2.8，级配良好，石粉含量8%；粗骨料采用济南港沟5～25mm碎石，连续级配，含泥量为0.7%，泥块含量为0.2%，压碎指标值为3.8%。
1.4 外加剂
高性能混凝土对外加剂要求特别严格，且外加剂的性能将影响高性能混凝土的各种性能，如高性能外加剂能有效地降低混凝土单方用水量，增加混凝土初始坍落度和流动性，减少混凝土坍落度经时损失，可减少混凝土拌合物离析、泌水现象，提高混凝土早期、后期强度，干燥收缩小。本文选用上海三瑞聚羧酸超高效泵送剂，掺量为0.8%～1.0%，减水率为32%，7d抗压强度比148%，28d抗压强度比132%。
1.5 水
水：为饮用水。
2 C60高性能混凝土配合比试验研究
2.1 高性能混凝土配合比中参数确定
(1)C60高性能混凝土水胶比宜选用0.29～0.36。
(2)为降低混凝土拌合物粘度，减少混凝土水化热，提高混凝土可泵性，采用矿物掺合料的“双掺”技术。
(3)砂率对高性能混凝土强度、收缩、徐变等影响都较大，在保证混凝土和易性的前提下，应尽可能降低砂率。
(4)控制出厂混凝土坍落度220～240mm，扩展度600～750mm，入泵坍落度≥200mm，扩展度≥500mm。
2.2 C60高性能混凝土试配
根据上述原材料技术性能指标和高性能混凝土配合比中的试验参数，对C60高性能混凝土进行试配，其中砂率取42%。其试验方案和试验结果见表5。
表5 C60高性能混凝土试验方案和试验结果
从表5中可以看出：除第一组试样以外，其余七组试样混凝土拌合物的坍落度和扩展度均能满足泵送要求，且胶凝材料总量越多，混凝土坍落度和扩展度越大，1h的经时损失越小；当粉煤灰与矿渣粉复掺比例不变的前提下，C60高性能混凝土早期和后期抗压强度随着胶凝材料总量的增加而逐渐增加，当胶凝材料总量相同情况下，矿渣粉掺量越多，C60高性能混凝土早期和后期抗压强度越高。
综合C60高性能混凝土对工作性、抗压强度、可泵性的要求，并结合表5的试验结果，最终选取第六组试样的配合比为最佳配合比。
3 C60高性能混凝土配合比验证
用最佳混凝土配合比进行生产验证，验证4次，并对每次混凝土拌合物进行坍落度、扩展度、1h经时坍落度及扩展度损失测试，以及成型3组测试混凝土各龄期的抗压强度。C60高性能混凝土最佳配合比生产验证测试结果见表6。
表6 C60高性能混凝土最佳配合比生产验证测试结果
从表6中可以看出：各批次混凝土的坍落度和扩展度、抗压强度均能满足使用要求，且试块各抗压强度离散性小，并与试验室试验结果相差不大。因此可确定为施工配合比，并可应用于实际生产中。
4 工程应用实例
某工程进行C60高性能混凝土施工，生产前对混凝土各原材料抽样送检，检验结果均合格；实际混凝土生产过程中，技术人员对混凝土生产进行全程监控，原材料的用量严格按照配合比设计要求，严格控制混凝土拌合物初始坍落度220～240mm，扩展度600～750mm，混凝土流动性、粘聚性好；施工过程中，通过与施工方进行协商，严格按有关规定和标准进行施工，施工现场严禁向混凝土中随意加水或外加剂、严禁使用过期或不合格混凝土，并加强振捣工作。
在浇筑过程中随机取样进行混凝土拌合物工作性检测，并成型标准试件测试混凝土抗压强度；浇筑后，应及时对混凝土进行养护。经现场检测：每次抽取试样，其工作性和抗压强度均符合配合比强度设计要求。且拆模后混凝土表面光滑，无气泡、蜂窝、麻面等缺陷，混凝土拆模后结构物实体。
5 结束语
总之，为了配制出高质量的高性能混凝土，施工中必须严格控制影响混凝土质量的因素，包括了原材料质量、混凝土配合比设计、浇筑、养护等。虽然C60高性能混凝土的配合比设计并不难，在实验室适配是很容易获得，但在现场施工中还有不少问题值得解决，因此，针对C60高性能混凝土的研究还应不断探索和总结。
参考文献
[1] 朱红娟,朱文通,罗思欣.C60高性能混凝土配合比设计[J].公路交通技术.2009年04期
[2] 王声成,张金仲,汤卉.C60高性能混凝土配合比设计及其性能试验研究[J].福建建材.2007年第03期
关键词:C60高性能混凝土；水化热；配合比；适配；验证；试验研究
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着社会的不断发展进步，人们对混凝土的性能要求越来越高。高性能混凝土以其高耐久性、工作性能优良、强度高等优点越来越受到人们的关注。高性能混凝土是在普通混凝土基础上掺加矿物掺合料和外加剂等，利用新型混凝土技术，配制而成。矿物掺和料和高性能外加剂的应用有利于改善混凝土的流动性，节约水泥用量，减少环境污染及能源消耗。目前，C60高性能混凝土的应用较为普遍。但针对C60高性能混凝土配合比设计、原材料质量方面的研究还远远不够。为此，加强这方面的研究意义重大。
1 原材料选择与控制
1.1 水泥
配制C60高性能混凝土，在选择水泥时应注意其与选用的高效减水剂之间的适应性、水化热及强度要求，本文选用华润P·I52.5水泥。水泥的化学成分见表1，水泥的物理性能见表2。
表1 水泥、粉煤灰和矿渣粉的化学成分%
表2 水泥的物理性能
1.2 矿物掺合料
配制高性能混凝土的水泥用量较多，但由于过多的水泥用量不仅增加原材料的成本，且对混凝土的水化热、温升、收缩裂缝等多种质量问题产生不利后果，因此需掺加活性矿物掺合料替代部分水泥，降低早期水化热、防止产生温差裂缝、强化混凝土界面过渡区、改善水泥石孔结构、提高混凝土密实度和可泵性。
1.2.1 粉煤灰
掺用粉煤灰可以大大改善混凝土的工作性，利用粉煤灰的形态效应、微集料效应、填充效应等可以改善混凝土的和易性并降低水化热，减少和防止产生干缩裂缝及温差裂缝，降低水泥用量，保证混凝土的可泵性和不离析。本文选用济南黄台电厂I级粉煤灰，粉煤灰的化学成分见表1，粉煤灰的物理性能见表3。
表3 粉煤灰的物理性能
1.2.2 矿渣粉
矿渣粉用作混凝土的矿物掺合料可改善胶凝材料的物理级配。在水泥水化初期，胶凝材料系统中的矿渣粉均匀分布并包裹在水泥颗粒的表面，起到延缓和减少水泥初期水化产物相互搭接的隔离作用，从而改善混凝土的工作性，并与水泥水化产物Ca(OH)2发生水化反应，生成低钙型的水化硅酸钙凝胶，还能提高混凝土的强度和耐久性。本文选用莱芜鲁碧S95级矿渣粉，矿渣粉的化学成分见表1，矿渣粉的物理性能见表4。
表4 矿渣粉的物理性能
1.3 骨料
粗骨料作为混凝土的主要骨架结构，其性能对混凝土的抗压强度起决定性作用；细骨料对于混凝土拌合物的影响较粗骨料大，因此选用级配良好的骨料，可以有效的改善混凝土的工作性能和力学性能、耐久性。大量研究表明：骨料中含泥量過大，对混凝土的强度、干缩、徐变及和易性都产生不利影响，尤其会增加混凝土的收缩，引起混凝土抗拉强度降低。本文细骨料选用济南张广河机制砂，细度模数为2.8，级配良好，石粉含量8%；粗骨料采用济南港沟5～25mm碎石，连续级配，含泥量为0.7%，泥块含量为0.2%，压碎指标值为3.8%。
1.4 外加剂
高性能混凝土对外加剂要求特别严格，且外加剂的性能将影响高性能混凝土的各种性能，如高性能外加剂能有效地降低混凝土单方用水量，增加混凝土初始坍落度和流动性，减少混凝土坍落度经时损失，可减少混凝土拌合物离析、泌水现象，提高混凝土早期、后期强度，干燥收缩小。本文选用上海三瑞聚羧酸超高效泵送剂，掺量为0.8%～1.0%，减水率为32%，7d抗压强度比148%，28d抗压强度比132%。
1.5 水
水：为饮用水。
2 C60高性能混凝土配合比试验研究
2.1 高性能混凝土配合比中参数确定
(1)C60高性能混凝土水胶比宜选用0.29～0.36。
(2)为降低混凝土拌合物粘度，减少混凝土水化热，提高混凝土可泵性，采用矿物掺合料的“双掺”技术。
(3)砂率对高性能混凝土强度、收缩、徐变等影响都较大，在保证混凝土和易性的前提下，应尽可能降低砂率。
(4)控制出厂混凝土坍落度220～240mm，扩展度600～750mm，入泵坍落度≥200mm，扩展度≥500mm。
2.2 C60高性能混凝土试配
根据上述原材料技术性能指标和高性能混凝土配合比中的试验参数，对C60高性能混凝土进行试配，其中砂率取42%。其试验方案和试验结果见表5。
表5 C60高性能混凝土试验方案和试验结果
从表5中可以看出：除第一组试样以外，其余七组试样混凝土拌合物的坍落度和扩展度均能满足泵送要求，且胶凝材料总量越多，混凝土坍落度和扩展度越大，1h的经时损失越小；当粉煤灰与矿渣粉复掺比例不变的前提下，C60高性能混凝土早期和后期抗压强度随着胶凝材料总量的增加而逐渐增加，当胶凝材料总量相同情况下，矿渣粉掺量越多，C60高性能混凝土早期和后期抗压强度越高。
综合C60高性能混凝土对工作性、抗压强度、可泵性的要求，并结合表5的试验结果，最终选取第六组试样的配合比为最佳配合比。
3 C60高性能混凝土配合比验证
用最佳混凝土配合比进行生产验证，验证4次，并对每次混凝土拌合物进行坍落度、扩展度、1h经时坍落度及扩展度损失测试，以及成型3组测试混凝土各龄期的抗压强度。C60高性能混凝土最佳配合比生产验证测试结果见表6。
表6 C60高性能混凝土最佳配合比生产验证测试结果
从表6中可以看出：各批次混凝土的坍落度和扩展度、抗压强度均能满足使用要求，且试块各抗压强度离散性小，并与试验室试验结果相差不大。因此可确定为施工配合比，并可应用于实际生产中。
4 工程应用实例
某工程进行C60高性能混凝土施工，生产前对混凝土各原材料抽样送检，检验结果均合格；实际混凝土生产过程中，技术人员对混凝土生产进行全程监控，原材料的用量严格按照配合比设计要求，严格控制混凝土拌合物初始坍落度220～240mm，扩展度600～750mm，混凝土流动性、粘聚性好；施工过程中，通过与施工方进行协商，严格按有关规定和标准进行施工，施工现场严禁向混凝土中随意加水或外加剂、严禁使用过期或不合格混凝土，并加强振捣工作。
在浇筑过程中随机取样进行混凝土拌合物工作性检测，并成型标准试件测试混凝土抗压强度；浇筑后，应及时对混凝土进行养护。经现场检测：每次抽取试样，其工作性和抗压强度均符合配合比强度设计要求。且拆模后混凝土表面光滑，无气泡、蜂窝、麻面等缺陷，混凝土拆模后结构物实体。
5 结束语
总之，为了配制出高质量的高性能混凝土，施工中必须严格控制影响混凝土质量的因素，包括了原材料质量、混凝土配合比设计、浇筑、养护等。虽然C60高性能混凝土的配合比设计并不难，在实验室适配是很容易获得，但在现场施工中还有不少问题值得解决，因此，针对C60高性能混凝土的研究还应不断探索和总结。
参考文献
[1] 朱红娟,朱文通,罗思欣.C60高性能混凝土配合比设计[J].公路交通技术.2009年04期
[2] 王声成,张金仲,汤卉.C60高性能混凝土配合比设计及其性能试验研究[J].福建建材.2007年第03期