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近年來(lái)，隨著混凝土外加劑技術(shù)的快速發(fā)展，以超低水膠比、超高強(qiáng)度為特點(diǎn)的高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土也得到迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于超高層建筑、大跨度橋梁、漂浮結(jié)構(gòu)等工程。一般，高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C60～C90范圍內(nèi)，超高強(qiáng)混凝土在C100及以上。為保證其強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，得到良好的施工性能與耐久性，高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土在原材料選擇上有什么要求呢？
一、原材料的選用
1、水泥
在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，水泥強(qiáng)度等級(jí)是水灰比0.5時(shí)水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度的結(jié)果。而制備高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土?xí)r，水膠比要降低到0.27～0.18范圍，甚至更小。目前所使用的水泥強(qiáng)度等級(jí)從P·O42.5級(jí)到P·II52.5R級(jí)不等，但有文獻(xiàn)指出水泥膠砂28d抗壓強(qiáng)度不宜小于52MPa，混凝土強(qiáng)度才可得以保障，對(duì)C100及以上強(qiáng)度等級(jí)的超高強(qiáng)混凝土使用P·O52.5或P·II52.5R水泥更為理想。
水泥強(qiáng)度滿足要求前提下，需盡可能選用標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量小的水泥品種，否則單方用水量難以控制；另外，應(yīng)當(dāng)選用中低熱水泥，降低水泥水化放熱，有利于混凝土耐久性。在配制高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土?xí)r需注意膠凝材料間的合理搭配，而非單純提高水泥用量。C80～C100混凝土，水泥用量在302～535kg/m3范圍內(nèi)變化，但總膠凝材料基本在550～600kg/m3范圍內(nèi)變化。
2、礦物摻合料
影響高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度最主要的因素是水泥在膠凝材料中所占比例，在一定范圍內(nèi)，隨水泥摻量增加，混凝土強(qiáng)度增大。但制備C80及以上強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，礦物摻合料是必不可少的組分，常見的有硅灰、礦渣粉、粉煤灰、微珠粉、天然沸石粉等。研究表明，硅灰具有較高活性，可以在短時(shí)間內(nèi)與水泥水化反應(yīng)生成的Ca(OH)2發(fā)生二次反應(yīng)，生成低鈣型C-S-H凝膠，能改善混凝土界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土強(qiáng)度，尤其是早期強(qiáng)度。
用于高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土中時(shí)，硅灰性能應(yīng)符合下述質(zhì)量指標(biāo)：一是活性無(wú)定形SiO2含量不小于90%；二是比表面積不小于18000m2/kg；三是密度在2200kg/m3左右；四是平均粒徑0.1～0.2μm。摻入硅灰混凝土粘度會(huì)增大，導(dǎo)致混凝土泵送施工困難，硅灰與微珠粉復(fù)摻使用時(shí)能發(fā)揮超疊加效應(yīng)，可獲得良好的工作性能，既可滿足早期強(qiáng)度要求，同時(shí)后期強(qiáng)度增長(zhǎng)穩(wěn)定。由于硅灰需水量較大、對(duì)收縮不利，其摻量一般控制在8%以下。
高強(qiáng)混凝土采用粉煤灰可以改善流動(dòng)性，降低水化放熱和用水量，通常使用Ⅰ級(jí)粉煤灰。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C100時(shí)，不再摻加粉煤灰，主要是混凝土結(jié)構(gòu)中未發(fā)生水化反應(yīng)的空心玻璃珠成為缺陷，影響超高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度。
天然沸石粉用于高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土?xí)r，隨摻量增加，混凝土坍落度變小，需水量增大，強(qiáng)度輕微降低，但對(duì)混凝土收縮有明顯改善作用。
3、外加劑
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的制備需采用高性能減水劑，其性能優(yōu)劣并非體現(xiàn)在減水率上，而在于混凝土強(qiáng)度與和易性的平衡，既保證混凝土含氣量不能太高（低于2.5%），又要有良好擴(kuò)展力。由于不同類型減水劑對(duì)混凝土強(qiáng)度影響也不同，因此減水劑選用要根據(jù)膠凝材料來(lái)定，使用上要有明顯的飽和摻量、較低的摻量和較小的坍落度損失等。減水劑需選用高濃度型，在使用時(shí)也要考慮減水劑的含水率。高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土膠材用量大，收縮需重點(diǎn)考慮，常使用膨脹劑及增強(qiáng)養(yǎng)護(hù)的外加劑，膨脹劑品種和摻量要慎重選擇，以控制合適的限制膨脹率和限制干縮率。
4、骨料
高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土所用碎石粒徑較小，一般為5～20mm，一是從材料界面結(jié)構(gòu)考慮高強(qiáng)高性能混凝土需選用較小粒徑的骨料，二是與高強(qiáng)混凝土澆筑部位鋼筋密集有關(guān)；但對(duì)于某些鋼管混凝土，內(nèi)部沒有鋼筋籠的情況，骨料粒徑可適當(dāng)增大。粗骨料石粉含量對(duì)混凝土強(qiáng)度與和易性影響較大，石粉含量較多，減水劑減水效果變差，用水量增加，坍落度損失增大，粘結(jié)強(qiáng)度也會(huì)削弱。
砂對(duì)高強(qiáng)和超高強(qiáng)混凝土的影響主要體現(xiàn)在混凝土和易性方面，應(yīng)使用細(xì)度模數(shù)2.6～2.9的中砂，適宜砂率對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響不大，砂率在最佳值時(shí)混凝土可泵性可得以改善。
粗細(xì)骨料使用的比例，需經(jīng)大量試驗(yàn)確定，選擇合適漿骨比，對(duì)混凝土拌合物工作性的改善效果顯著。此外，骨料宜保持面干狀態(tài)，避免生產(chǎn)含水率不精準(zhǔn)造成配合比失真，骨料倉(cāng)密封是切實(shí)可行的辦法。
5、水
攪拌站廢水含有殘留減水劑、未水化的水泥懸浮顆粒、石粉膠團(tuán)等，隨攪拌時(shí)間不同廢漿水濃度不同，生產(chǎn)高強(qiáng)混凝土控制上很難操作，必須采用自來(lái)水進(jìn)行生產(chǎn)。試驗(yàn)結(jié)果表明采用相同配合比時(shí)，回收廢水、天然雨水和自來(lái)水制備的混凝土凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度差異較大，前兩者均延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間，但會(huì)削弱強(qiáng)度。
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