广东电力工程局混凝土分公司
摘要：本文研究了内掺硅粉、矿粉和粉煤灰对混凝土强度的影响；采用42.5普通硅酸盐水泥、中砂、5-25mm碎石，掺入适量硅粉、矿粉、粉煤灰和缓凝高性能减水剂，可配制出C80高强混凝土。
关键词：高强混凝土硅粉矿粉粉煤灰缓凝高性能减水剂
1、前言
随着时代的进步，高层、超高层高强混凝土建筑的发展已成为必然趋势。高强混凝土具有耐久、强度高、流动度大、变形小等特点。为了配制高强度、大流动度的高强混凝土，掺入硅粉可以大幅度提高混凝土强度，减少混凝土流动度损失，防止混凝土分层离析。掺入缓凝高性能减水剂可以减少流动性损失且保证混凝土有足够的流动性。掺入粉煤灰等工业废渣取代部分水泥可节资、节能，实现环保和可持续发展。因此，进行高强度混凝土配制技术研究具有十分重要的意义。
硅粉是一种具有化学不稳定性的高活性火山灰质材料，其化学成分主要是SiO2，而SiO2含量大多数在85%以上。硅粉具有独特的细度，这使其适于代替一部分胶凝材料，小的球状硅粉填充于水泥颗粒之间，使胶凝材料具有更好的级配。硅粉提高混凝土强度的关键在于提高了水泥浆体与集料之间的粘结强度。
2、试验
2.1原材料
（1）水泥：海螺牌P.O42.5
（2）粗集料：韶关丰湾石场花岗岩碎石。级配为5-25mm，表光密度为2700kg/m3，堆积密度为1380kg/m3。
（3）细集料：韶关砂场河砂，砂细度模数为2.7，表光密度为2630kg/m3，堆积密度为1440kg/m3，含泥量小于1%。
（4）掺合料：阳西电厂II级粉煤灰，表观密度为2300kg/m3，细度为13%，需水量比为95%，S95级矿渣粉，上海产埃肯牌微硅粉。
（5）外加剂：红墙CSP-11聚羧酸高性能减水剂，浓度为20%，减水率为32%。
（6）水：符合国家标准的自来水。
2.2试验方法
（1）测试混凝土拌合物性能参照GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》；测试各龄期的混凝土力学性能参照GB/T50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》。
（2）配合比：混凝土配合比设计必须满足C80强度，耐久性要求以及施工工艺要求的和易性、可泵性、凝结时间、控制坍落度损失等。
（3）成型与养护：混凝土试验采用150mm×150mm×150mm立方体试模成型，所有试件拆模后立即放入温度为20±2℃、相对湿度95%以上的标准养护室进行养护。
2.3配合比设计
本试验中基准高强混凝土配合比的配制强度为C80，具体配合比为掺入粉煤灰和矿粉的混凝土配合比见表5；掺入粉煤灰、矿粉和硅粉的混凝土配合比见表6和表7，硅粉掺量为7%-9%。
3、试验结果与讨论
将编号为1到9的混凝土配合比28d抗压强度进行综合分析，见图1。将编号为1到9的混凝土配合比1h后坍落度损失进行综合分析，见图2。
从图1可看出，编号为1、2、3的混凝土强度很高，但还是不能达到目标值的C80高强度，因此仅掺入粉煤灰和矿粉的混凝土强度不能达到C80。掺入粉煤灰、矿粉和硅粉后，能够成功配制出C80的高强混凝土，而能够达到本试验需要的C80高强度混凝土的只有编号为6和9的混凝土。
从表1、2、3中可以看出，不掺入硅粉的混凝土和掺入硅粉的混凝土的流动性良好，坍落度大。从图2中的1小时坍落度损失看出，不掺入硅粉的混凝土坍落度损失大，均超出50mm，而掺入硅粉的混凝土坍落度损失小，均小于30mm，因此掺入硅粉的混凝土更加便于现场施工。
从图3可以看出，水胶比对掺硅粉高强度自流平混凝土有显著影响，水胶比越低，强度则越高，这与普通混凝土相类似。
从表4可得出硅粉掺量为8%-9%可以配制出C80高强度混凝土。6号和9号的混凝土无论从坍落度、坍落度损失和抗压强度都达到设计要求，掺入硅粉后，高强混凝土的性能可以降低水泥用量大带来的不良影响，如混凝土脆性大、自收缩大、水化热高、体积稳定性下降等，因此通过本试验研究得出，掺入硅粉后能配制出C80的高强混凝土。
4、结论
（1）仅掺入粉煤灰和矿粉的混凝土强度不能达到C80。
（2）掺入粉煤灰、矿粉和硅粉后能够成功配制出C80的高强混凝土。
（3）不掺入硅粉和掺入硅粉的混凝土的流动性均良好，坍落度大，但是不掺入硅粉的混凝土1小时坍落度损失大，而掺入硅粉的混凝土1小时坍落度损失小，因此掺入硅粉的混凝土更加便于现场施工。
（4）水胶比对掺硅粉高强度自流平混凝土有显著影响，水胶比越低，强度则越高，这与普通混凝土相类似。
（5）硅粉掺量为8%-9%可以配制出C80高强度混凝土。
参考文献
[1]陈肇元、吴佩刚等.高强混凝土及其应用[M].北京：清华大学出版社,1992,4.
[2]刘祥顺.建筑材料[M].中国建筑工业出版社,1997,6:64.
[3]郭向勇,方坤河等.超高强混凝土的强度和流动性的影响因素研究[J].青海大学学报,2003,21（3）:23~27.
[4]黄熤镔,陈剑雄.大掺量矿物掺合料对坍落度损失的影响[J].房材与应用,1999（6）:3~7.
[5]蒲心诚等.100~150MPa超高强高性能混凝土的配制技术[J].混凝土与水泥制品,1998（6）:3~7.
[6]董俊顺.蒸汽养护混凝土构件强度的损失及预防对策[J].当代建设,2001.
[7]吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土.中国铁道出版社,1999,9.
[8]姚燕.新型高性能混凝土耐久性的研究与工程应用.中国建材工业出版社,2004,1.