引言
目前混凝土技术逐渐步入成熟，随着技术的发展品种不断增加，应用领域不断扩大。近年来，随着建筑业蓬勃发展和国家的倡导，使商品混凝土广泛用于建筑工程中，并产生了良好的社会效益和经济效益。高强度混凝土在各种情况下都得到了广泛的使用，高强度混凝土的设计关键在于采用优质骨料、高强度等级水泥、加入活性掺合料以及加入高效外加剂等。以下将结合某市有轨电车的C60细石混凝土的设计为例，探讨高强度混凝土的设计要点。
1项目情况
某市有轨电车项目使用普通混凝土（其骨料粒径为5～25mm）进行车站立柱的浇筑，浇筑过程中施工方发现部分车站的立柱钢筋间隙孔距过小而导致混凝土难以贯入浇筑，为满足此类立柱的特殊浇筑需求，施工方提出使用C60细石混凝土进行浇筑的要求。考虑到工程所在地在该市老城区附近而交通拥堵，施工时间又处于一年最热的七八月份，因此对C60细石混凝土的保坍性能要求极高。
2 C60细石混凝土设计要求
为满足施工方对C60细石混凝土的要求以便于顺利完成立柱浇筑，C60细石混凝土的设计需要从设计强度、输送方式、粗骨料最大直径、坍落度、粉煤灰质量、矿渣粉质量、外加剂性能以及建筑用砂的性能等方面进行设计。
细石混凝土的设计强度为C60；输送方式采用泵送；立柱钢筋具有直径大、间距小的特点，因此需要对碎石的最大公称直径予以严格控制，要求其直径不能超过25mm；施工所在地的交通较为拥挤，无法避免地存在堵车现象，同时高温期的高温下对混凝土入场时的坍落度要求较高，要求其到达现场时的坍落度在200mm及以上；对矿渣粉的要求时要求其28d内的活性指数在95%以上，其流动比应在100%以上；对粉煤灰的细度要求是其细度应在25%及以下，其表面密度应控制在2.4～2.6g/m3范围内；建筑用砂的细度模数应予以严格控制，应控制在2.7～3.0区间内，同时要求其氯离子含量控制在0.06%以内以免氯离子含量过高而腐蚀钢筋，影响立柱结构功能。
3配合比设计
3.1水泥的选取与性能指标
C60细石混凝土的设计过程中，选取性能合适的水泥是其关键之一，考虑到选取P.042.5普通硅酸盐水泥将导致配比中的水泥用量超过规范（行业规范标准JGJ/T281中的要求是最大胶凝材料使用上限为560kg/m3）要求，因此选取水泥时需要选取强度更高的P.042.5普通硅酸盐水泥。
当前市场上各厂家产的P.042.5普通硅酸盐水泥强度具有较大的波动区间，因此选取性价比高且具有较高强度稳定性的水泥厂就显得尤为重要，从价格、强度等方面进行大量比选后，最终决定选取华新水泥（阳新）有限公司生产的P.O52.5普通硅酸盐水泥，其性能指标见表1。
3.2粗骨料
粗骨料具有骨架的作用，粗骨料的级配与质地的好坏将对混凝土的施工以及强度均造成重要影响。车站立柱混凝土必须具有极高的强度而限制了岩石的强度，同时立柱钢筋的直径与间隔也限制了粗骨料的最大粒径。工程技术要求碎石的最大粒径不能超过25mm，因此最终选取的粗骨料直径为5～20mm，粗骨料的原料供应商为南陵县正荣物流中心，其具体性能指标见表2。
3.3细骨料的性能指标
细骨料用于填充粗骨料与水泥浆之间的空隙，粗骨料的主要性能指标在于细度模数，其大小将对混凝土的用水量造成直接影响，合理选取细骨料将有助于控制混凝土成本。最终设计的混凝土细骨料的细度模数为2.7～2.9区间内的域区中砂，细骨料同样来源于南陵县正荣物流中心，其主要性能指标见表3。
3.4粉煤灰的性能指标
粉煤灰在混凝土中运用广泛，混凝土中添加适量的粉煤灰后有助于减少水泥使用量，有助于控制成本；加入粉煤灰后，混凝土的早期水化热释放得以平缓进行，虽然其控制了早期强度的发展，但是其后期混凝土的强度增长具有良好的发展；加入粉煤灰还有助于提高混凝土的耐久性并提高其抗渗能力。粉煤灰选取的等级为F类域级粉煤灰，产自上海晨恒建材有限公司，该公司为本单位长期合作粉煤灰供应商，经实际跟踪发现其产品质量稳定合格率达到了98%以上。粉煤灰的性能指标见表4。
3.5矿渣粉的性能指标
矿渣粉是商品混凝土的常见原料之一，混凝土中加入矿渣粉后，水泥使用量减少，引起水泥水化热得到控制；加入矿渣粉后，混凝土的和易性得到改善；加入矿渣粉后，混凝土的整体成本得到控制，且有助于改善混凝土强度与耐久性。矿渣粉的品种规格为S95矿渣粉，产自上海金湖材料有限公司，经长期跟踪与使用发现其性价比高，质量稳定从供应至今未有不合格现象发生。矿渣粉的物力性能指标见表5。
3.6外加剂
特殊混凝土的配置过程中，加入各种特定性能的外加剂有助于改善混凝土的各项性能指标，C60细石混凝土的设计过程中，若使用现有常规减水剂将导致混凝土的生产控制效果受到影响，还将由于减水率不足而导致表面沁水、开裂等现象产生。加入合适的高性能减水剂，能明显提高混凝土的强度，改善其拌合物性能，对控制生产成本也是有利的。经过对多种高性能减水剂进行试验比选后，最终选取PC8-1聚羧酸型高性能减水剂，其生产公司为江苏苏博特新材料股份有限公司，属于行业中的领先企业，其检验性能见表6。
3.7混凝土配比的设计
高强度泵送混凝土的设计过程中，需要将工程技术要求与多方面因素进行综合分析，最终确定混凝土配比。考虑到工程项目的特殊性，要求混凝土到场时的坍落度在200mm及以上，考虑到施工温度较高、交通情况拥挤等因素的影响，混凝土的出厂坍落度应在220～250mm内。以JGJ52及其它相关技术文件的要求为依据，结合各种原材料的性能，最终确定的混凝土设计方案为外掺料双掺并采用高性能减水剂的方案，合理设计混凝土配比，从而确保其指标与性能满足要求。
经试验室指标比选后，确认水胶比为0.33，水为165kg/m3，水泥为350kg/m3、矿渣粉为100kg/m3、粉煤灰为50kg/m3、细骨料为668kg/m3、粗骨料为1032kg/m3、外加剂为5.50kg/m3。经搅拌站试验室试验后发现，该配比方案下的坍落度为235mm，坍落度1h经时损失为10mm、初凝时间为550min、终凝时间为630min，其粘聚性、和易性均较为理想，表观密度为2390kg/m3。经混凝土试块抗压强度试验后发现，该配比方案下的混凝土拌合物的3d抗压强度为45.6MPa、7d抗压强度为66.9MPa、14d的抗压强度为72.2MPa、28d抗压强度为74.1MPa，其设计强度完全满足该工程对强度的要求，也有利于控制生产成本。
4应用结果
该工程的立柱采用C60细石混凝土进行施工后，按照设计方案进行混凝土的配置，混凝土的出厂坍落度、到场坍落度均控制理想。工程总结会上，施工方与承包方一致认为：C60细石混凝土的设计为车站有轨电车项目的顺利竣工提供了保障，合理、科学的设计方案是工程顺利竣工的基础，按照设计方案进行正确浇筑与养护是工程顺利竣工的要点，供应方与施工方各司其职与相互配合其职是工程得以顺利竣工的关键。
按照设计方案配置的混凝土已经投入使用，施工过程中顺利完成浇筑与振捣，经常规养护方案养护后，混凝土结构的强度与设计强度完全符合。该有轨电车的施工项目已经顺利完工，投入使用后正常运行，未见混凝土裂缝，赢得业主与社会的广泛好评。C60细石混凝土的设计过程与成功使用也为我们带来了宝贵的设计经验，为后期设计更高强度等级的泵送混凝土提供了借鉴。
5结论
目前在世界范围内，混凝土作为用途最广，用量最大的一种建筑材料，研究混凝土的特点和性能可以更方便的应用混凝土充分发挥混凝土的优势。要让混凝土更好的为人类服务与环境协调发展，进一步促进混凝土科技进步，为不断的探索发展途径和技术创新奠定基础，必须掌握混凝土的强度、工作性、耐久性等各方面性能。
通常情况下，混凝土使用细石难以满足高强度混凝土的性能要求，本次高强度混凝土设计通过合理选材确保了材料的各项性能指标与目标强度的要求相符合，通过合理确定配合比为混凝土的性能提供了保障，为高温、交通拥堵等不利条件下混凝土的性能提供保障，妥善解决了车站立柱由于钢筋直径与间距影响而导致无法使用过粗的骨料的问题，满足了车站立柱对混凝土强度的要求。为车站建设的顺利竣工验收提供了保障，赢得了业主与社会大众的好评。为我们后续设计更高强度的混凝土提供了借鉴经验，也为类似工程设计提供了参考。
