（6）水泥的細度：水泥的最佳顆粒組成為0μm ~10μm30% 左右，10μm~30μm40%左右，30μm~60μm25%左右，60μm＜5%。最好是球磨成圓狀，易于流動，和易性好。
4.2 粗骨料
混凝土試件抗壓破壞的一般規律是低標號砼，沿骨料表面破開，而高性能砼試件是壓碎骨料破壞，有爆裂現象。
（1）選用高強度巖石破碎的碎石，壓碎指標小（5~7 為佳），可選用火山巖類象玄武巖、輝石、大理石、花崗巖等，沉積巖類的白云質石灰巖。相同的配比，巖石抗壓強度高，配出來的砼抗壓強高可提高15%~25%。特別是低水灰比下，骨料強度對砼強度的影響特別明顯。C35~C40 砼骨料巖石強度/砼設計強度＞1.8，C50~C60 砼骨料巖石強度/砼設計強度＞1.5 ，C60以上砼骨料巖石強度/砼設計強度＞1.2。
（2）骨料的形狀和粒徑，5mm~20mm 連續級配的碎石配出的砼強度高（如配制C80 的高強度管樁砼，選用的粒徑為5mm~20mm 的級配碎石），較大粒徑的骨料難以配制出較高強度的混凝土，因較大粒徑的骨料周圍集聚水膜的傾向較大，靠近骨料附近的水泥漿的水灰比也比混凝土的平均水灰比略大，在這些部位，硬化水泥漿體的含氣量較高，因而混凝土的強度偏低；另外骨料與水泥漿由于彈性模量的不同，其硬化收縮率不同，骨料越大，與水泥漿收縮率的差值越大，因而骨料周圍必然形成較多的裂縫。骨料小，砼的脆性也降低，這對高性能砼是非常重要的。骨料粒徑選用等徑方圓較好，使砼具有高流動度、高均勻性、易搗實、不離折。
（3）針片顆粒要少，針片顆粒含量（按質量計）≤0.5%；針片狀顆粒是影響砼的流動度和易于破裂的重要指標，針片狀顆粒易形成格架，阻礙了砼的流動，砼的流動性和粘聚性較差，這在檢測坍落度過程中就可以明顯的看出，含針片多的骨料砼檢測坍落度用搗棒輕打維體，維體一般突然倒坍或崩裂，并發生離析現象，另外，針片狀顆粒集中，砼強度就偏低，試壓時，針狀或片狀顆料集中處破裂現象是比較明顯的。
（4）含泥、含粉量要少：含泥量（按質量計）≤0.5% ，泥塊含量（按質量計）≤0.10%。碎石最好經過滾動的清洗設備，骨料干凈，有粗糙的表面，增大了與水泥漿的粘結面積，使砼強度得以提高。含泥、含粉多骨料表面形成隔離層，使水泥漿與骨料的粘結性大大降低，水泥漿的包裹力、粘結力大打折扣，而且泥粉收縮性大，使骨料周圍形成較多的裂縫，而使砼強度難以提高。
（5）風化石指標0，有風化石就存在軟弱點面，軟弱面的存在導致了強度的降低和砼的碎裂加大。
（6）吸水率（按質量計）≤2.0%；空隙率≤40%；堅固性≤5%。
4.3 細骨料（砂）
（1）用中砂、細度模數MX≥2.6；
（2）砂的含泥量要小，控制在0.5%~1.5%，泥質成分需水量大，加大水灰比，而且會呈致密的膜狀包裹在骨料表面，導致水泥與骨料粘結力明顯下降，下面兩組配比有說明力（如表2 砂率、減水劑量均相同）
（3）選用較小的砂率，較大的砂率，砼硬化收縮時，增加了空隙和裂紋，使強度明顯降低（砂率宜為28-34%）。其細骨料的品質指標見表3。
4.4 外加劑
外加劑有礦物外加劑和化學外加劑，另外有纖維類摻合料。
4.4.1 礦物外加劑
礦物外加劑一般作為活性摻合料，并替代部分水泥含量，從而降低成本，保持低水灰比，防止水化熱過高。
（1）粉煤灰應用比較廣泛。粉煤灰活性成分能夠與水泥的水化產物氫氧化鈣Ca(OH)2 進行二次水化反應，生成水化硅（鋁）酸鈣，使砼更致密、強度更高，選用優質粉煤灰燒失量小Si02，Al2O3 含量高。其化學反應式：
nSiO2+nCa(OH)2+mH2O→x3CaO·2SiO2·3H2O
Al2O3+3Ca(OH)2+6H2O→3CaO·Al202·6H2O
（2）沸石粉，主要礦物組成是SiO2，另外有Al203，砼中引入沸石粉類膠凝物質是提高砼強度和耐久性的又一重要手段。沸石粉平均粒徑小，有巨大的內外比表面積，使二次水化反應更強烈。
（3）硅灰： 硅灰是冶煉硅鐵的副產品，SiO2 含量高達95%，顆粒極細小，火山灰活性極高，硅灰如上述同氫氧化鈣Ca(OH)2 反應外，還同水化產生的游離鈣發生凝硬反應，反應式為：
mSiO2+nCa2+xH2O→nCaO·mSiO2·xH2O
生成了非晶態水化硅酸鈣，顆粒非常小，只有水分子的十分之一左右，這些顆粒容易滲透到水泥漿的毛細孔中，使砼更致密，強度高、防水性好。適宜摻量為8-15%。摻量高時，產生較大的內干燥收縮對砼不利。
以上三種活性摻合料，由于顆粒極細小，需水量相對會增大，必須同高效減水劑配合使用，它們對砼的增強作用，在于活性成份參與二次水化反應，增加了水泥的水化程度，因此礦物外加劑對砼的增強作用不是增加水泥用量所能替代的。
4.4.2 化學外加劑
（1）萘系高效減水劑及其復合型
高效減水劑主要作用是減水、降低水灰比，減水率在25-35%以上，如廣東湛江外加劑的FDN，天津港灣工程研究所的TH 型等。
（2）保塑劑和超塑化劑，改善砼的施工性能，使砼在低水灰比下有高流動度、高坍落度。
（3）引氣劑：有松香熱聚物、烷基萘磺酸鹽、脂肪醇類等，在應用外加劑拌制高強砼時必然要引入一定量的空氣，引入空氣周圍的水膜由于表面張力的作用成球形，它在砼中似滾珠，適量的引氣劑能夠增加砼拌和物的流動性，減少用水量，提高砼抗滲性，減少離析泌水，提高抗凍性能，特別注意摻量。
總之，在高性能混凝土配制時，化學外加劑應注意如下幾個方面：
（1）注意其摻量，按產品說明并做試驗；
（2）防止不均勻加劑，注意先后摻法；
（3）防止離析，以免造成聚集，對鋼筋、鋼鉸線造成腐蝕損壞；
（4）考慮與水泥的相容性；
（5）多種外加劑復合使用（先作必要的試驗）
4.4.3 纖維類
加入鋼纖維、聚丙烯纖維（PP）、玻璃纖維GlassFi-ber)、聚丙烯脯纖維等纖維類能明顯提高砼強度，抗彎抗拉強度和抗彎韌性，使砼有較好的增韌效應和增強效應，也能使砼早期裂紋出現明顯減少，使建筑物具有良好的抗震、防爆、耐久的功能。摻纖維類要注意砼的拌和時間適當延長，防止纖維的集聚造成不利影響。
(1)鋼纖維：增強效果明顯，抗彎拉強度，抗劈裂強度明顯增強，摻量為水泥量10%~15%，按體積摻率為0.6%~1.0%，采用強制性攪拌機，攪拌時間延長30 秒。
(2)聚丙烯脯纖維：本身彈性模量高，抗拉強度高，耐光性極好，抗腐蝕性良好，具有良好增韌性應和一定的摻量效應，使砼具有較好的延展性，防止砼的脆性破壞，摻量按體積摻率為0.08%~0.17%。
(3)聚丙烯纖維、玻璃纖維均有較好的增韌效應。
5 原材料的品質要求
在組成原材料方面，高性能混凝土與普通混凝土不同，主要表現在以下幾個方面：
(1)加入了一定的礦物質粉體。如硅灰、超細礦渣與超細粉煤灰等；
(2)對外加劑提出更高的要求，要求外加劑有較高的減水率，還必須有一定的引氣作用等；
(3)對砂石、水泥等原材料品質要求更嚴格；
因此，在配制高性能混凝土時，首要的工作是選擇合理的原材料，要對各種原材料進行優選，選擇滿足要求的原材料。
6 配比設計
在高性能混凝土配合比的設計中，試配強度的確定試配標準保證率一般為95%。標準偏差用以下公式計算：
S=3.2+0.025fcuk(fcuk 為設計強度)
試配強度fcu=fcuk+1.95s
在原材料的確定中，筆者根據多年的實踐經驗與書上的一些理論相結合，認為高性能混凝土配制三種材料如下：
水泥：52.5 級，用量一般在300kg~500kg。
碎石：5mm~20mm 連續級配花崗巖、白云質石灰巖等高強巖石料。
砂：河砂，石英硅砂
在配制的同時，應根據水膠化0.28~0.4 和設計坍落度確定用水量。硅灰一般為3%~4%，粉煤灰15%~25%，采用超量代替水泥的原則，替代系數0.735；超塑化劑為0.5%~2.5%；高效減少劑則為0.7%~1.2%。（以上材料的稱量精度，集料土1%，水、水泥、摻合料和外加劑為土0.5%。）
例如配制C80 預應力高強度樁砼，試配標準保證率95%，根據標準偏差用公式：
S=3.2+0.025×80=5.2
試配強度fu=80+1.95×5.2=90.1（MPa）
在試配中，水泥為52.5 級，用量485kg/m3，碎石選用了5mm~20mm 連續級配花崗巖和石英硅砂，砂率32%。根據水膠化w/c=0.29 和設計坍落度為30mm3~50mm3 確定用水量為168kg/m3，廣東湛江FDN-2H 摻量為1.0%，一級粉煤灰130kg，水：水泥：粉煤灰：硅砂：碎石：外加劑配比為168：485：130：530：1144：4.85。經過7d 的試驗以后，強度為81.5MPa、28d的強度后則為93MPa。按此配生產，砼和易性好、外觀美觀，強度大于設計強度。
7 結語
配制高性能砼，關鍵是選用優質的52.5 級水泥，加高效減水劑，摻入活性礦物成分，降低水灰比，低砂率、高骨灰比的原則，同時避免高溫養護用低溫濕養護，以促進水泥的水化。實踐證明：混凝土中適量摻加硅灰粉煤灰等，能配制高強高性能混凝土，可大幅度提高混凝土的致密性和耐久性。具有良好的經濟效益和社會效應，值得推廣應用。
參考文獻
1、歐陽東，混凝土六組份高性能混凝土設計應用強度公式的研究[A]，混凝土礦物減水劑的概念理論及應用[M]。
2、GB175-2007，通用硅酸鹽水泥標準[S]。
編輯：金哲
