高性能混凝土淺議

摘要：介紹了高性能混凝土的發(fā)展及現(xiàn)狀，概念及其特點，從水泥、水、骨料、高效減水劑等方面探討了高性能混凝土原材料的技術(shù)要求，以期提高混凝土的耐久性和強度。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土 特點 耐久性 高效減水劑 強度

混凝土材料的發(fā)展史，是從一百多年前波特蘭水泥發(fā)展開始的，水泥是混凝土的膠結(jié)材料。高性能混凝土（High performance concrete，簡稱HPC）在目前的建筑中被廣泛采用，是混凝土的主要發(fā)展方向。在當(dāng)前的建筑業(yè)中，出現(xiàn)了大量復(fù)雜的大跨度橋梁，高層建筑，地下、水下建筑等工程。在這種苛刻的使用環(huán)境條件下，普通的混凝土已經(jīng)無法滿足這些工程建設(shè)的需要。物理性能更好，而且具有長期耐久性的混凝土應(yīng)運而生。通常我們把這種比普通混凝土抗?jié)B性好、強度高、工作性高、耐久性高、體積穩(wěn)定性高的混凝土稱之為高性能混凝土。簡單來說，高性能混凝土大幅度地提高了混凝土的耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等多方面的性能。其中高強度、高工作性、高耐久性這三項指標(biāo)是體現(xiàn)高性能混凝土的基本指標(biāo)。

1 目前，高性能混凝土的主要發(fā)展動向

①強度超高的活性細粉混凝土。②制造工藝綠色環(huán)保化的混凝土。③具有自我診斷、控制、修復(fù)能力的機敏型高性能混凝土。④普通混凝土的高性能化。

2 高性能混凝土的使用優(yōu)點

①強度高。提高混凝土強度后，相同載荷下所需要的梁柱等構(gòu)件截面尺寸可以相應(yīng)的減小，這就減少了混凝土的使用量，建筑本身的重量與地基的負荷，增加建筑的使用面積，節(jié)約建筑成本。②工作性好。高性能高混凝土具有良好的流變特性，適合采用先進的混凝土輸送泵施工，施工速度得到有效提高，節(jié)約工期，工人勞動強度減少很多。③耐久性好。高性能混凝土孔徑小，水和其他雜質(zhì)不易滲入，這就保障了其抗凍性和抗?jié)B性，同時抗拉性能也大大提高。另外，高性能混凝土比普通混凝土的使用壽命要高一倍，能達到100年左右。大多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞事故的原因都是由于混凝土超出了使用壽命而工程沒有進行重建，而不是強度達不到要求，因此高耐久性是高性能混凝土的主要指標(biāo)。高性能混凝土在各項性能指標(biāo)上都超出普通混凝土很多，因此在目前的工程建設(shè)中得到廣泛的應(yīng)用。最初研制高性能混凝土是為了提高混凝土的耐久性。為了提高混凝土的耐久性，高性能混凝土把水灰比降低到0.37以下，這樣做能夠使混凝土結(jié)構(gòu)相當(dāng)致密，滲透系數(shù)比一些建筑用巖石還要低，并且強度提高很多。美國的大多數(shù)超高層的建筑由于建造年代較早強度等級一般都不超過C60，國內(nèi)在近些年才引進高性能混凝土技術(shù)，最初是在鐵路的軌道和某些橋梁構(gòu)建中應(yīng)用，到80年代末高性能混凝土才在一些一線城市的高層建筑中逐漸使用。到了21世紀(jì)，我國國民經(jīng)濟飛速增長，建筑業(yè)更是在各地蓬勃發(fā)展，高性能混凝土在基礎(chǔ)設(shè)施建筑和民用設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛采用，強度等級也將不斷提高。其中層數(shù)較低的框架結(jié)構(gòu)墻體采用的混凝土強度并不高，在中高層建筑中的墻體采用的混凝土強度等級也不到C60，只有少量高標(biāo)準(zhǔn)的建筑使用高強度等級的HPC。高性能混凝土的制作工藝很多，其中最適合我國國情的方法是以水泥為基本原材料，同時加入高效的外加劑和其他礦物質(zhì)綜合制作的工藝流程。研究人員應(yīng)大力推廣這種高性能的混凝土。高性能混凝土的成分復(fù)雜，不同的原料，配料工藝及工程建設(shè)措施都會影響高性能混凝土的實際使用效果。

3 高性能混凝土原材料的要求

①水泥：混凝土中水泥在原料不宜占太大比例，使用過多水泥攪拌時會產(chǎn)生大量多余的熱量，混凝土膨脹，遇冷收縮后會增加空隙，減低強度。這就要求高性能混凝土使用高標(biāo)號的硅酸鹽水泥。②水：高性能混凝土用PH7左右的水，水與灰配比直接影響混凝土的強度等級，水與灰的比例不超過0.45，在如此低的比例下，混凝土的流動性差，增加使用難度，一般都要加入高效減水劑提高工作性。③骨料：顧名思義骨料是混凝土的骨架，是混凝土內(nèi)部的支持原料。在高性能混凝土配置中應(yīng)慎重選擇骨料的來源。經(jīng)過大量實踐表明，骨料的強度要達到混凝土強度的1.6倍左右為宜，而且骨料的顆粒直徑不應(yīng)大于28mm，此外，粗骨料宜采用連續(xù)級配，有利于改善混凝土的工作性，總之骨料也是直接關(guān)系混凝土性能的主要原料。④高效減水劑：前文已經(jīng)提到高效減水劑能保證水灰比低于0.4的比例下仍有足夠的工作性，它是配制高性能混凝土的調(diào)節(jié)劑。

4 高性能混凝土在工程建設(shè)中一定要滿足下面的要求

高性能混凝土的特征是配料較多，因此一些概念要清楚：水泥用量包括礦物摻合物在內(nèi)，水灰比也叫水膠比，二者沒有區(qū)別。使用高性能混凝土一定要掌握操作流程，并且要學(xué)會靈活運用，發(fā)揮主觀能動性。施工時如混凝土流動性變差就要提高水膠比，反之降低，比例控制到位。礦物摻合料的比例高就需要維護及時，因為摻合料需要足夠水分保證活性，所以必須為水化反應(yīng)提供濕潤養(yǎng)護。一般來說潮濕養(yǎng)護根據(jù)不同的礦物摻合物要求養(yǎng)護達到13d～22d之間。不然會影響混凝土的性能。大力開展高性能混凝土的研究和應(yīng)用具有重要意義，為更好地推廣應(yīng)用，設(shè)計人員必須及時地掌握規(guī)范，正確理解與應(yīng)用，跟蹤新技術(shù)的發(fā)展，而對于施工人員，必須全面掌握混凝土的技術(shù)要點，不能照搬施工與養(yǎng)護方法，對于監(jiān)理人員，必須深入理解規(guī)范、靈活運用規(guī)范，同時，相應(yīng)的國家規(guī)范也必須進行適當(dāng)?shù)男薷模岳诖龠M高性能混凝土的應(yīng)用。

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作者簡介：龐琳（1980-），女，遼寧海城人，本科，海城市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站。