高性能混凝土在水利工程實(shí)施中的具體應(yīng)用

摘要：本文根據(jù)水利工程項(xiàng)目施工的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，描述了高性能混凝土的定義，說(shuō)明了水利工程項(xiàng)目中應(yīng)用高性能混凝土的益處，提出了水利工程項(xiàng)目應(yīng)用高性能混凝土的要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土；水利工程；具體應(yīng)用

引言

隨著水利工程質(zhì)量要求的日益提高，采用高性能混凝土，提高混凝土的抗折強(qiáng)度與耐久性是當(dāng)前水利工程混凝土的發(fā)展趨勢(shì)。高性能道面混凝土具有高抗折強(qiáng)度。使用高性能混凝土可以顯著提高庫(kù)壩的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命或減薄壩而的厚度降低工程造價(jià)。高性能混凝土具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長(zhǎng)期破壞作用，保證在庫(kù)壩的設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。高性能混凝土還具有較高的工作性，工作性應(yīng)包括流動(dòng)性、充填性、粘聚性、可泵性等，是混凝土拌和、運(yùn)輸、澆搗、抹面等主要操作工序能夠順利進(jìn)行的保證，不同的結(jié)構(gòu)、施工條件、操作方法對(duì)工作性的要求也不同。

一、高性能混凝土的概述

（一）對(duì)高性能混凝土的認(rèn)識(shí)

高性能混凝土由于摻有高效減水劑和礦物細(xì)摻料，水膠比小，新拌混凝土具有基本不泌水，不易離析的特點(diǎn)，但是拌和物的粘性明顯增大，這對(duì)于像壩面護(hù)坡，渠道襯砌等要求表面需要抹光的混凝土，給施工操作上帶來(lái)一定的困難，但是如果認(rèn)識(shí)了高性能混凝土的特點(diǎn)，在原材料選擇不用帶“R”的水泥以及在初凝前，因水份蒸發(fā)表面形成一層幾毫米厚的“被子”時(shí)，可采用多次抹面完全可以克服抹面時(shí)的困難。

高性能混凝土的配制正是因?yàn)槭堑退z比，并摻有較大量的活性礦物細(xì)摻合料，在混凝土內(nèi)部水量較少的情況下，除水泥水化所需水量外，在孔隙和毛細(xì)管中的水也被逐步吸收減少，因此水泥石內(nèi)部的相對(duì)濕度顯著降低，內(nèi)部相對(duì)濕度自發(fā)地減小、而引起自干燥并導(dǎo)致混凝土的自收縮，故高性能混凝土不僅需要保持內(nèi)部水份不蒸發(fā)，還要從環(huán)境中補(bǔ)充水，否則會(huì)增加自收縮引起開(kāi)裂。所以高性能混凝土應(yīng)盡旱保水養(yǎng)護(hù)，尤其對(duì)大面積的機(jī)件，澆筑后應(yīng)立即用塑料薄膜覆蓋。用塑料薄膜覆蓋時(shí)，應(yīng)使薄膜緊貼混凝土表面，待終凝后立即澆水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間混凝土表面不得見(jiàn)干。未能及旱保溫和旱期水養(yǎng)護(hù)也是對(duì)高性能混凝土的性能認(rèn)識(shí)不足而造成的失誤。

（二）高性能混凝土的技能要求

配制高性能混凝土必須從原質(zhì)料風(fēng)致、配合比優(yōu)化、施工工藝與質(zhì)量控制等方而舉行綜合思量，與普通混凝土相比，高性能混凝土雖具有較高的強(qiáng)度和長(zhǎng)期性，但由于其水膠比小、水泥用量打且不易泌水，因而比普通混凝土更容易產(chǎn)生塑性緊縮，其早期干縮率和自身段積變形也比普通混凝土更打，這些因素交織在一起，導(dǎo)致高性能混凝土在施工中通常出現(xiàn)早期開(kāi)裂的技能困難。

（三）高性能混凝土在水利工程施工中的應(yīng)用

首先，水利工程項(xiàng)目力學(xué)的特性，水利工程建筑物一般承受靜水壓力、動(dòng)水壓力、附加地震激蕩力、波浪壓力、冰棱推力，受力條件非常復(fù)雜。水利工程建筑物內(nèi)部及其地基內(nèi)還會(huì)產(chǎn)生滲流和滲透壓力，高速水流通過(guò)水利工程建筑物時(shí)具有強(qiáng)烈的沖蝕作用和沖刷作用。其次，高性能混凝土能夠滿足水利工程施工對(duì)混凝土強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性等指標(biāo)的要求，適用于山區(qū)水庫(kù)，深基坑開(kāi)挖、高邊坡處理、復(fù)雜地基處理及高沖刷洞襯混凝土等技術(shù)難點(diǎn)。

（四）高性能混凝土的性能

首先，新拌高性能混凝土的性能主要包括混凝土的工作性、填充性、可泵性和穩(wěn)定性。新拌混凝土的工作性良好易于混凝土的充填，具有坍落度大、黏性大、泌水量低的特點(diǎn)。新拌混凝土的填充性良好，不但具有高流動(dòng)性，也具有良好的填充性，可保證混凝土拌和物能夠順利通過(guò)鋼筋間隙達(dá)到模板的各個(gè)角落。新拌混凝土的穩(wěn)定性良好，具有穩(wěn)定性即其抗離析性和抗泌水性。新拌混凝土的可泵性較低，有較高的黏性，在泵送過(guò)程中，混凝土與管壁間存在較大的剪切應(yīng)力。其次，硬化高性能混凝土的性能主要包括力學(xué)性能、耐久性、收縮性等方面。硬化高性能混凝土具有更好的力學(xué)性能，具有很高的早期、后期抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度隨抗壓強(qiáng)度的增加而增加，彈性模量比普通混凝土高得多，受粗、細(xì)骨料的種類(lèi)及摻入量的影響較大。

二、高性能混凝土的益處

（一）高性能混凝土的拌制具有實(shí)際性

高性能混凝土中各組份的初始配合比數(shù)據(jù)是在一些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上選取或計(jì)算的，與工程實(shí)際有一定得差異，具體實(shí)施時(shí)要高度重視配合比試配合調(diào)整，以確定符合要求的經(jīng)濟(jì)合理的配合比。這一特點(diǎn)有利于水利工程項(xiàng)目施工于實(shí)際情況相結(jié)合，改進(jìn)了混凝土拌制作業(yè)中“千篇一律”的方法。

（二）高性能混凝土具有經(jīng)濟(jì)性

高性能混凝土中大量采用工業(yè)廢渣細(xì)摻料大大降低了水泥、水、電和機(jī)械的使用量，造價(jià)上優(yōu)于傳統(tǒng)混凝土，大量節(jié)約硅酸鹽水泥、水、電力和燃油的消耗，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（三）高性能混凝土具有促進(jìn)環(huán)保的作用

高性能混凝土采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，盡可能降低了水泥的摻量，提高工業(yè)廢渣細(xì)料的摻量，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)廢渣的再資源化，大量降低資源和能量消耗，起到減少環(huán)境污染、變廢為寶的雙重作用，是名副其實(shí)的綠色混凝土，代表了混凝土發(fā)展的方向。

三、水利工程項(xiàng)目應(yīng)用高性能混凝土的要點(diǎn)

（一）高性能混凝土原材料的控制

高性能混凝土主要由水泥、粗骨料、細(xì)骨料和水作為原材料。首先，水泥的選擇要點(diǎn)，選用普通硅酸鹽且水化熱較低的水泥。其次，無(wú)機(jī)礦物粉料選擇的要點(diǎn)，選用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)摻合料采用“雙摻法”，即摻粉煤灰和礦粉，粉煤灰采用I級(jí)粉煤灰、礦粉采用II級(jí)礦粉，其技術(shù)性能應(yīng)滿足國(guó)家頒布的《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T18736 2002）的要求。其三，骨料，粗骨料選用具有較大表面積的角狀骨料可使骨料顆粒和水泥漿之間形成較大的黏著力，從而提高混凝土的強(qiáng)度。細(xì)骨料的質(zhì)量主要影響混凝土的用水量，從而影響混凝土拌和物的工作性。細(xì)骨料應(yīng)選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、粒形圓滑的天然河砂或碎石砂，含泥量低。其四，化學(xué)外加劑的選擇要點(diǎn)，選用適合施工的減水劑和引氣劑。

（二）高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)

高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)需要滿足水利工程項(xiàng)目高耐久性和高工作性的要求，配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采用盡可能低的水膠比、采用低水泥用量，增加無(wú)機(jī)礦物質(zhì)摻合料的用量、摻加高效減水劑、控制骨料最大粒徑。

（三）高性能混凝土的施工要點(diǎn)

首先，做好高性能混凝土攪拌工作，投料順序?yàn)椋和度肷笆橇稀⑺唷胶狭希铀當(dāng)嚢瑁偌油饧觿嚢瑁詈蟪隽稀Ｆ浯危咝阅芑炷吝\(yùn)輸，采用混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，運(yùn)輸過(guò)程中中速攪拌。其三，高性能混凝土的澆筑和振搗，采用混凝土輸送泵直接入倉(cāng)，水平分層澆筑，梅花型振搗，減少表面裂縫。最后，高性能混凝土的養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)采用線毯、草簾覆蓋，人工定期灑水保證混凝土表面的濕潤(rùn)。

結(jié)語(yǔ)

水利工程建設(shè)者應(yīng)該從高性能混凝土的定義著眼，結(jié)合水利工程項(xiàng)目施工的實(shí)際，充分認(rèn)知高性能混凝土的性能和應(yīng)用現(xiàn)狀，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)、施工、原料控制和配合比管理等方面工作的規(guī)范，強(qiáng)化高性能混凝土在水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用效果，為做好高性能混凝土在水利工程項(xiàng)目中的推廣工作，提高水利工程項(xiàng)目的質(zhì)量提供先期探索的經(jīng)驗(yàn)，保證水工混凝土結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)的正常使用，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]韋衛(wèi)星. 高性能混凝土在水利工程中的初步應(yīng)用[J]. 河南水利與南水北調(diào)，2009，07：125-126.

[2]李文鵬，段新虹，李連喜. 高性能混凝土在水利項(xiàng)目中的應(yīng)用與研究[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電，2010，10：95-98.

[3]劉清斌. 探討水利施工中如何應(yīng)用高性能混凝土[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家，2012，24：224.