淺談結構耐久性與高性能混凝土

陳文楨

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

淺談結構耐久性與高性能混凝土

陳文楨

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

文章通過分析結構耐久性損壞形式、機理及高性能混凝土產生的原因，闡述了高性能混凝土的概念、特點及實現途徑，并提出了高性能混凝土施工的控制措施，給讀者提供一定的參考。

耐久性 高性能 混凝土

結構物，無論是磚混結構、混凝土結構、鋼筋混凝土結構還是預應力混凝土結構，除了要考慮強度承重能力外，還要考慮使用壽命問題。用專業術語來說，即結構的強度和耐久性。對于橋梁結構來說，強度即橋梁能承擔多重的車輛通行；耐久性即橋梁能正常使用多少年。

通過各種媒體新聞事例讓我們很容易知道了百年大計，安全第一，質量為本。其中結構的耐久性占據著至關重要的地位。

通過綜合分析、歸納結構耐久性損壞形式與機理有三種：一是建筑原材料本身含有害物質引起的耐久性損壞（如：氯離子腐蝕、堿集料反應） ；二是外部有害物質侵入結構物內部引起的耐久性損壞（如：混凝土保護層碳化、凍融循環損壞、硫酸鹽腐蝕）；三是變形受約束或外部荷載作用引起的耐久性損壞（如：結構表面開裂、荷載裂縫等）。

1、研究、應用高性能混凝土的起因

為了預防耐久性損壞，提高結構物壽命，可以采取以下措施：

（1）選用不含或少含有害物質的優質建筑原材料

（2）阻斷、隔絕外部物質侵入結構物的通道

（3）提高結構物抵抗外部荷載作用的能力，即提高的混凝土的抗拉、抗壓、抗折強度。

在以上的技術需求情況下，高性能混凝土便應運而生。

2、高性能混凝土的概念與特點

2.1概念

中國建設工程建設標準化協會《高性能混凝土應用技術規程》(CECS207-2006)定義高性能混凝土為：采用常規材料和工藝生產，具有混凝土結構所要求各項力學性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩定性的混凝土。

交通部《公路橋涵施工技術規范》(JTG T F50-2011)與建工標準類似，將高性能混凝土定義為：采用混凝土常規材料、常規工藝，在常溫下，以低水膠比、大摻量優質摻合料和嚴格的質量控制措施制作的，具有良好的施工工作性且硬化后具有高耐久性、高尺寸穩定性及較高強度的混凝土。

2.2特點

高性能混凝土是以耐久性為核心，具有以下特點：

2.2.1 新拌合高性能混凝土拌合物具有良好的留變性，不泌水，不離析，甚至可以自流密實，不需振搗即可保證混凝土施工澆筑質量。

2.2.2 高性能混凝土在硬化過程中提及穩定、水化熱低、干燥收縮小，無裂縫或少量微裂縫。

2.2.3 高性能混凝土凝結硬化后，結構密實，空隙率低，強度高，不已產生裂縫，具有優異的抗滲、抗凍及耐久性。

2.2.4 適當的強度。

3、高性能混凝土的實現途徑

實現制成良好工作性、高抗滲性、高體積穩定性和強度滿足使用要求的混凝土的途徑主要有：

（1）嚴格控制原材料有害物質的含量

（2）使用摻合料提高抗滲性

（3）使用高效減水劑減少水灰比、提高抗滲性

（4）通過優化配合比提高混凝土工作性

（5）使用摻合料提高抗硫酸鹽能力

（6）使用摻合料抑制堿集料反應

（7）適量引氣提高抗凍融能力

（8）嚴格選材，優化配合，提高體積穩定性

4、高性能混凝土施工質量控制

高性能混凝土施工質量控制措施措施：

4.1嚴把原材料進場關口

與普通混凝土不同，高性能混凝土強調耐久性優先、強度適合的原則。為此，《公路橋涵施工技術規范》（JTG T F50-2011）對高性能混凝土的原材料如水泥、砂、石、拌合水、摻合料、外加劑等的技術指標有了更為嚴格的要求 。嚴格把控原材料各項技術指標滿足相關要求，是高性能普通混凝土施工成功的第一步。

4.2精心進行高性能混凝土配合比設計

相比普通混凝土，高性能混凝土配合比設計時所要考慮的因素更多，技術指標也更嚴格，水膠比、膠凝材料用量、摻合料摻配范圍等指標都有了提高，對新拌混凝土、硬化混凝土，新增了耐久性指標的檢測，加大了一次試配成功的難度。

高性能混凝土并非簡單在普通混凝土的基礎上隨意增加摻合料與減水劑，其配合比設計是一項復雜的技術工作。如何確定各種材料的比例，要經過原材料試驗→擬定初步配合比，核算總堿含量→混凝土試拌、檢測工作性指標→不合符要求時調整配合比→混凝土再拌、檢測→確定基準配合比→調配接近的另外3-5個配合比→制作試件，檢驗抗裂性、電通量、抗滲性、強度指標→比較、確定推薦配合比 。

4.3按規定進行高性能混凝土澆筑、振搗、養護

在澆筑時，混凝土入模溫度要視氣溫而調整。炎熱氣候時不得高于30℃，冬季時不得低于5 ℃.大體積混凝土施工應提出溫度控制標準和措施，并有效實施監控。必須分層澆筑時，澆筑厚度應符合有關規定。

高性能混凝土應采用高頻振搗器振搗，振動頻率每分鐘不少于4500脈沖。振搗器要垂直的插入混凝土內，插入、拔出時速度要慢，以免產生空洞。模板角落以及振搗器不能到達的地方，輔以插針振搗，以保證混凝土密實及表面平滑。不得利用振搗器使混凝土長距離流動，不得通過振動鋼筋來振搗混凝土，以免引起離析。

高性能混凝土澆筑后應及時采取有效措施進行濕度和溫度養護，避免混凝土表面開裂。潮濕養護的期限應不少于 7天，并在養護結束后繼續保濕覆蓋一周。混凝土的拆模時間要符合有關規定。

4.4要加強施工過程中的質量抽檢

質量控制分為事前控制、事中控制和事后控制。事前控制即對高性能混凝土原材料使用前的抽樣檢測控制；事中控制是在拌合場和澆注現場對拌合物抽樣試驗；事后控制是對橋梁、隧道實體結構進行抽樣檢測。

對于堿含量、氯離子、硫酸鹽、三氧化硫、活性指數、不溶物、氧化鎂、氧化鈣、燒失量、堿集料反應、電通量、抗滲性等試驗，常規工地試驗由于缺乏設備、環境溫度、濕度、抗震性難滿足以及試驗經驗不足，容易導致試驗結果偏差大，影響高性能混凝土施工質量。必要時，應由具備資質的試驗檢測機構實施抽樣檢測。

5、結束語

結構的耐久性在各種基礎建設中占據著至關重要的地位。然而，高性能混凝土要體現它的高性能不只是一個優質的配合比，更主要的是看施工企業是怎么去實際操作，從各個環節上作到科學，合理施工。

[1]公路橋涵施工技術規范（JTG/T F50-2011）人民交通出版社

[2]混凝凝土結構耐久性設計規范（GB/T 50476-2008）中國建筑工業出版社

[3]陳肇元等.混凝土結構耐久性設計與施工指南[M].北京；中國建筑工業出版社，2004

[4]高性能混凝土應用技術規程（CECS 207∶2006) 中國計劃出版社

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1007-6344（2015）03-0291-01