影響高性能混凝土強度的因素研究

■胡 磊 ■廣東水電二局股份有限公司，廣東 廣州 511340

1 引言

雖然目前我國的建筑業主要還是以傳統的普通混凝土為主，即一般的以水泥為主的膠凝材料，但是隨著現在各種技術的日益進步，建筑行業的技術要求也逐步提高，例如橋梁跨度的設計、高層建筑的要求、大型公路堤壩的構建等等，在混凝土的結構和最終的受力要求上都越來越嚴格。市場的變化也使高性能混凝土應運而生，但要更好的使用和提高高性能混凝土的工作性，探究其影響因素是最為必要的。

2 普通混凝土與高性能混凝土的比較

普通混凝土是以水、砂以及其他材料以一定配比形成的膠凝材料，而高性能混凝土是在普通混凝土的基礎上，利用全新的混凝土技術，摻加活性摻料和高效外加劑，使傳統的普通混凝土在結構的耐久性設計上更為優越。在對混凝土的強度等級劃分中，一般C10～C50 強度等級的商品混凝土會被劃分為最低一級，即通常所稱的普通混凝土，而在C60～C90 強度等級的混凝土則被稱為高強商品混凝土，C100 及C100以上的稱為超高強商品混凝土。這是目前我國國內的劃分標準。

目前較為典型的高性能混凝土主要有摻入超細粉物質的活性細粉混凝土，細粉物質的加入使其在結構上孔徑更加細化，從而結構被改變，會更具耐久性和抗滲性，以及更高的強度;其次是更具功能性的機敏性高性能混凝土，更具密實性和耐高溫性;還有摻入纖維的纖維混凝土，更具韌性和塑性，使其應用到公路和堤壩中更能體現抗裂性，從而提高安全性能。

與普通混凝土的結構、性能相比，高性能混凝土的優勢體現在高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩定性等特性。具體表現為:

(1)更具一定的強度、體積穩定性和更高的滲透能力;(2)具有更好的工作性和流動性，使其不易分層，可泵性和密實性更強;(3)在工地的施工過程中更具安全性;(4)能夠更好的滿足施工結構的要求和設計上的藝術要求;(5)在橋梁、堤壩和高層建筑中由于其更強的性能和工作性使其更顯優勢;(6)提高了工程的安全使用期限，一定程度上更具經濟效益;(7)在市場經濟日益受全球經濟的沖擊和影響下，高性能混凝土技術更能被世界學者接受。

3 影響高性能混凝土的影響因素

3.1 原材料的影響

3.1.1 水泥

作為混凝土最主要的成分之一，水泥在混凝土中的存在以及狀態時高強度混凝土的重要影響因素。水泥的質量和比重，以及水泥中最多的水與其他摻入物質的反應，和發生化學反應產生的化學物質對混凝土強度的進一步影響。最核心的標準是水泥在混凝土中與減水劑的適應性大小，只有其兩者的適應達到強才能使混凝性達到最佳，混凝土的工作性最強，防治坍塌的意外發生。

3.1.2 優質煤灰

高性能混凝土的優越性主要原因之一是加入了活性混合材料，而其中最典型的是優質煤灰。細化的活性物質可以更好地深入混凝土，影響其結構，例如結構的抗壓性和密實性，從而影響其工作性。高性能混凝土的強度與其水膠性和密度有關，粉質煤灰可通過與水泥中的水發生水化反應，可生成硅酸鈣、氯酸鈣等水化凝膠物質，可以一定呈度上提高混凝土的強度。

3.2 外加劑的影響

外加劑的品種:通過相關試驗表明外加劑的品種是高性能混凝土的核心影響因素。

進行試驗:

(1)試驗條件:

水膠比0.35，粉煤灰摻量15%，外加劑1.2%，砂率38%。

高效減水劑MD-1、MD-2、MD-3、MD-4

探究不同的外加劑與不同高效減水劑下的抗壓性強度的比較分析。進而探究外加劑種類對混凝土強度的影響。

(2)試驗過程:通過不同強度的抗壓對不同外加劑品種進行強度測試。

(3)試驗結果:外加劑品種對混凝上的坍落度影響并不大，同時從減水效果看，不同的外加劑品種其產生的區別也不太明顯。無論后期的強度大小或者是否適用于泵送，都沒有顯著差別，同時，經過長時間的觀察，初凝時間和終凝時間的長短，從長期試驗效果看，沒有太大影響。

3.3 水膠比的影響

水膠比是高性能混凝土強度的重要影響因素，經過試驗表明，水膠比的不斷降低可以使高性能混凝土的強度提高，兩者是負相關關系。

試驗數據:A 活性混合材料摻料范圍:25%～35%

B 混凝土強度等級范圍:C60～C80

試驗結果表明:

隨著A 數據即活性混合材料摻量的增加，在一定試驗時間內(7天)B 數據即抗壓強度反映出逐漸下降的趨勢。A 數據即摻量逐漸等量增加5%，則在試驗時間內B 數據即高性能混凝土的強度約降低3%。

為探究水膠性對高性能混凝土強度的影響，在做一系列試驗分析以及數據對比之后，可以發現，混凝土的凝結時間是要受到混凝土中高效減水劑的加入量的影響的，所以通過降低水膠比，可以在一定程度上縮短凝結水化的時間，并且在一定時期內使水泥與各種摻料充分的接觸，加大反應的接觸面積，進而加快反應速度，促進微粒之間的相互作用，并生成各種具有凝膠性質物質，使最終形成的高性能混凝土在較少縫隙提高密實性的同時也增加了強度。

3.4 施工的影響

在施工過程中，混凝土運輸車以及混凝土的澆筑方式。以及泵送性也都是影響高性能混凝土強度的不可忽視的因素。韓式現代混凝土運輸車和拖式混凝土運輸車在運送過程中是不一樣的，兩者的運輸量不同，所導致的內部混凝和施工現場澆灌都不一樣，在時間和量不同的情況下所澆灌出來的混凝土強度不同。而且，不同的具體施工方式，最終導致混凝過程中的凝結時間以及抗壓性都會不同。因此，在經過施工因素對高性能混凝土影響的探究后，建筑行業應該更加注重對施工現場的合理規范化建設的重視和施工過程嚴密性的監管。

高性能混凝土在各種因素的影響下，即可以使其優越性得到發揮，也會因為不同的因素而工作性受到一定程度的制約。高性能混凝土作為一種新型建筑材料，在目前發展還未成熟和制約因素尚未完全探究出來時，我們應積極發現，使其的使用價值得到實質性的開發。而且，目前我國尚未設立專門針對關于高性能混凝土的各項驗收標準，這是建筑行業發展得機遇，同時也是建筑安全性和材料安全性的一次挑戰。

4 結語

綜上所述，作者本著拋磚引玉的精神，將自己對于高性能混凝在在建筑行業的未來發展中的應用做了簡單的剖析，希望能夠給予大家一下啟示。高性能混凝土在未來的建筑市場上將會是最具效率和影響力的建筑材料，同時，也將是工程質量的最核心影響因素。因此，做好對高性能混土性能的了解和風險預防是非常必要的，探究高性能混凝土的各種影響因素，使高性能混凝土的耐久性和高效性得到進一步的提高，才能保證工程的質量，也是對建筑業發展的保證。同時，在高性能混凝土的驗收規范和試驗標準上需要盡快更加規范化。

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