高性能混凝土技術應用探討

蔡廣生

（新疆金輝房地產開發有限責任公司 烏魯木齊 830000）

1 高性能混凝土的概念及特性

1.1 概念

高性能混凝土的概念是指在大幅度提高常規混凝土性能的基礎上，采用現代混凝土技術制成的混凝土。

1.2 高性能混凝土的特性

它采用的是高性能外加劑，如高效減水劑或緩凝高效減水劑和摻入足夠的超細活性摻合料，如：硅灰、優質粉煤灰、超細磨礦渣等達到低水膠比，并具有耐久性、工作性、各種力學性能的新型混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途的要求，保證混凝土的適用性和強度并達到高耐久性、高工作性、高體積穩定性和經濟性。應當清楚的是，強度高的混凝土不一定就是高性能混凝士，高性能混凝土也不一定就是高強度混凝土。強度高了性能不好，也不是高性能混凝土。建設部推廣應用的是既強度高又性能好的新型混凝土。在實際推廣應用中要避免重強度、輕性能的錯誤傾向。

2 高性能混凝土的施工控制

2.1 配合比設計原則

⑴高性能混凝土配合比設計應采用試驗計算法，其配制強度確定原則應與普通混凝土相同，即強度保證率為90%。

⑵粗骨料最大粒徑不宜大于25 mm。這有利于保證混凝土的均勻性，強度和抗氯離子滲透性。

⑶通過試驗證明，減水劑與采用的水泥必須匹配。

⑷膠凝材料漿體體積宜為混凝土體積的35%左右。主要為了保證高性能混凝土具有高的尺寸穩定性。

⑸應通過試驗確定最佳砂率。

⑹應通過降低水膠比和調整摻合料的摻量，使抗氯離子滲透性和強度指標滿足規定要求。

2.2 原材料選擇

⑴水泥的選擇

選用的水泥應質量穩定，含堿量低，C3A含量小，強度富余系數大，活性好，標準稠度用水量小，并且原材料色澤均勻一致，強度等級不宜低于42.5普通硅酸鹽水泥，保證相鄰結構構件使用的水泥為同一批熟料。

⑵石子的選擇

石子選用的原則是強度高、連續級配好且同一顏色的碎石，其產地、規格必須一致，含泥量小于1%，大于5 mm的泥塊含量要小于0.5%，針片狀顆粒含量不大于15%，骨料不帶雜物。25 mm以下連續級配碎石。

⑶砂子的選擇

選用中粗砂，細度模數必須在2.3以上，顏色一致，含泥量控制在3%以內，大于5 mm的泥塊含量小于1%。

⑷摻和料的選擇

選用優質的ⅱ級粉煤灰，摻量控制在膠凝材料總量的35%左右。

⑸外加劑的選擇

采用高效減水劑以盡量減少混凝土的水膠比，從而提高混凝土的密實度、強度、抗氯因子滲透性能，能滿足混凝土抗滲、抗凍性能要求，且與水泥相適應。

2.3 配合比設計

提高砼抗滲性和抗化學侵蝕性措施：摻入粉煤灰摻合料，使混凝土的導電量明顯降低，抗氯離子滲透性明顯提高，可以抵抗溫度、濕度、鹽害和凍害等混凝土耐久性病害的侵蝕。

提高砼抗碳化措施：碳化速度與混凝土密實度有關，需通過控制砂石級配，摻入磨細摻合料并控制砂率、水膠比等配合比的設計參數，達到提高結構密實度的目的。最終確定砂率42%，水膠比0.34。混凝土膠凝物質的總量≥400 kg/m3,坍落度≥120，抗氯因子滲透性(c)≤1 000。

原材料質量的合格和質量穩定性時保證高性能混凝土質量的重要因素。高性能混凝土施工，應建立嚴格的原材料質量檢驗制度。

2.4 施工

⑴ 攪拌。混凝土拌制的目的，除了按設定的配合比達到均勻混合外，還要達到強化、塑化的作用。高性能混凝土由于水膠比較小，同時摻入的摻合料的細度比水泥細，所以，高性能混凝土對單位提及的用水量極為敏感。因此，高性能混凝土拌制時對水泥和外加劑的稱量偏差的規定比普通混凝土嚴格，因此高性能混凝土原材料稱量允許偏差有嚴格的要求.稱量最大允許偏差應符合下列規定（按重量計）：膠凝材料（水泥、摻合料等）±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。應采用臥軸式、行星式或逆流式強制攪拌機攪拌混凝土，采用電子計量系統計量原材料。攪拌時間不宜少于2 min，也不宜超過3 min。炎熱季節或寒冷季節攪拌混凝土時，必須采取有效措施控制原材料溫度，以保證混凝土的入模溫度滿足規定。

不同的拌合方式與投料程序，對混凝土拌合的均勻性有較大的影響，高性能混凝土拌合物比較粘稠，為了保證混攪拌均勻，本工程采用性能良好，臥軸式強制攪拌機，攪拌機中不得使用磨損的葉片。高性能混凝土拌合物先以拌合料和細骨料干拌，再加水泥和部分拌合用水，最后加粗骨料、減水劑溶液和余額拌合用水，攪拌時間應比常規混凝土延長40s以上.

⑵運輸。應采取有效措施，保證混凝土在運輸過程中保持均勻性及各項工作性能指標不發生明顯波動。應對運輸設備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高（夏季）或受凍（冬季）。應采取適當措施防止水分進入運輸容器或蒸發。

⑶混凝土的澆筑。高性能混凝土的工作性的好壞，直接關系到混凝土的密實性、強度和耐久性，高性能混凝土在澆筑時，應不離析、不分層，并保證施工所要求的稠度。

混凝土的保護層厚度是影響耐久性的重要技術指標，澆筑前應仔細檢查模板、鋼筋、預埋件、預留孔、保護層墊塊等的位置、規格和數量，對于浪濺區構件，保護層厚度不得有負偏差。

高性能混凝土應采用高頻振搗至混凝土頂面基本上不冒氣泡，當混凝土澆筑至頂面時，宜采用二次振搗及二次抹面。對于流動性大的高性能混凝土，振搗時應注意不能過振，以防止骨料下沉引起的混凝土不均勻現象，混凝土振搗、抹面后，應刮去表面浮漿，確保混凝土的密實性。

⑷振搗。可采用插入式振動棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設備振搗混凝土。振搗時應避免碰撞模板、鋼筋及預埋件。采用插入式振搗器振搗混凝土時，宜采用垂直點振方式振搗。每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準，一般不宜超過30s，避免過振。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置，應首先豎向緩慢將振搗棒拔出，然后再將振搗棒移至新的位置，不得將振搗棒放在拌合物內平拖。

⑸混凝土養護。養護質量對確保高性能混凝土質量非常關鍵，特別是對摻合料的高性能混凝土的耐久性影響十分明顯。高性能混凝土早期強度增長較快，一般3天達到設計強度的60%，7天達到設計強度的80%，大量實驗研究證明，因為摻合料的水化滯后效應，如果養護不夠，摻合料不能充分完成水化反映，使高性能混凝土的潛在高性能優勢不能充分發揮，從而達不到應有的高耐久性。

高性能混凝土收抹后，應立即覆蓋、防止水分散失。終凝后，混凝土頂面應立即開始持續潮濕養護。拆模前12 h，應擰松側模板的緊螺帽，讓水順模板與混凝土脫開面滲下，養護混凝土側面。整個養護期間，尤其從終凝到拆模的養護初期，應確保混凝土處于有利于硬化及強度增長的溫度和濕度環境中。在常溫下，應至少養護14 d，氣溫較高時可適當縮短濕養護時間；氣溫較低時，應適當延長養護時間。

因而，混凝土早期養護特別重要。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養護為主，澆水養護為輔，使混凝土表面保持濕潤。

3 高性能混凝土的推廣前景

根據國家建設部提出的目標和措施：在大中城市普及C60級以下（C60、C55、C50）高性能混凝土在工程中的應用，擴大C60級以上高性能混凝土的技術試點，解決C80級以下高性能混凝土的應用技術；開發性能更佳的超塑化劑和超細活性摻合料，降低水泥用量，改善混凝土性能，到2014年在工程中較普遍使用高性能混凝土。由于高性能混凝土在工程應用中有不同的用途、不同的使用部位、不同的施工方法、不同的使用環節，因此，其應用范圍十分的廣泛。這正是高性能混凝土成為混凝土發展方向的重要原因。不僅如此，超細活性摻合料都是利用工業廢料磨細而成，是充分地進行了廢物利用，與生產水泥相比，減少了對環境的污染，達到了保護環境、大量的取代水泥，節約能源的根本目的。

4 總結

綜上所述，大量的摻入超細活性摻合料改善了混凝土的性能，利用高性能混凝土的早強、高性能，可以節約時間、原材料、勞力，省時、省料、省工，而且還延長了建筑物的使用壽命。隨著混凝土技術的不斷發展，高性能混凝土的應用前景將會更寬更廣。

[1]陳鐵虎，高欣欣.基于普通工藝配制高強混凝土的影響因素研究[J].山西建筑.2014，36.

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