工程建設(shè)中高性能混凝土的應(yīng)用與控制

□楊志銳

混凝土是我國工程建設(shè)的重要材料，通過提升混凝土的耐久性與工作性可以保障工程項(xiàng)目的質(zhì)量。筆者所在工程采用高性能混凝土既可以保證工程質(zhì)量，滿足工程建設(shè)需求，也大大延長了工程使用壽命。故此，本文將淺談探討高性能混凝土在工程中的具體應(yīng)用與控制，從而為我國工程建設(shè)做出自己的貢獻(xiàn)。

一、高性能混凝土的概念

高性能混凝土不同于普通的混凝土，通過運(yùn)用普通材料經(jīng)過一定的常規(guī)施工加工，并加入一定的摻合料與外加劑來提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性、工作性，從而配制成綜合性能優(yōu)越的混凝土[1]。高性能混凝土的優(yōu)點(diǎn)具體表現(xiàn)為：第一，在澆筑的過程中十分密實(shí)，在攪拌過程中呈現(xiàn)出流態(tài)與高塑，能夠泵送，而且不易離析；第二，高性能混凝土在凝結(jié)的過程中，硬化后的體積比較穩(wěn)定，整體過程較為均勻，同時(shí)澆筑硬化過程中水熱化程度低不易產(chǎn)生裂縫；第三，在使用過程中具有很高的抗?jié)B性，具有高流動(dòng)性、高填充性、高穩(wěn)定性、高密度性、高間隙通過性、高抗分離性，在保持混凝土的高工作性時(shí)，成本也在合理范圍之內(nèi)，性價(jià)比較高。可以說高性能混凝土無論是從經(jīng)濟(jì)價(jià)值以及技術(shù)上都是綜合性比較高，其核心優(yōu)點(diǎn)為保持混凝土的耐久性。

高性能混凝土在設(shè)計(jì)的過程中是將耐久性作為研究的第一要素，對(duì)于強(qiáng)度的優(yōu)先級(jí)別并不如耐久性高，這是因?yàn)槠鎻?qiáng)調(diào)混凝土的強(qiáng)度級(jí)別會(huì)對(duì)混凝土的耐久性產(chǎn)生影響。高性能混凝土在配制的過程中可以通過使用低水膠以及礦物細(xì)料、外加劑等來提高混凝土的高工作性與耐久性。高耐久性的混凝土雖然各項(xiàng)性能綜合評(píng)定水平較高，但在實(shí)際的配制制作過程中不可能實(shí)現(xiàn)全面高耐久性，混凝土的基本性能是保證混凝土的塑性工作性能以及耐久性工作性能。同時(shí)高性能混凝土在配制過程中要結(jié)合具體工程項(xiàng)目的要求情況，例如：需要水下澆筑的混凝土工程需要注重的是混凝土的密實(shí)不分散性能，而用于車庫的建造時(shí)則需要提高混凝土的使用強(qiáng)度與耐磨性。高性能的混凝土是相對(duì)的而不是全面的，要結(jié)合具體的工程項(xiàng)目需求，突出重點(diǎn)要求功能的高耐久性，從而實(shí)現(xiàn)高性能混凝土的科學(xué)配制。

二、高層建筑中高性能混凝土的具體應(yīng)用

大于40MPa的高性能混凝土一般被用于三十層以上的高層建筑當(dāng)中[2]。這是因?yàn)椋邔咏ㄖ诮ㄖY(jié)構(gòu)上一般運(yùn)用的是框架結(jié)構(gòu)，柱子占整體建筑的三分之一，需要將混凝土澆筑到框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中，這就對(duì)于混凝土的性能提出了較高的要求，如果使用普通的混凝土很容易導(dǎo)致斷面的出現(xiàn)，威脅整體建筑的安全。因此在高性能混凝土施工的過程中，加快整體工程施工的進(jìn)程與使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比，可以有效節(jié)約工程的成本投入。例如,位于沈陽的方圓大廈就是采用了高性能混凝土，其中高性能混凝土應(yīng)用為C80強(qiáng)度；位于上海的88層金茂大廈C40在一次中可以泵送到382.5m的高度，可以說在此次施工的過程中實(shí)現(xiàn)了高性能混凝土研究的重大突破；位于上海的教育電視臺(tái)綜合樓在建設(shè)的過程中使用了大量的基礎(chǔ)混凝土，在配制過程中，水泥在整體的用量上只占膠原凝材料的46%，水泥所占比重的降低并沒有影響混凝土的性能，混凝土在配制的過程中呈現(xiàn)出一定的漿量飽滿，強(qiáng)度高達(dá)C40，無論是從混凝土的工作性能上、抗離分析能力以及粘聚性來說都具有非常高的性能表現(xiàn)。

三、高性能混凝土在交通道路建設(shè)中的應(yīng)用

隨著交通的道路的迅速發(fā)展以及運(yùn)輸需求的不斷增長，對(duì)于道路工程建設(shè)提出了新的要求，需要道路的建設(shè)成本、養(yǎng)護(hù)成本與其質(zhì)量比在一個(gè)合理的范圍之內(nèi)[3]。道路工程建設(shè)作為廣泛使用混凝土的項(xiàng)目，需要從混凝土的角度出發(fā)來實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目性能的提高，高性能混凝土的有效使用可以提高道面的平均年強(qiáng)度以及耐久性能。未來在道路工程建設(shè)的項(xiàng)目當(dāng)中，將會(huì)配制出17MPa的抗拉強(qiáng)度的超高性能混凝土，用來滿足道路工程建設(shè)的需求。同時(shí)在進(jìn)行交通道路建設(shè)的過程當(dāng)中，應(yīng)該進(jìn)一步提高用于道面建設(shè)過程中混凝土的抗?jié)B性與致密性。

在道面建設(shè)應(yīng)用的混凝土應(yīng)該具備非常強(qiáng)的抗折性，高性能混凝土的應(yīng)用可以提高交通道路的承載能力，避免經(jīng)過多次使用以及重型車輛通過時(shí)導(dǎo)致的道面損壞，延長了道路建設(shè)工程的使用壽命，讓道路在室外環(huán)境的使用下能夠抵抗環(huán)境自然因素的長期侵蝕，確保了一定周期內(nèi)混凝土道面的整體完整性。

四、高性能混凝土在配制過程中應(yīng)該注意的技術(shù)要點(diǎn)

(一)配制目的符合建筑項(xiàng)目與環(huán)境地具體需求。高性能混凝土在配置的過程中并不能夠保證各個(gè)方面性能的全面性，因此在配置高性能混凝土?xí)r應(yīng)該充分考慮建筑項(xiàng)目以及環(huán)境的具體需求，從而有針對(duì)性地提高混凝土的具體性能，達(dá)到設(shè)計(jì)上的技術(shù)目標(biāo)[4]。高性能混凝土配制者在配制過程中應(yīng)該注意，性能的提高要有針對(duì)性，全方面地提高混凝土性能是不可能現(xiàn)實(shí)的，理性認(rèn)識(shí)混凝土性能才能確保資源的合理利用。

(二)配制過程中運(yùn)用低水膠比。在混凝土的配制過程中，可以通過采用低水膠比來實(shí)現(xiàn)水泥用量的有效控制。在配制過程中采用低水膠比的目的是讓混凝土在澆筑與硬化的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)體積的穩(wěn)定性，并減少由于在收縮過程中出現(xiàn)的裂縫現(xiàn)象，有效控制水熱化現(xiàn)象。水膠比在混凝土的配制過程中由于比例增大，在混凝土當(dāng)中會(huì)留下較多的小孔，在一定程度上為混凝土的硬化收縮提供了收縮空間[5]。

(三)配制過程中增加礦物細(xì)摻料。高性能混凝土配制的重要手段之一是添加礦物細(xì)摻料，通過增加礦物細(xì)摻料可以抑制在配制過程中堿骨料的危害反應(yīng)。高性能混凝土在配制的過程中添加了礦物細(xì)摻料可以改變混凝土的常規(guī)性能，完成水泥在水化過程中生成物的轉(zhuǎn)變，增加混凝土的密實(shí)性，從而綜合提高混凝土的綜合性能。配制過程中增加礦物細(xì)摻料，不僅是完成對(duì)水泥的替代，應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目建設(shè)的具體需求，來確定配置過程中使用的具體品種以及使用摻量。

(四)配置過程中添加外加劑。混凝土在配置的過程中可以通過添加劑來實(shí)現(xiàn)混凝土性能的提高，有效的外加劑應(yīng)經(jīng)成為了提高混凝土性能必備要素之一。目前我國現(xiàn)有的高效外加劑發(fā)展十分的快速，在性能上雖然有待實(shí)踐，但現(xiàn)有已經(jīng)確定性能的添加劑對(duì)于混凝土的配置起著十分重要的作用。尤其是在性能的使用上，外加劑與外加劑進(jìn)行復(fù)合使用，可以產(chǎn)生疊加效應(yīng)。在混凝土的配置過程中如果使用兩種以上外加劑，在混凝土性能的提高上優(yōu)于單獨(dú)一種外加劑[6]。

五、結(jié)語

混凝土性能的高低直接關(guān)系著以混凝土項(xiàng)目為主的建筑工程質(zhì)量，混凝土的配置人員在提高混凝土性能的過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)注意外界自然環(huán)境因素的影響以及工程項(xiàng)目的具體需求，從而有針對(duì)性地運(yùn)用各種方式來提高混凝土的性能，進(jìn)而促進(jìn)我國建筑工程技術(shù)的發(fā)展。