高性能混凝土在火電建設工程中的應用研究

王承軍

摘要：針對高性能混凝土在火電建設工程中的應用研究，設計配制出C30～C60高性能混凝土，對混凝土力學性能、抗滲性能、抗凍性能、抗碳化性能、抗氯離子滲透等性能指標進行試驗測試，優化的施工配合比同時滿足了混凝土強度、工作性和耐久性各項技術指標要求，經過與普通混凝土的經濟對比，采用高性能混凝土降低了工程造價，課題成果具有較高的推廣應用價值。

Abstract： In view of the application research of high performance concrete in thermal power construction engineering， C30～C60 high performance concrete was designed and formulated to evaluate the mechanical properties， impermeability， frost resistance， carbonation resistance and chloride ion penetration resistance of concrete. The optimized construction mix ratio meets the technical requirements of concrete strength， workability and durability. After comparison with ordinary concrete， the use of high-performance concrete reduces the construction cost， and the project results have a high promotion and application value.

關鍵詞：高性能混凝土;耐久性;火電工程;應用

Key words： high performance concrete;durability;thermal power engineering;application

中圖分類號：TU528.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）24-0183-02

0? 引言

混凝土是支撐基礎設施建設的關鍵性材料之一，已發展成為當今最大宗的建筑材料。為優化混凝土產品結構，住建部、工信部于2014年發文《關于推廣應用高性能混凝土的若干意見》，要求到“十三五”末，高性能混凝土在市場得到普遍應用。目前，傳統火電建設工程由于對高性能混凝土認識不足、基礎研究及標準規范滯后，高性能混凝土在火電建設工程還沒有得到推廣應用。

為了開展高性能混凝土的應用研究，我們在國家電投江西分宜發電廠2×660MW機組擴建工程成立了課題組，開展項目應用研究，并對高性能混凝土的耐久性、工作性等性能進行測試。

1? 配合比設計思路

1.1 按照高性能混凝土的要求進行選材，依據CECS207-2006《高性能混凝土應用技術規程》，并參照JGJ55-2011《普通混凝土配合比設計規程》的設計步驟設計出理論配合比及試配。

1.2 盡可能的降低單方混凝土的膠材用量，降低混凝土的水化熱和絕熱溫升值，減小混凝土產生裂縫的可能性，試驗研究出和易性、抗分離性、均勻性好、高耐久性的高性能混凝土配合比。

1.3 各系列各種試驗組合同時進行，對比分析，擇優選擇，確定出性能優良、混凝土膠材用量少的混凝土配合比。

2? 混凝土配合比確定及優化

混凝土配合比計算采用重量法，單位用水量按骨料干狀態為準計算。對2個以上強度等級指標混凝土配合比采用6個水膠比，進行強度與膠水比回歸分析，得出不同的強度對應的水膠比，再根據得出不同的水膠比進行強度校準，最后確定需要施工配合比。

經過6個月混凝土配合比試驗調整，共制作混凝土抗壓試塊168組，耐久性試驗試塊16組。尋找混凝土拌和物各種性能好的配合比，確定了C30-C60高性能混凝土配合比摻合料摻量：粉煤灰摻量為13%-22%，礦粉摻量為26%-32%。外加劑摻量0.8%，得出最佳混凝土配合比試驗數據如表1。

根據試拌結果建立抗壓強度與水膠比回歸關系式， 通過計算回歸分析，混凝土28d抗壓強度與膠水比關系式如下：

R28配=33.560（C+F+K）/W-28.527? ? ?r28=0.994

3? 混凝土配合比的確定

混凝土施工配合比確定要保證混凝土拌合物滿足施工要求，力學性能滿足結構安全性要求。在此次室內試驗成果的基礎上，依據設計強度指標，考慮到水泥強度波動和原材料性質變化，實際混凝土配制強度略高于設計混凝土配制強度值。根據膠水比與抗壓強度線性回歸關系式，計算出與配制強度相應的水膠比，并選用略低于計算的水膠比的混凝土配合比。根據設計要求及室內試驗成果，回歸后得出計算水膠比。泵送及常態混凝土配制強度及計算水膠比。

根據推薦的水膠比計算出混凝土施工配合比見表2。

4? 混凝土耐久性試驗

我們通過選擇合適的水泥品種、合適的集料、砂率、水膠比、外加劑來保證混凝土的耐久性。根據《普通混凝土長期和耐久性能試驗方法標準》（GB/T50082-2009）相關規定，對優化后的施工配合比選擇了C25、C30、C35、C50幾個不同水膠比的混凝土養護28天后送江西省建筑材料建材檢測中心進行混凝土碳化及氯離子滲透試驗，送江西省南昌科盛建筑質量檢測所進行抗滲及抗凍試驗，混凝土耐久性試驗結果見表3。

從試驗結果可知，優化后的高性能混凝土施工配合比抗滲性能、抗凍性能、抗碳化性能、抗氯離子滲透等性能指標滿足高性能混凝土耐久性要求。高性能混凝土由于具有較高的密實性和抗滲性，因此，其抗化學腐蝕性能顯著優于普通混凝土。高性能混凝土耐久性能最大限度地延長了混凝土結構的使用年限，降低了工程全壽命周期造價。

5? 工程現場應用施工效果

在試驗室試驗基礎上，我們對選用的原材料按優化施工配合比進行了現場應用，觀察混凝土的工作性及其保持，混凝土澆筑試驗塊的表面狀態，混凝土早期強度等。現場應用效果表明，混凝土和易性良好，工作性能優于普通混凝土，能夠很好滿足現場施工要求。混凝土脫模后表面光滑平整，顏色均勻，混凝土整體澆筑后無開裂現象，施工配合比同時滿足了混凝土工作性、強度和耐久性設計要求。

我們對選用的原材料按市場價格和優化的高性能混凝土施工配合比計算原材料成本，對比分宜電廠擴建工程按單摻粉煤灰配制的普通混凝土配合比成本，高性能混凝土施工配合比成本降低了3%～10%，且強度等級越高，配合比成本降低越多。

6? 結論

①本課題通過系統的高性能混凝土試驗研究，采用雙摻技術確定了優化的施工配合比，經過對混凝土的各項性能試驗，施工配合比同時滿足了混凝土強度、工作性和耐久性各項技術指標要求，經過與普通混凝土的經濟對比，采用高性能混凝土降低了工程造價，課題成果具有較高的推廣應用價值。

②火電建設工程結構混凝土與鐵路、橋梁等其它行業用混凝土結構形式、所處環境有一定區別，混凝土除滿足常規性能外，還要考慮混凝土清水外觀、早期強度等其它性能要求，混凝土配合比可從施工環境、結構形式、受力特點、施工措施方面，結合相關結構和耐久性設計規范進行綜合考慮。

③合理選用優質常規原材料是應用高性能混凝土的重要工作。工程實際應用過程中應對混凝土原材料篩選、配合比設計以及混凝土耐久性設計各項工作制訂一套完整、系統的標準體系，為火電建設工程推廣應用高性能混凝土提供有力的技術保障。

參考文獻：

[1]高性能混凝土應用技術指南[M].中國建筑工業出版社，2014.

[2]孫俊，王子明.海洋環境下城市綜合管廊用高性能混凝土研究，第四屆“井岡山論壇”會刊.

[3]李鋒.道路橋梁工程施工中高性能混凝土的應用探究[J].價值工程，2016，35（36）：102-104.