高性能混凝土在中國的研究和應用

姚海斌

摘要：我國的建筑物與各大項目工程對于混凝土的要求越來越高，高強度與高性能的混凝土已經得到了逐步使用，為了確保這兩種混凝土能夠在以后的得到更加普遍的使用，本文將從配合比、養護方式、性能表現等多方面進行分析，結合目前的應用情況，探討以后的發展方向。

關鍵詞：高性能混凝土;中國;應用

一、高強度混凝土與高性能混凝土的優勢與劣勢

（一）高強度高性能的混凝土強度在早期的增加速度顯著，但是后期比較緩慢，甚至低于普通混凝土。

（二）混凝土的各項指標如強度、耐凍性、抗滲性、耐腐蝕、持久性等都是影響建筑工程質量的，而高強高性能混凝土的各項指標都高于普通混凝土，所以使用其進行施工的建筑工程壽命都比較長。由于這些優勢港口碼頭、高速公路、客運鐵路以及隧道橋梁等都已經開始使用高強高性能混凝土。

（三）建筑構件的截面尺寸會受到混凝土強度的影響，由于高強高性能混凝土具有高強度，所以縮小了截面尺寸，那么從而建筑工程中的梁柱都會縮小體積，不但使建筑工程更加美觀，同時建筑物重量得到較少且使用面積增加。

（四）高強高性能混凝土的明顯特點就是高強度，所以配合料中的水泥也比普通混凝土使用水泥強度要高，而高強的混凝土在水熱化過程中釋放的熱量會更多，那么混凝土裂縫就會產生的更加頻繁，從而降低混凝土的整體性能。

（五）高強高性能混凝土中會增加不同的膠黏材料，雖然這些材料增加了混凝土的強度性能，但是含有的有害成分也對混凝土質量產生直接影響。

二、高性能混凝土的特點

（一）高耐久性

HPC具備高的抗滲性、抗腐蝕性及抗凍性，其中抗滲性是混凝土耐久性的最主要技術指標。混凝土的抗滲性就是指在壓力水的作用下混凝土抵抗滲透的能力。混凝土阻止水向其內部流動的能力越好，說明混凝土的抗滲性越好。抗滲性與耐久性息息相關，抗滲性良好的混凝土能夠抵御外來侵蝕介質的影響，從而大大提高混凝土的耐久性。

（二） 高強度

HPC具有高的強度，這是HPC的一個重要特點。HPC是通過嚴格的施工工藝和高質的原材料配制成的施工材料，強度發展速度快而穩定，早期強度高，后期強度不下降或持續增長。由于混凝土強度高，可減小構件截面尺寸，減輕建筑物自重。HPC彈性模量高，徐變小，可提高構筑物的結構剛度，特別是對預應力混凝土結構，有利于減小預應力的損失。

（三） 高體積穩定性

表現在HPC在硬化過程中體積穩定，水化過程放熱低，溫升小，被冷卻時溫差小，干燥收縮小，硬化后結構致密，不易產生裂紋。概括起來說，HPC能更好地滿足施工工藝要求和結構功能要求，能最大限度地延長混凝土結構的使用年限，從而降低工程造價。

（四）高工作性

HPC具有良好的工作性，這是一項綜合性能，包括流動性、黏聚性和保水性。具體表現為在一定的施工條件下，混凝土便于攪拌、運輸及澆筑等施工操作，同時能保證混凝土結構的密實性和均勻性;在攪拌時各種組成材料易于混合均勻;在運輸過程中不會發生離析、泌水現象;在澆筑過程中易于澆搗和振實，能夠流滿模板，節約施工能耗;在硬化過程中能夠保證水泥充分水化以及水泥和骨料的粘結性能。

三、高性能混凝土在施工中注意的事項

原材料的好壞直接影響高性能混凝土的性能優劣，在施工中為了保證合理的坍落度必須從混凝土的制作環節入手，每次進行混凝土攪拌前都需要對原材料的含水率做認真測量，將得到的數據進行分析計算得出混凝土的配合比。為了保障測量數據的精確性，每次進行含水率測量的次數不能少于2次，準備好施工的前提條件，保證施工的順利實施。混凝土原材料應嚴格按照施工配合比要求進行準確稱量，稱量最大允許偏差應符合膠凝材料（水泥、礦物摻和料等）±1%;外加劑±1%;骨料±2%;拌和用水±1%。混凝土的總攪拌時間不宜少于兩分鐘，也不宜超過三分鐘，以保證攪拌的均勻度。還要對混凝土的耐久性進行嚴格保證，因此要嚴格控制混凝土的攪拌時間，為高性能混凝土的綜合性能提供一定的保障。在運輸過程中應保證混凝土保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的工作性能。應盡量減少混凝土的轉載次數和運輸時間。從攪拌機卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續時間以不影響混凝土的各項性能為限。混凝土入模前，應采用專用設備測定混凝土各項工作性能;只有拌和物性能符合要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土澆筑時的自由傾落高度不得大于1.5m;當大于1.5m時，應采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土，保證混凝土不出現分層離析現象。澆筑混凝土時，需要振搗來增加混凝土的密實度。振搗時要注意不能將粗集料分離出來，要將其均勻鋪設在混凝土層中并搗實，避免產生蜂窩狀的空隙。震動間距不能過大，也不能過度震動，防止破壞其它組件。混凝土澆筑成型達到一定強度后即可拆模。拆模后的混凝土還需要配合科學的養護工作，才能延長使用壽命。在水泥水化期間白天可用草簾、麻袋蓋住混凝土表面，每隔兩小時就要澆一次水，夜晚，最少澆水兩次。后期可適當減少。澆水養護應在混凝土拆模后立即開始。

四、高性能混凝土在中國的應用

（一）高性能混凝土在施工中的應用

高性能混凝土在施工中具有優良的耐久性，相比普通混凝土具有較高的強度與體積穩定性，能夠長期抵抗侵蝕、沖刷等外界影響與干擾，因此高性能混凝土在道路施工中運用越來越廣泛。高性能混凝土能有效保證道路的路基質量，還能減少路基下沉幾率，為水泥用量與混凝土強度之間的矛盾提供了解決思路。高性能混凝土不僅具有較高的力學強度，還有良好的流動性與粘聚性，在實際的道路施工中，專業的設計人員可以結合具體情況進行高性能混凝土的調配，以便其發揮出最優的性能。近年來，高性能混凝土在施工中的使用有效地提高了道路施工質量，為道路施工工藝優化提供了方向。相比道路施工，橋梁施工對混凝土的綜合性能要求更高，因此在混凝土的選擇與設計上更加的慎重。高性能混凝土具有較高的強度與耐久性，保證橋梁在惡劣環境下的使用壽命，在離岸結構物的施工設計中應用比較廣泛，對于具有較長跨度的橋梁高性能混凝土發揮著重要的作用，不僅可以延長橋梁的使用壽命，提高經濟效益，還能降低橋梁的養護難度和工作量，保證橋梁施工的同時滿足了安全性和經濟性。

五、未來發展趨勢

（一）提高混凝土強度，希望將混凝土強度控制在C100-C150，并加以推廣使用。

（二）合理使用高效減水劑與礦物摻合料，將這兩項列為混凝土配料中重要的組成部分，同時開發有效的配合比較攪拌技術，確保高強高性能混凝土的發展更加多元化。

（三）混凝土研究人員可制定各項混合料的質量標準，同時研究合理的生產技術，從而可以有效控制各類混凝土混合料的質量。而且還需要不斷增加款物摻合料的種類，提高高效減水劑的性能。

（四）通過改善鋼筋結構與使用量，以及在混凝土中復合使用各種纖維，從而克服高強高性能混凝土的易脆性。

（五）建立智能化配比工藝，且利用科技與計算機技術將機器人融入使用，降低勞動力，提高工作效率。

六、結語：

高強高性能混凝土的各項性能明顯優于普通混凝土，所以在建筑工程行業中已經得到了普遍使用和認可。高強高性能混凝土可以提高建筑物的強度、延長使用時間、減少施工成本、降低施工難度等。而且不論工程項目是什么類型，都可采用高強高性能混凝土，所以其值得建筑工程行業不斷研究，從而促進我國建筑行業穩定發展且取得良好的經濟與社會效益。

參考文獻：

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