1、1高性能混凝土施工特点及应用前景分析【摘要】高性能混凝土由于其良好的高耐久性、高强度、高稳定性等优良特点已经被国内不少工程所采用，特别是在一些桥梁、高层建筑、海港建筑等工程已被普遍采用。 【关键词】高性能；混凝土；高强度；高耐久性 一、引言 传统混凝土因比强度低、徐变较大、抗冲击能力差等不足，在大跨度结构中的应用受到了限制。80 年代初，国内外普遍采用提高混凝土强度等级的方法，来降低结构的自重，提高钢筋混凝土的比强度，优化混凝土的性能。由于在提高抗压强度的同时，抗拉、抗弯强度以及弹性模量并没成比例的增加，因此，高强混凝土存在严重的脆性断裂的潜在危险。此外，随混凝土强度等级的提高，给施工带来了一
2、系列意想不到的困难，表现在新拌混凝土工作性差，坍落度经时损失严重，较难得到品质均匀的混凝土结构件。 高性能混凝土正是在这种背景下应运而生的，所谓高性能混凝土，是指强度等级 C50 以上，使用寿命达 300 年以上，新拌混凝土流动性大而不分层离析、自密性好，适合于泵送施工作业，体积变形小，综合性能优越的混凝土。 二、高性能混凝土的特性 （一）耐久性 2高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，能够使混凝土结构安全可靠地工作 50100 年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 （二）工作性 坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC 的坍落度控制功能好，在振捣
3、的过程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。同时，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。 （三）力学性能 由于混凝土是一种非均质材料，强度受诸多因素的影响，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于普通混凝土，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度增大，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高，可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，提高强度。 （四）体积稳定性 高性能混凝土具有较高的体积
4、稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 三、高性能混凝土原材料选择及配比优化 高性能混凝土具备足够的耐久性、工作性和强度，并且能在经济合理的条件下制得，其优越的适用性大大地扩大了混凝土在建设工程中的3应用，并带来更多的社会经济效益。由于高性能的要求和配置特点，原材料对普通混凝土影响不明显的因素，对高性能混凝土就可能影响显著，高性能混凝土对材料的要求如下： （1）水泥 高性能混凝土所用的水灰比很低，要满足施工工作性的要求，水泥用量就要大，但为了尽量降低混凝土的内部升温和减小收缩，又应当尽量降低水泥的用量。同时，为使混凝土有足够的弹性模量和体积的稳定性，对胶凝材
5、料总用量也要加以限制，因此用于高性能混凝土的水泥的流动性能比强度更重要。高性能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好的流动性、质量稳定性，并与目前使用的高效减水剂有良好的相容性。我国一般采用强度等级不低于 42.5 号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。一般高强混凝土的水泥用量不应大于 500kg/m3。水泥宜选用低水化热和低碱含量的水泥，尽可能避免使用早强水泥和高 C3A 含量的水泥。 （2）细骨料 通常优先选用级配良好、干净的江砂和河砂，砂的细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于 2.0%，泥块含量不应大于 0.5%，否则会影响混凝土的内在质量和外观质量；另外还要控制砂中的杂质含量，比如云母、粘土
6、含量过高不但影响混凝土拌合物的和易性，还影响混凝土的强度、耐久性、收缩性等其他性能。 （3）粗骨料 采用质地坚硬、洁净、级配良好、体积密度大的粗骨料；粗骨料除进行压碎指标试验外，对碎石尚应进行岩石立方体抗压强度试验，其结4果不应小于要求配制的混凝土抗压强度标准值的 1.5 倍；粗骨料最大粒径宜小于 25mm，针片状含量不宜大于 5%，含泥量不应大于 0.5%，泥块含量不应大于 0.2%；由于粗骨料表面粗糙，粒径适中，这样可提高混凝土的黏结性能；集料中的泥块、石粉、含量都要严格控制，其含量过高会降低混凝土拌合物的和易性、强度、耐久性引起混凝土得收缩裂缝。 （4）矿物细掺料 矿物细掺料（包括硅灰、
7、粉煤灰、磨细矿渣、天然沸石岩、磨细石灰石粉、石英砂粉等）：在配置混凝土时加入较大量矿物细掺料，可降低温升，改善工作性，增进后期强度，并可改善混凝土的内部结构，提高抗腐蚀能力，增强混凝土的耐久性。矿物细掺料掺在水泥中的掺量，粉煤灰掺量不宜超过胶结材料的 30%，沸石粉不宜超过 10%，硅粉不宜超过 8%10%。水泥和矿物掺合料的总量不应大于 550kg/m3600kg/m3。 （5）外加剂 主要指无需取代水泥而外掺小于 5%的化合物。外加剂的主要性能是改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。用于高性能混凝土的外加剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等。其中高效减水剂使得混凝土的水灰比能降得很低却仍可有很好的工作
8、性。外加剂的掺量都很少，使用外加剂时应当延长搅拌时间，以得到均匀的混凝土拌合物。 四、高性能混凝土的发展前景 随着生产水平的提高和社会的逐渐进步，高性能混凝土会越来越得到人们的重视，更多的混凝土建筑物会使用高性能混凝土，人们的生活也会逐渐依赖高性能混凝土而不是普通混凝土，这样就能更好地走可持5续发展道路。 建筑对生态环境产生的影响正引起社会的关注。建筑物在建造和运行的过程中需消耗大量的自然资源和能源，并对环境产生不同程度的影响。有专家指出，作为建筑工业主要原料的水泥，实际上是一种不可持续发展的产品。因此，高性能混凝土的技术核心是在限制水泥用量以获得混凝土高性能的同时，坚持其可持续性的发展原则。21 世纪前后，吴中伟等提出了绿色混凝土的概念，在高性能混凝土的基础上增加了三个含义：节约资源、能源；不破坏环境，更有利于环境；可持续发展，既要满足当代人的需求，又不危害后代人满足其需要的能力。 五、结语 如今我国 HPC 发展形势一片良好，但是要使 HPC 在建筑工程中推广使用还需一个认识和实践的过程。随着我国建筑基础建设的不断增强，HPC 必将成为新世纪的重要建筑工程材料。基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。 参考文献： 1吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土M.北京：中国铁道出版社，2010
