1、高性能混凝土在建筑施工中的设计要点与质量控制摘要：高性能混凝土是常规混凝土发展的必然趋势，它不仅满足了建设工程向更高、更强、更耐久、更多元化的发展需要，而且满足了人类的可持续发展的需要。它能更多地节约水泥熟料，更多地掺加以工业废渣为主的细掺合料，减少环境污染，更多地发挥高性能的优势，来降低水泥及混凝土的用量。 关键词：高性能混凝土；性能；质量控制 中图分类号：TV331 文献标识码：A 一、高性能混凝土的性能 与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能： (1)耐久性。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
2、 年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 (2)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。 (3)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
3、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。 (4)体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，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。 (5)经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC 良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。 概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝
4、土结构的使用年限，降低工程造价。 二、高性能混凝土在建筑工程中的几个设计要点 1.设计混凝土的目标性能 应该根据工程的使用功能与混凝土结构和周围环境的具体情况设计混凝土的目标性能。要求混凝土具有全面的高性能是不科学的。这不仅在技术上难以达到，而且也要造成资源上的极大浪费。 2.控制混凝土中的水泥用量 采用低水胶比，控制混凝土中的水泥用量。其目的是为了降低混凝土的温升，增强硬化混凝土的体积稳定性能，减少硬化混凝土的收缩裂缝。水胶比较大时，混凝土中会留下较多的毛细孔，增加硬化混凝土的收缩。 3.适当的掺加矿物细掺料 使用矿物细掺料是配制高性能混凝土的一个重要手段。其目的是为了抑制混凝土中碱骨料反应
5、的危害。吴中伟教授认为，矿物细掺料是商陡能混凝土的主要组成材料之一，它起着根本改变常规凝土性能的作用。在配制高性能混凝土时，掺部分活性矿物细掺料可以促进水泥水化生成的进一步转化。改善硬化混凝土的孔结构，提混凝土的密实性能。应该注意，矿物细掺料的用不是简单的对水泥的代替。应该根据水剂掺量大幅度减小。根据加拿大和美国的透水性与氯离子快速渗透标准方法实验结果表具体况确定矿物细掺料的品种与掺量。研究表明，两种以上的矿物细掺料复合使用时，其综合果优于其分别单独使用的总和，这就是所谓超叠加效应。 4.掺加高效的外加剂 高效外加剂是配高性能混凝土的必备材料。正是由于高效外剂的发展才使高性能混凝土的制造成为可
6、能现在已经有了制造各种高性能混凝土的外加剂。虽然他们的性能还有待进一步提高，超加效应也存在于外加剂与外加剂的复合使用及外加剂与矿物细掺料的复合使用中。将两种高效减水剂按照一定的比例复合使用，以使复合后的产品的各组分间的作用相互节制，从而达到发挥其各自的优势的目的，其综效果超过两种外加剂单独使用的效果的总和应该通过试验，找出最佳匹配材料与最佳匹比例。 5.保证混凝土具有相同的塌落度 在连续浇注的混凝土结构中，必须保证混凝土具有相同的塌落度。当混凝土的塌落度不同时，混凝土在硬化过程中产生的收缩也不同，两种不同塌落度的混凝土之间容易产生较大的收缩裂缝。 6.采取不同的结构形式以赋予混凝土最佳的性能
7、例如钢纤维增强混凝土、杜拉纤维增强混凝土、钢管混凝土等。对混凝土中碱骨料反应的研究结果表明引起混凝土中碱骨料反应的三个主要条件是使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥和混凝土结构所在处的环境中有水存在。其中结构使用环境中有水存在是发生碱骨料反应的必要条件。碱骨料反应除了可以应用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外，也可以破坏其产生的条件来加以避免。例如，用于室内的不接触水的结构，可以不考虑碱骨料反应的危害；对于用于室外的混凝土结构，我们也可以将使用碱活性骨料配制成钢管混凝土。由于环境中的水很难渗透进钢管里，因此碱骨料反应就难以发生含有碱活性成分的骨料也是可以使用的。这就为我们找到了合理利用高碱活
8、性骨料的新途径。 三、高性能混凝土的质量控制措施 高性能混凝土具有许多优良的特性来自致密的微观结构和低水胶比，但是其组成材料比普通混凝土复杂，而且低水胶比会使其工作性差，给施工带来了很多困难，因此严格的施工质量控制是保证高性能混凝土品质的关键。 1.材料控制 （1）原材料进厂（场）后，应对原材料的品种、规格、数量以及质量证明书等进行验收核查，并按有关标准的规定取样和复验。 （2）原材料进场（厂）后，应及时建立“原材料管理台帐” ，台帐内容包括进货日期、材料名称、品种、规格、数量、生产单位、供货单位、 “质量证明”编号、 “复试检验报告”编号及检验结果等。 “原材料管理台帐”应填写正确、真实、项
9、目齐全，并经监理工程师签认。 （3）水泥、矿物掺合料等应采用散料仓分别存储。袋装粉状材料在运输和存放期间应用专用库房存放，不得露天堆放，且应特别注意防潮。（4）粗骨料应按要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量。 （5）不同混凝土原材料应有固定的堆放地点和明确的标识，标明材料名称、品种、生产厂家、生产日期和进厂（场）日期。原材料堆放时应有堆放分界标识，以免误用。骨料堆场应事先进行硬化处理，并设置必要的排水设施。 2.搅拌方法 （1）搅拌设备的要求 搅拌高性能混凝土的大型搅拌站应该具有计算机控制技术，并且在现场关键部位采用监控系统。 （2）搅拌工艺要求 搅拌站必须严格掌握混凝土材料配合比，并在
10、搅拌机旁挂牌公布，便于检查。混凝土原材料按重量计的允许偏差：水、水泥、矿物掺合料、外加剂：1；粗、细骨料：2。 投料顺序：混凝土原材料计量后，宜先向搅拌机投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入粗骨料，充分搅拌后，再投入外加剂，并搅拌均匀为止。在雨季施工时，应及时对骨料含水率进行测试，然后对用水量进行调整。 （3）搅拌质量控制 混凝土拌制是否均匀，混凝土的拌和物质量是否满足设计要求，一般通过检测其工作性来控制。高性能混凝土出机检查的工作性主要是坍落度、含气量、混凝土温度和泌水状况。不合格时，要查找原因，一般的原因可能是称料的误差、水的计量不准、骨料含水量测
11、试或计算失误，等等。查不出原因时，可适当追加复合外加剂以弥补坍落度和含气量的不足，不可采取加水的方式增加混凝土的坍落度。 3.温度控制 施工阶段引起混凝土开裂的拉应力主要是由温度收缩、干燥收缩和自生收缩各自受到外部约束和内部约束引起的，各种收缩应力均按不同规律随时间变化，且抗拉强度等理学参数也随时间变化，当各种收缩应力的叠加值在某一时刻达到最大并超过抗拉强度时，即出现宏观裂缝，因此大型高性能混凝土工程应进行细微的温度场和应力场分析，据此提出裂缝控制的设计和施工措施或对其作出校核，同时现场实施温度监测，根据监测结果及时调整养护方法。 四、高性能混凝土在建筑行业的发展前景 高性能混凝土的发展前景广
12、泛，因其具备多种优势，现在唯一需要解决的问题就是如何结合国情，在目前材料供应有限的条件下仍能够确保混凝土的施工质量。国内现有的有关高强高性能混凝土配合比的设计方案过于单一，无法满足设计不同、施工要求不同等实际施工过程中的综合要求，且缺乏对高性能混凝土科学便捷的试验评价统一标准。在高性能混凝土的运用过程中必须考虑到现场的施工环境，根据房屋设计和施工特点，有效地配合各种施工设备和施工工艺。现阶段，有关专家推测高强高性能混凝土的主要发展趋势包括超高性能混凝土、绿色高性能混凝土以及智能混凝土。 高强高性能混凝土技术是我国现阶段建设部正在大力推广的“十项建筑业新技术”的重点对象之一，它也是未来很长一段时
13、间混凝土技术发展的趋势。由美国标准与技术研究院联合混凝土协会举行的研讨会强调高性能混凝土的工作性能：采用优质材料配制，不离析，有足够的韧性和体积稳定性。文章首先介绍了高性能混凝土相比较普通混凝土的优异之处，结合其在房建工程施工中的应用，最后展望了高性能混凝土在我国建筑领域的应用发展前景。综上所述，房屋建筑施工过程中混凝土的施工是一项专业性非常强的综合作业，必须确保房屋建筑工程的施工质量。高性能混凝土的研制，突破了以往的混凝土的技术性能缺陷，同时也对节能、工程质量、环境维护等方面产生了积极的影响。因此，高性能混凝土研制成功是混凝土发展历程中的重要里程碑，也是混凝土技术性能进步的标志，其在工程上的应用范畴将越来越广泛，取得更好的技术经济效应。 五、结束语 综上所述，由于高性能混凝土具有良好的性能，使高性能混凝土的应用意义非常重大。所以我们必须重视高性能混凝土技术的开发、研究及推广，使其性能更好地有所改善，从而使其的应用领域日益扩大。 参考文献： 1祁绩,杨文龙.高性能混凝土在建筑工程中的应用J. 黑龙江科技信息. 2010(17) 2 P.C.Atcin, 徐志惠,刘数华.高性能混凝土耐久性综述J. 商品混凝土. 2011(02)
