1、高性能混凝土几个重要性能影响因素的研究摘要：本文从高性能混凝土的几个常见参数出发，通过大量的试验室试验，对集料特性、水胶比、含气量、含泥量等对高性能混凝土的静力受压弹性模量、氯离子电通量及抗冻性能重要技术指标的影响进行了研究。 关键词：高性能混凝土；性能；影响因素 中图分类号： TU37 文献标识码： A 引言：高性能混凝土是 20 世纪 80 年代末 90 年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供 100 年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性
2、等许多优良特性，至今已在不少重要工程中被采用，我国在近几年的高速铁路建设中开始大量使用高性能混凝土，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益。 1.预应力梁用混凝土静力受压弹性模量 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。我们进行了目前常见的两种粗集料（花岗岩和石灰岩）的混凝土静力受压弹性模量试验，数据见下表。 从表中我们可以看出，对于石灰岩，在 28 天龄期时，所有的配合比都可以满足设计要求（4104MPa） ，而花岗岩在 45 天龄期时，所有的配合比都没有达到要求。
3、对此种情况，我们进行了以下的分析： 1.1 粗集料在混凝土产品中所占的比例占到了 50%左右，其自身的弹性模量对硬化后混凝土的弹性模量影响较大。因为石灰岩质地较密实、强度高，花岗岩颗粒大、强度低，石灰岩的弹性模量比花岗岩的弹性模量大很多，导致硬化后的混凝土弹性模量存在着较大的差别。 1.2 水泥石与粗集料的表面结合程度也对混凝土的弹性模量有着较大的影响。因为花岗岩呈酸性，石灰岩呈碱性，水泥水化产物与呈碱性的石灰岩的结合能力要明显的强于花岗岩的结合能力，结果就是水泥石与石灰岩的结合面比较致密，强度较高，混凝土的弹性模量也高。 2.氯离子电通量 渗透性决定混凝土材料的耐久性，电通量是评价高性能混凝
4、土耐久性的一种有效的方法和指标，我们结合高性能混凝土配合比设计的主要技术指标（水胶比、含气量）及施工中常见的问题（集料含泥量）对混凝土的电通量受到的影响因素进行了试验，试验数据如下： 备注:胶凝材料用量 360kg/m3，其中粉煤灰掺量为 30% 备注: 固定水胶比 0.41，胶凝材料用量为 360kg/m3 备注: 固定水胶比 0.31，胶凝材料用量为 480kg/m3 综合以上的数据，我们可以看出： 2.1 随着水胶比的增加，混凝土单位用水量也增大，混凝土的电通量逐渐增加。因为混凝土中的水在混凝土硬化后会在混凝土中留下毛细孔隙，用水量的多少会使混凝土的密实程度发生变化，用水量大混凝土的毛细
5、孔隙多，电通量也随之增大，用水量小混凝土的毛细孔隙少，电通量也随之减小。 2.2 混凝土含气量的变化对混凝土的电通量影响程度不大。因为电通量的大小与混凝土中连通的、半连通的孔隙有关，含气量给硬化后的混凝土内部带来的是细小的封闭孔隙，对电通量不会产生本质的影响。 2.3 随着集料含泥量（石粉含量）的增加，混凝土电通量逐渐增加，含泥量超过 5.5时，电通量超过了 1500C，不再满足混凝土耐久性要求。因此，配制 100 年耐久性混凝土应严格控制集料中含泥量符合标准要求。3.抗冻性能 冻融破坏的机理是，在 0C 以下时,冻害从温度较低的表层开始,表层毛细管中的水先冻结,伴随这种相变产生膨胀压力，剩余
6、的水分迁移至附近的孔隙和毛细管中,在水的运动过程中,产生液体压力;随温度的进一步降低,内部混凝土与孔径更小孔隙中的水分也开始冻结,混凝土体积持续膨胀。解冻后,有一部分膨胀仍然残留下来,产生冻融劣化,硬化水泥石的组织结构发生破坏,动弹性模量下降,抗拉强度降低,严重的时候产生剥蚀破坏。我们的抗冻试验数据统计如下。 备注：以上配合比含气量为 5.0%-6.0%。 综合以上的数据，我们可以看出： 3.1 随着水胶比的增大，在混凝土抗冻试验的两个主要技术指标中，质量损失增加，相对动弹性模量降低，表明混凝土抗冻性能随之变差。原因就是水胶比越大，混凝土的单位用水量就越大，这样硬化后内部混凝土与孔径更小孔隙中
7、留存的水分也较多，一旦开始冻结，混凝土体积将持续膨胀，造成混凝土冻融破坏。另外水胶比是决定混凝土组织结构致密性与孔结构特征的基本因素，水胶比越小，养护越好，混凝土越致密，其中的孔隙与毛细管越少，渗水通道越少。 3.2 混凝土的含气量对抗冻性能影响较大，混凝土中加入引气剂后，产生了均匀稳定、互不相通的微小气泡。这些小气泡不仅部分阻断了混凝土内的开口连通孔隙，同时在混凝土孔隙中的自由水冻结膨胀时，小气泡被压缩，从而可以缓冲冰冻给孔隙带来的胀压力，溶解时气泡又可恢复原状。 3.3 骨料内部孔隙过多过大，吸水率偏大，坚固性差，冻融时骨料内存在的胀压力就越大，对骨料自身的破坏性也越大。破坏时，骨料与水化
8、硅酸钙间出现裂缝，严重时骨料自身破裂，表面砂浆严重剥离。因而吸水率较大的骨料对混凝土抗冻性能的影响同样不可忽视。 4.结语 静力受压弹性模量、氯离子电通量及抗冻性能是目前我国高速铁路高性能混凝土施工中最常规的几项技术指标，通过以上的试验数据及分析我们可知：采用优良的水泥、掺合料、骨料和与之相适应的高效能减水剂；摒弃混凝土施工中的一些坏的习惯，如用加水来调节已经拌合好的混凝土的坍落度、对含泥量及石粉含量较高的集料不经过冲洗直接上搅拌机等等才能拌制出各项技术指标均符合要求的高性能混凝土，进而生成出合格的混凝土构件，提高工程质量。 参考文献： 1高性能混凝土,中国铁道出版社，吴中伟 2土木工程材料,中国建筑工业出版社，黄政宇
