探析高性能混凝土的性能及应用

陈文君

摘要：在最近几年来，随着科技的猛速发展，一种新型的混凝土逐渐运用的工程中，这对提高工程质量和工程的寿命起的不可估计的作用，那就是高性能混凝土，高性能混凝土具有高耐久性，高工作性，高强度，高体积稳定性等多方面的优越性，。特别是在道路桥梁中，高层建筑中被广泛的应用。本文就对高性能混凝土的性质及其组成进行简单的探讨。

关键词：高性能；混凝土；组层层分；性质；施工控制

前言

混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

一、高性能混凝土的组成成分

1.水泥：水泥应采用性质稳定，强度等级不低于C45额抵减普通硅酸盐水泥，并且水泥熟料中的C3A含量不应大于8%，应该注意的是在强腐蚀环境下不应大于5%，水泥的掺合料仅限于粉煤灰和细矿渣粉。若对耐硫酸盐侵蚀要求较高的混凝土则应选用中级抗硫酸盐硅酸盐水泥或者高级抗硫酸盐硅酸盐水泥。另外对水泥的质量要求应严格按照国家标准。

2.细骨料：细骨料应选用级配合理、细度模数为2.6～3.0，含泥量小于2.0%，吸水率比较低，空隙率小，质地坚固均匀的洁净天然河沙，并且其技术指标应满足《客运专线共性能混凝土技术条件》的规定，严格进行质量控制。

3.粗骨料：粗骨料也应选择级配合理，粒径在6～20mm，含泥量不大于5%，针片状颗粒含量不大于8%，压碎指标不应大于10%，技术指标应满足国家对高性能混凝土技术指标的有关规定，在进行粗骨料的添加时应严格注意粗骨料的质量控制

4.外加剂：外加剂在混凝土凝结硬化过程中起着非常重要的作用，外加剂是混凝土组成成分不可或缺的一分子，特别是高性能的混凝土。外加剂应采用高效外加剂，减水率高。坍落度损失小，适量的引气，质量稳定，能明显改善或提高高性能混凝土的耐久性，应保证所添加的外加剂能与水泥用良好的相容性。

5.水：水的选用应选用含氯离子少，有害物质含量的的洁净水，最好是饮用水，并且在加水之前，要严格控制混凝土对水的技术指标要求

二、高性能混凝土的性能

1.耐久性：高性能减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效地减少对水的用量，减少混凝土内部的空隙能够使混凝土结构安全性有很大的提高，因此，耐久性是高性能混凝土应用的最主要的目的。

2.力学性能：混凝土的强度收很多方面的影响，其中水灰比是影响混凝土强度的最主要的因素，有大量试验总结，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度逐渐提高，高性能混凝土中的高效减水剂能够很好的反分散水泥，减水率比较高，可在很大程度上降低了用水量，从而提高了混凝土的密实度，提高了混凝土的强度。

3.体积稳定性：我们都知道，对于一个工程，无论是建筑工程还是道路桥梁工程，工程的体积的稳定性是非常重要的，他对工程的耐久性和安全性都起着不可估量的作用。而高性能混凝土具有较高的体积稳定性，从而使高性能混凝土在凝结硬化早期具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。

4.经济性：高性能混凝土具有较高等的强度，良好的耐久性使其具有很好的经济性，从而减少了使用过程中的维修费用，延长了结构的使用寿命。高性能混凝土还能够更好的满足结构功能的功能要求和施工工艺要求，能最大幅度降低工程造价

三、高性能混凝土的质量控制和配合比

1.首先应指定专业技术人员定期检查、测定高性能混凝他各种配料和生产工艺，特别是对配料的进料、储存、计量应全方位监控。

2.配制C60级高强混凝土，要对材料进行优选，除有较好的性能指标外，还必须控制质量稳定，即在一定时期内性能没有太大的波动。

3.为确保混凝土强度，必须采取措施将毛细孔填满，最大程度的减少孔隙率，以增加混凝土的密实性。因而，需要在砼配比中，要严格控制孔隙率，进而达到增强和增密作用。

4.选择合适的需要掺入的高性能的外加剂。目前，高性能混凝土的外加剂品种较多，但高性能复合型外加剂国内尚不多见，故应作对比试验后确定。

5.设计合理的高性能混凝土配合比。合理的高性能混凝土配合比由实验室通过实验确定除满足耐久性要求和节约原材料外，应该具有施工要求的和易性。具有良好的坍落度。因此要实验室设计合理的配比，必须提供合格的水泥、砂、石。水泥控制强度，砂控制细度、含水率、含泥量等，石控制含水率及含泥量等。只有合格的原材料，才能制定出合理的混凝土配合比，从而配置处质量高的高性能混凝土，才能使施工得以正常合理的进行，达到设计和验收标准。

四、高性能混凝土的施工控制

1.施工缝处理：在施工方案中事先确定施工缝预留位置，不能随意变更，施工缝的接缝处理一般情况下应在混凝土强度达到1.2Mp8以上时，在已硬化的混凝土表面清除水泥浮浆和松动石子，将施工缝处混凝土表面凿毛，并用水冲洗干净，不得积水，再用高标号水泥浆浇抹表面后用混凝土细致捣实使新IS混凝土结合密

2.搅拌：高性能混凝土若采用卧轴式、或者是逆流式强制搅拌机搅拌时，首先应用电子计量系统计量原材料，搅拌时间不宜少于2分钟，也不宜超过3分钟，若在炎热的夏季和寒冷的冬季搅拌混凝土是要严格控制原材料的温度，保障混凝土的使用时的温度。

3.运输：运输也是值得注意的，为了保障高性能混凝土在运输过程中的均匀性和各项功能指标不发生明显波动，应采取有效地运输措施，一方面应采取设备保温措施，另一方面应防止水分的进入和蒸发。

4.浇注：高性能混凝土在进入施工场地浇注前，应用专业的设备来测定混凝土的温度，坍落度，含气量和水胶比等性能，在浇注过程中要采用分层连续推移的方式，不得随意留施工缝，新浇的混凝土与邻接的已硬化的混凝土温差不得大于15度。

五、高性能混凝土的养护

高性能混凝土养护有两个目的：

1.提供使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土硬化凝结；

2.防止混凝土成型后因风吹、日晒、干燥、寒冷等自然因素的影响而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏等现象。混凝土的标准养护条件为温度（20±3）℃，相对湿度保持90％以上，时间28d.在实际工程中一般无法保证标准养护条件，而只能采取措施在经济实用条件下取得尽可能好的养护效果。

六、结束语

高性能混凝土目前已被各国广泛的应用，尤其是在道路桥梁上，随着科技的发各个国家对道路桥梁方面的技术要求也越来越高，为了适应国家发展的需要，高性能混凝土就扮演了主要的角色，可以说高性能混凝土的运用和继续改良也在一定程度上反映了一个国家的经济和科技发展。掌握了高性能混凝土的性能及施工控制指标，对高性能混凝土的发展和应用起的推动作用。

参考文献：

[1]丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]陈肇元.等.混凝土结构耐久性设计与施工指南[M].北京：中国建筑工业出版社，2004