淺談結(jié)構(gòu)耐久性與高性能混凝土

陳文楨

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

淺談結(jié)構(gòu)耐久性與高性能混凝土

陳文楨

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530021)

文章通過分析結(jié)構(gòu)耐久性損壞形式、機(jī)理及高性能混凝土產(chǎn)生的原因，闡述了高性能混凝土的概念、特點及實現(xiàn)途徑，并提出了高性能混凝土施工的控制措施，給讀者提供一定的參考。

耐久性 高性能 混凝土

結(jié)構(gòu)物，無論是磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)還是預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，除了要考慮強(qiáng)度承重能力外，還要考慮使用壽命問題。用專業(yè)術(shù)語來說，即結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性。對于橋梁結(jié)構(gòu)來說，強(qiáng)度即橋梁能承擔(dān)多重的車輛通行；耐久性即橋梁能正常使用多少年。

通過各種媒體新聞事例讓我們很容易知道了百年大計，安全第一，質(zhì)量為本。其中結(jié)構(gòu)的耐久性占據(jù)著至關(guān)重要的地位。

通過綜合分析、歸納結(jié)構(gòu)耐久性損壞形式與機(jī)理有三種：一是建筑原材料本身含有害物質(zhì)引起的耐久性損壞（如：氯離子腐蝕、堿集料反應(yīng)） ；二是外部有害物質(zhì)侵入結(jié)構(gòu)物內(nèi)部引起的耐久性損壞（如：混凝土保護(hù)層碳化、凍融循環(huán)損壞、硫酸鹽腐蝕）；三是變形受約束或外部荷載作用引起的耐久性損壞（如：結(jié)構(gòu)表面開裂、荷載裂縫等）。

1、研究、應(yīng)用高性能混凝土的起因

為了預(yù)防耐久性損壞，提高結(jié)構(gòu)物壽命，可以采取以下措施：

（1）選用不含或少含有害物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)建筑原材料

（2）阻斷、隔絕外部物質(zhì)侵入結(jié)構(gòu)物的通道

（3）提高結(jié)構(gòu)物抵抗外部荷載作用的能力，即提高的混凝土的抗拉、抗壓、抗折強(qiáng)度。

在以上的技術(shù)需求情況下，高性能混凝土便應(yīng)運而生。

2、高性能混凝土的概念與特點

2.1概念

中國建設(shè)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(CECS207-2006)定義高性能混凝土為：采用常規(guī)材料和工藝生產(chǎn)，具有混凝土結(jié)構(gòu)所要求各項力學(xué)性能，具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。

交通部《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》(JTG T F50-2011)與建工標(biāo)準(zhǔn)類似，將高性能混凝土定義為：采用混凝土常規(guī)材料、常規(guī)工藝，在常溫下，以低水膠比、大摻量優(yōu)質(zhì)摻合料和嚴(yán)格的質(zhì)量控制措施制作的，具有良好的施工工作性且硬化后具有高耐久性、高尺寸穩(wěn)定性及較高強(qiáng)度的混凝土。

2.2特點

高性能混凝土是以耐久性為核心，具有以下特點：

2.2.1 新拌合高性能混凝土拌合物具有良好的留變性，不泌水，不離析，甚至可以自流密實，不需振搗即可保證混凝土施工澆筑質(zhì)量。

2.2.2 高性能混凝土在硬化過程中提及穩(wěn)定、水化熱低、干燥收縮小，無裂縫或少量微裂縫。

2.2.3 高性能混凝土凝結(jié)硬化后，結(jié)構(gòu)密實，空隙率低，強(qiáng)度高，不已產(chǎn)生裂縫，具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗凍及耐久性。

2.2.4 適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。

3、高性能混凝土的實現(xiàn)途徑

實現(xiàn)制成良好工作性、高抗?jié)B性、高體積穩(wěn)定性和強(qiáng)度滿足使用要求的混凝土的途徑主要有：

（1）嚴(yán)格控制原材料有害物質(zhì)的含量

（2）使用摻合料提高抗?jié)B性

（3）使用高效減水劑減少水灰比、提高抗?jié)B性

（4）通過優(yōu)化配合比提高混凝土工作性

（5）使用摻合料提高抗硫酸鹽能力

（6）使用摻合料抑制堿集料反應(yīng)

（7）適量引氣提高抗凍融能力

（8）嚴(yán)格選材，優(yōu)化配合，提高體積穩(wěn)定性

4、高性能混凝土施工質(zhì)量控制

高性能混凝土施工質(zhì)量控制措施措施：

4.1嚴(yán)把原材料進(jìn)場關(guān)口

與普通混凝土不同，高性能混凝土強(qiáng)調(diào)耐久性優(yōu)先、強(qiáng)度適合的原則。為此，《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG T F50-2011）對高性能混凝土的原材料如水泥、砂、石、拌合水、摻合料、外加劑等的技術(shù)指標(biāo)有了更為嚴(yán)格的要求 。嚴(yán)格把控原材料各項技術(shù)指標(biāo)滿足相關(guān)要求，是高性能普通混凝土施工成功的第一步。

4.2精心進(jìn)行高性能混凝土配合比設(shè)計

相比普通混凝土，高性能混凝土配合比設(shè)計時所要考慮的因素更多，技術(shù)指標(biāo)也更嚴(yán)格，水膠比、膠凝材料用量、摻合料摻配范圍等指標(biāo)都有了提高，對新拌混凝土、硬化混凝土，新增了耐久性指標(biāo)的檢測，加大了一次試配成功的難度。

高性能混凝土并非簡單在普通混凝土的基礎(chǔ)上隨意增加摻合料與減水劑，其配合比設(shè)計是一項復(fù)雜的技術(shù)工作。如何確定各種材料的比例，要經(jīng)過原材料試驗→擬定初步配合比，核算總堿含量→混凝土試拌、檢測工作性指標(biāo)→不合符要求時調(diào)整配合比→混凝土再拌、檢測→確定基準(zhǔn)配合比→調(diào)配接近的另外3-5個配合比→制作試件，檢驗抗裂性、電通量、抗?jié)B性、強(qiáng)度指標(biāo)→比較、確定推薦配合比 。

4.3按規(guī)定進(jìn)行高性能混凝土澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)

在澆筑時，混凝土入模溫度要視氣溫而調(diào)整。炎熱氣候時不得高于30℃，冬季時不得低于5 ℃.大體積混凝土施工應(yīng)提出溫度控制標(biāo)準(zhǔn)和措施，并有效實施監(jiān)控。必須分層澆筑時，澆筑厚度應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

高性能混凝土應(yīng)采用高頻振搗器振搗，振動頻率每分鐘不少于4500脈沖。振搗器要垂直的插入混凝土內(nèi)，插入、拔出時速度要慢，以免產(chǎn)生空洞。模板角落以及振搗器不能到達(dá)的地方，輔以插針振搗，以保證混凝土密實及表面平滑。不得利用振搗器使混凝土長距離流動，不得通過振動鋼筋來振搗混凝土，以免引起離析。

高性能混凝土澆筑后應(yīng)及時采取有效措施進(jìn)行濕度和溫度養(yǎng)護(hù)，避免混凝土表面開裂。潮濕養(yǎng)護(hù)的期限應(yīng)不少于 7天，并在養(yǎng)護(hù)結(jié)束后繼續(xù)保濕覆蓋一周。混凝土的拆模時間要符合有關(guān)規(guī)定。

4.4要加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量抽檢

質(zhì)量控制分為事前控制、事中控制和事后控制。事前控制即對高性能混凝土原材料使用前的抽樣檢測控制；事中控制是在拌合場和澆注現(xiàn)場對拌合物抽樣試驗；事后控制是對橋梁、隧道實體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽樣檢測。

對于堿含量、氯離子、硫酸鹽、三氧化硫、活性指數(shù)、不溶物、氧化鎂、氧化鈣、燒失量、堿集料反應(yīng)、電通量、抗?jié)B性等試驗，常規(guī)工地試驗由于缺乏設(shè)備、環(huán)境溫度、濕度、抗震性難滿足以及試驗經(jīng)驗不足，容易導(dǎo)致試驗結(jié)果偏差大，影響高性能混凝土施工質(zhì)量。必要時，應(yīng)由具備資質(zhì)的試驗檢測機(jī)構(gòu)實施抽樣檢測。

5、結(jié)束語

結(jié)構(gòu)的耐久性在各種基礎(chǔ)建設(shè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。然而，高性能混凝土要體現(xiàn)它的高性能不只是一個優(yōu)質(zhì)的配合比，更主要的是看施工企業(yè)是怎么去實際操作，從各個環(huán)節(jié)上作到科學(xué)，合理施工。

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）人民交通出版社

[2]混凝凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范（GB/T 50476-2008）中國建筑工業(yè)出版社

[3]陳肇元等.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南[M].北京；中國建筑工業(yè)出版社，2004

[4]高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程（CECS 207∶2006) 中國計劃出版社

G322

B

1007-6344（2015）03-0291-01