高強混凝土與高性能混凝土的關(guān)系探討

張力川　李鴻迪　宋思諭

摘要：長期以來，人們?yōu)椴粩嗵岣呋炷恋膹姸群蛢?yōu)化其他性能進(jìn)行著不懈的努力，在20世紀(jì)40年代正式提出高強混凝土的概念，在90年代又提出了高性能混凝土的概念。高強混凝土與高性能混凝土并不能完全等同。文章從高強混凝土與高性能混凝土的概念、性能及應(yīng)用出發(fā)，分析了高強混凝土與高性能混凝土之間的區(qū)別與聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：高強混凝土；高性能混凝土；工程建設(shè)；混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土強度 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU74 文章編號：1009-2374（2015）23-0134-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.068

在工程實踐中，人們對于對高強混凝土與高性能混凝土的概念往往有所混淆，甚至在實際工程建設(shè)中盲目追求混凝土的“高強”、“超高強”，而以此作為混凝土高性能的標(biāo)準(zhǔn)，然而這兩者之間并不能完全等同。高強混凝土是以強度為首要指標(biāo)，強調(diào)在一般環(huán)境條件下混凝土結(jié)構(gòu)的強度要求，然而其耐久性往往低于高性能混凝土；而高性能混凝土則是以耐久性為核心，并顯著改善其他方面的相關(guān)性能，往往包括了高強度的要求。

1 高強混凝土的概念與特點

隨著近年來我國工程建設(shè)的興起，混凝土結(jié)構(gòu)正日益朝著重載、超高和大跨度方向發(fā)展，對所需混凝土強度的要求也不斷提高，利用高強混凝土的特性，能明顯提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、增加結(jié)構(gòu)的耐用年限、減輕結(jié)構(gòu)的自重，因此在實際工程建設(shè)中得到了廣泛的普及與應(yīng)用。

1.1 高強混凝土的概念

高強混凝土（High Strength Concrete，簡稱HSC），在美國混凝土協(xié)會（ACI）中定義為28d抗壓強度大于或等于50MPa的混凝土。在我國2001年4月推行的《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55-2000）中，將強度等級在C60及以上的混凝土定義為高強混凝土。

1.2 高強混凝土的特點與應(yīng)用

1.2.1 高強混凝土具有較高的抗壓強度，能大幅提高建筑結(jié)構(gòu)中受壓構(gòu)件的承載能力。利用高效減水劑制成的高強混凝土還普遍具有早強和坍落度大的特點，從而加快了澆筑速度和模板周轉(zhuǎn)速度，節(jié)省工期。

1.2.2 高強混凝土在相同荷載條件下，可減少構(gòu)件的截面尺寸，從而降低了結(jié)構(gòu)自重。由于高強混凝土的變形較小，能使構(gòu)件的剛度提高，這對于部分由變形控制截面尺寸的梁板是非常有利的，適應(yīng)了現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向著重載、超高和大跨度方向發(fā)展的需要，并能更好地承受惡劣環(huán)境條件。

1.2.3 高強混凝土具有堅硬、致密的特點，其抗凍抗?jié)B能力均比普通混凝土更佳。因此露天、受海水侵蝕或者容易受到碰撞損害的工程構(gòu)筑物，適宜采用高強混凝土進(jìn)行施工建設(shè)。

綜合而言，高強混凝土主要應(yīng)用于高層建筑的梁、柱、基礎(chǔ)、樓板、大跨度橋梁、海底隧道、海上平臺、混凝土橋面板、灑除冰鹽的車庫等建筑施工中。

2 高性能混凝土的概念與特點

2.1 高性能混凝土的概念

高性能混凝土（High Performance Concrete，簡稱HPC）的概念最初是在1990年提出的，特指具有高強度、高工作性能以及高耐久性能的混凝土。在我國《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）中對高性能混凝土的定義為：以耐久性為基本要求，并滿足工程建設(shè)均質(zhì)性和其他特殊性能要求，采用常規(guī)工藝和常規(guī)材料所制成的混凝土，要求其達(dá)到良好的密實性、均勻性和穩(wěn)定性。

2.2 高性能混凝土的特點與應(yīng)用

2.2.1 密實性好。由于高性能混凝土的用水量偏低，且普遍采用了高效減水劑，并通過添加一定的活性混合料，使得混凝土具有流動性好、抗離析性好的特點，具備了良好的自密實性能。因此，高性能混凝土適宜于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、采用普通振搗密實方法難以施工建設(shè)的工程。

2.2.2 穩(wěn)定性好。高性能混凝土可針對具體工程建設(shè)中對結(jié)構(gòu)變形的需要，通過優(yōu)選配比骨料、混合料、外加劑等原材料，以實現(xiàn)施工工藝的優(yōu)化，并極大地提高了混凝土結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性和抗裂抗?jié)B能力。

2.2.3 抗?jié)B性好，水化熱低。高性能混凝土通過適量添加活性混合材料，可以顯著提高其抗?jié)B性能，且由于添加了大量的火山灰質(zhì)礦物摻合料，其水化熱比高強混凝土更低，這對于大體積混凝土施工也是非常有

利的。

2.2.4 耐久性好。現(xiàn)代混凝土工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計壽命普遍長達(dá)100～200年，這就要求混凝土結(jié)構(gòu)在暴露環(huán)境或侵蝕環(huán)境中，具有很強的抗?jié)B性和抗裂性。而高性能混凝土所具有的抗裂抗?jié)B性能好、抗腐蝕能力強、應(yīng)變能力好的特點，都使得建筑結(jié)構(gòu)具有較長的使用

壽命。

目前，高性能混凝土主要用于海上鉆井平臺、大跨度橋梁、高速公路橋面板等具有高耐久、長壽命要求的復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程建設(shè)當(dāng)中。

3 高強混凝土與高性能混凝土的關(guān)系與區(qū)分

3.1 高強度混凝土不一定具有高性能（耐久性）

在高性能混凝土這一概念最初引入我國時，由于高性能混凝土的制備技術(shù)與高強混凝土有相似之處，且正值高強度混凝土受到設(shè)計研究者的青睞時期，最初的高性能混凝土往往被等同于高強混凝土。已故工程院院士吳中偉先生曾提出：“有人提出高強度混凝土必然具有高性能，這是不全面的，因為高強混凝土往往會帶來不利于耐久性的因素。”在1998年吳中偉先生繼續(xù)談到，建議將高性能混凝土的強度下降到C30左右，以不損及混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)為度，以確?；炷两Y(jié)構(gòu)的耐久性和體積穩(wěn)定性，并列舉了當(dāng)時日本的孔石大橋為例，其高性能混凝土的使用只有C20。

從高強度混凝土的概念中我們也可以看到，高強混凝土是以強度等級大小來進(jìn)行表達(dá)的，并以此對普通、高強以及超高強混凝土進(jìn)行劃分。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，混凝土技術(shù)與強度指標(biāo)也發(fā)生了明顯變化，未來高強混凝土的強度指標(biāo)必然會相應(yīng)有所改變。因此，高強度混凝土不一定具有高性能，即高耐久性，往往在實際工程建設(shè)中因片面追求混凝土強度的做法，還會損害到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。endprint

3.2 高性能混凝土不一定具有高強度

從我國《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）對高性能混凝土的定義中可以看出，高性能混凝土的特性是以耐久性為基礎(chǔ)，并滿足工程建設(shè)均質(zhì)性和其他特殊性能要求，采用常規(guī)工藝和常規(guī)材料所制成的混凝土，要求其達(dá)到良好的耐久性和穩(wěn)

定性。

由于高性能混凝土重點是保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、高強度、穩(wěn)定性、適用性、經(jīng)濟的綜合性要求，因此，高性能混凝土的含義更加廣泛，更加注重于混凝土綜合性能的提高，并非僅僅追求高強度為其性能目標(biāo)或者將高強度作為其性能目標(biāo)之一。所以高性能混凝土與高強度混凝土是有區(qū)別的，高性能混凝土不一定具有高強度。

綜合高強混凝土與高性能混凝土兩者之間的關(guān)系，我們可以認(rèn)為高強混凝土不一定具有高耐久性，而高性能混凝土也不一定具有高強度。雖然高性能混凝土是由高強度混凝土發(fā)展而來的，但與高強混凝土相比，高性能混凝土具有更加優(yōu)異的綜合性能，更有利于工程的安全使用與施工。因此，高性能混凝土相比高強混凝土具有更加廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

在我國工程實踐中，僅僅依靠增大水泥用量來制作高強混凝土，很難被稱為高性能混凝土，因為這種片面追求混凝土強度的做法，往往損害到了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，高強混凝土與高性能混凝土之間并不能等同認(rèn)識，高強混凝土不一定具有高性能，而高性能混凝土也不一定必須高強。本文從高強混凝土、高性能混凝土的概念、性能及應(yīng)用出發(fā)，并具體分析和探討了高強混凝土與高性能混凝土之間的區(qū)別與聯(lián)系，以此希望能避免實際工程建設(shè)中過于追求混凝土高強度的做法，進(jìn)一步實現(xiàn)高性能混凝土的推廣與應(yīng)用。

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作者簡介：張力川（1989-），女（土家族），貴州思南人，貴州工業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，助教；李鴻迪（1988-），男，貴州貴陽人，貴州省食品藥品檢驗所藥師，研究方向：食品藥品檢驗；宋思諭（1989-），女（苗族），河南許昌人，中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司助理工程師，研究方向：水利工程設(shè)計。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint