高性能混凝土技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用初探

周駿

摘 要：文章以高性能混凝土的概念和特點作為切入口，簡要介紹其特征，在這一前提下，解讀高性能混凝土的應(yīng)用：能夠滿足工業(yè)化施工的需求，在建筑等行業(yè)迅猛發(fā)展的過程中，高性能混凝土的應(yīng)用范圍愈加廣泛。從其自身特性來看，它將優(yōu)異的施工技術(shù)融入其中，在原料、配比、結(jié)構(gòu)性等方面都取得了長足的發(fā)展，不僅具有科學(xué)的理論支撐，也具有較強的使用價值。文章以高性能混凝土的特點且切入口，對其加以深入的解析，基于此種前提，提出當(dāng)下高性能混凝土面臨的問題，提出淺顯的見解，為本行業(yè)的發(fā)展貢獻微薄之力。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土；技術(shù)

1 概念與特點

高性能混凝土在技術(shù)運用方面突破了傳統(tǒng)的禁錮，它將前沿、高度的技術(shù)有效融入，大幅度提升了技術(shù)水平，其最顯著的一個技術(shù)特征便是具有耐久性，此外，他在技術(shù)方面還具有高強度、高穩(wěn)定性的特點。從配置方面上看，高性能混凝土還具有低水膠比的特征，在選材方面要求也很高，必須選用優(yōu)質(zhì)原材料，保證其質(zhì)量。因為高性能混凝土具有上述的這些技術(shù)優(yōu)勢，在具體運用過程中，為項目提供有效的保障，因此使用范圍比較廣泛。需要關(guān)注的是，在運用的過程中，要明確的區(qū)分高性能混凝土和高強度混凝土二者的概念，切忌混淆。

1.1 耐久性

耐久性屬于一個綜合性的概念，它涉及到的因素有很多，簡而言之，就是指某一產(chǎn)品或者項目暴露在環(huán)境下，能夠抵抗各種損毀的能力。比如，抗?jié)B漏的能力、抗寒抗凍的能力等等。這些性能從根本上決定混凝土耐用的時間、程度等。

各種因素都能夠判定混凝土的耐久性，以下進行簡要分析。

第一，天氣因素。氣溫的冷熱、降雨或者日曬等，都能夠使混凝土發(fā)生裂痕、脫落、疏松等情況，從而導(dǎo)致其安全性降低。

第二，化學(xué)因素。對于混凝土來說，二氧化碳具有嚴(yán)重的侵蝕作用，這一點不容忽視，在這種情況下，混凝土對鋼筋的防銹作用便有所降低，也就是我們?nèi)粘Ｉ钪兴f的生銹現(xiàn)象。

第三，腐蝕因素，一系列具有腐蝕性的氣體或者液體入侵后，混凝土的強度就遭到破壞，最終導(dǎo)致開裂。

第四，人為因素，在使用混凝土的過程中，因為生產(chǎn)、管理等方面不夠妥當(dāng)，也會降低混凝土的使用功能。

綜上所述，在混凝土使用過程中，磨損、沖刷等能夠降低其耐久性，使其使用時間變短；疲勞、沖擊等能夠給其帶來裂痕、損傷等，導(dǎo)致其強度有所降低；一些腐蝕性的沖擊，對其強度產(chǎn)生劇烈的沖擊；氣溫、環(huán)境的變化也能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生直接的損毀。這些都屬于耐久性范疇內(nèi)出現(xiàn)的問題，因此，在進行具體操作的過程中，必須首先要考慮具有密實度高這一優(yōu)勢的混凝土類型，從而規(guī)避裂縫、損毀情況的發(fā)生。此外，還有關(guān)注硬化后的情況，保證其穩(wěn)定性。

高性能混凝土具有優(yōu)良的耐久性，從時間上來看，其耐久性時長可達上百年，這是其他混凝土無法比擬的一大優(yōu)勢。

1.2 高強度

強度是基本性能之一。從結(jié)構(gòu)方面來看，不同的結(jié)構(gòu)對混凝土強度要求是存在一定差異的，因此在工程項目建設(shè)中，必須要關(guān)注到這些差異，在此不一一贅述。因為其要求具有明顯的差異性，基于此種前提，生產(chǎn)者和工作者不僅要在整體上，深刻了解混凝土的特性，對細(xì)節(jié)方面也要認(rèn)真把握，對各種要素要做到心中有數(shù)，依據(jù)這些要求，判定選用哪一種混凝土。

具體來說，如果工作對象是一個大跨度結(jié)構(gòu)物，那么在選擇混凝土的過程中，必須要考慮到強度的特性，低強度的混凝土是無法滿足具體要修。筆者通過研究數(shù)據(jù)與資料，發(fā)現(xiàn)，混凝土強度越大，其承載能力也隨之有大幅度提升，提升范圍大概在1倍左右。因此，高強混凝土在其發(fā)展過程中，不斷具有高強度的特性。

1.3 高體積性

體積穩(wěn)定性具有舉足輕重的作用，能夠?qū)Y(jié)構(gòu)的受力性能產(chǎn)生極大的影響，在嚴(yán)重的情況下，甚至?xí)绊懫浣Y(jié)構(gòu)的安全，從分類角度看，它能夠分為以下幾個類別，以下進行簡要介紹。

第一類：收縮變形。簡而言之，就是指在凝結(jié)的過程中，混凝土的體積發(fā)生變形的情況。

第二類：荷載變形。也就是說，當(dāng)混凝土承受了一定的重量后，發(fā)生變形的情況，為了有效規(guī)避這一問題，必須要考慮到減少水泥漿含量這種方法。

第三類：彈性變形。這種變形情況存在與所有的結(jié)構(gòu)材料中，當(dāng)混凝土手里后，發(fā)生這種情況，提升其彈性模量，能夠有效降低變形的程度；此外，改善級配等方式也具有同樣的作用。

1.4 高工藝性

工藝性能，是判斷混凝土質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。如果沒有優(yōu)質(zhì)的工藝性能，其他方面的質(zhì)量則無法保證。工藝性能涉及到多種工序要求，在具體施工的過程中，優(yōu)良的公益性能夠保證項目或者工程的密實與平整。

2 應(yīng)用與發(fā)展

2.1 應(yīng)用在橋梁工程

目前，在全球范圍內(nèi)的橋梁工程中，高性能混凝土運用的頻率很高，范圍很廣，這是基于其自身具有的優(yōu)勢上取得的成果。其優(yōu)勢具體表現(xiàn)在以下幾個方面，首先能夠減小自重，從根本上保證其耐久性；第二，具有早期強度高的優(yōu)勢，在施工的過程中，其他混凝土在這一方面具有明顯的劣勢，導(dǎo)致施工進度緩慢，而高性能混凝土能夠有效提升施工進度，保障施工周期與時長；第三，具有較高的抗拉強度等優(yōu)勢，使用壽命更長。因此，在近些年來，橋梁業(yè)的發(fā)展是日新月異的，我們必須要看到，高性能混凝土在其中發(fā)揮的重要作用。

在工程施工的過程中，合理地運用高性能混凝土，能夠有效地減少構(gòu)件截面尺寸，這是其他結(jié)構(gòu)的材料無可比擬的一大優(yōu)勢，基于此，能夠縮短施工工期，因此，受到橋梁工程的青睞。此外，高性能混凝土技術(shù)在防水方面也具有明顯的優(yōu)勢，橋梁在海洋、河流的運用中極為廣泛，橋梁要面對的一個最大的威脅是來自于水的沖擊與腐蝕，海水腐蝕性的特點，這一點毋庸置疑，對于任何建筑材料來說，在海水的侵蝕下，使用壽命會大大地縮短，而高性能混凝土則能夠極高地提升海洋建筑的抵抗能力，延長其使用壽命。

2.2 應(yīng)用在道路工程

在城市化進程中，道路建設(shè)是一項重要的工程項目。如果道路建設(shè)不好，就會給交通帶來一定的不便，進而影響人們的生活與工作，如果考慮到這一點，那么必須要重視在道路工程建設(shè)過程中，科學(xué)而合理的運用高性能混凝土，具有簡薄路面厚度的優(yōu)勢，不僅能夠提高施工速度，還能夠延長道路的使用壽命，在經(jīng)濟方面帶來一定的收益。在道路工程建設(shè)中，有效、合理運用高性能混凝土，是時代與社會的需要。

目前，我國社會正處于日新月異的發(fā)展環(huán)境之下，而對老舊道路的改造行為與日俱增，在這一項目的建設(shè)匯總，應(yīng)用高性能混凝土，對老舊道路加以改造，能夠為百姓服務(wù)，是難能可貴的一項工程。

3 問題與爭議

上文我們已經(jīng)闡釋，高性能混凝土具有極為明顯的優(yōu)勢，但是它也具有一系列必須加以關(guān)注的性能方面的缺點，主要表現(xiàn)在以下幾個層面：

3.1 早期開裂問題

對于土木工程領(lǐng)域來說，高性能混凝土的出現(xiàn)，為工程的進展、工作的展開等帶來巨大的沖擊，毫不夸張地說，在土木工程領(lǐng)域具有里程碑式的意義。高性能混凝土出現(xiàn)后，該領(lǐng)域內(nèi)的專家、學(xué)者及相關(guān)工作者等將著眼點關(guān)注到了耐久性這個特點上，基于此，預(yù)拌混凝土使用范圍更加普遍。目前，我國大型城市基本上都供應(yīng)C80以上商品預(yù)拌混凝土，從這些混凝土情況來看，目前我國混凝土技術(shù)已經(jīng)處于較高層次，然而，從具體的工程項目來看，發(fā)生結(jié)構(gòu)開裂的情況并不少見，尤其是早期開裂情況。前文已經(jīng)闡釋國，高性能混凝土在配置方面具有

運用高膠凝材料用量、低水膠比與摻人大量活性摻合料的特性，這一特性與傳統(tǒng)模式下的混凝土有了極大的差別，雖然具有明顯的優(yōu)勢，但是也帶來了硬化問題，基于此，早期開裂成為一種普遍現(xiàn)象。如果不能夠解決早期開裂的問題，那么久會為混凝土的使用帶來一定的阻礙。

3.2 關(guān)于“是否一定要高工作性”的爭議

高性能混凝土的另外一個名稱是“三高混凝土”，其中的一個“高”具體指的是“高工作性”，但是這個特點是不是判斷它的一個重要標(biāo)準(zhǔn)呢，是不是必須具備這一特點，才能夠成為為高性能？二十一世紀(jì)初期，在工程項目中，70～90mm混凝土被普遍運用，隨著其日益發(fā)展，到了今天，大量預(yù)拌混凝土的180—200mm受到追捧，自密實的混凝土的澆筑也受到廣泛的關(guān)注，從這個角度看，混凝土技術(shù)取得了長足的進步，從根本上有效地降低了“狗洞”等事件發(fā)生的頻率，然而為了提升其高工作性，帶來了一定的問題，也就是增加開裂的可能性，在澆筑的過程中，往往導(dǎo)致振搗離析情況的出現(xiàn)?；谶@一問題的出現(xiàn)，那么是否將流動性作為“高性能”的判斷依據(jù)，筆者認(rèn)為，要依據(jù)工程的實際情況，加以判定。

3.3 關(guān)于“是否一定要高強”的爭議

馮乃謙對這一方面的關(guān)注比較多，他在《高性能混凝土》著作中，明確提出：高性能混凝土必須要具備高強的特點，只有具備這一特點，才能夠保障其耐久性。專家吳中偉認(rèn)為，過度追求高強度并不屬于一種理性的看法，如果依據(jù)這種理論展開操作，必定會帶來一系列問題，基于此，必須要充分了解其弊端，改變這種現(xiàn)象。還應(yīng)該關(guān)注到中等強度混凝土的作用及適用范圍，比如C30混凝土。學(xué)者黃士元則提出不同的見解，他認(rèn)為30MPa強度混凝土也應(yīng)該囊括在高性能混凝土的范疇內(nèi)，因此如何規(guī)范劃分普通強度混凝土與高性能混凝土二者之間的界限，也具有一定的難度。

4 結(jié)語

當(dāng)下，全球科技發(fā)展速度之快，帶來的變化之多是前所未有的一種現(xiàn)象，高性能混凝土突破傳統(tǒng)混凝土禁錮，將高端技術(shù)巧妙地加以運用，在工程項目中的運用愈加廣泛，相信在不久的將來，高性能混凝土技術(shù)會克服目前的弊端，為祖國建設(shè)事業(yè)增添光彩。

參考文獻

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