高性能混凝土在中國(guó)的研究和應(yīng)用

姚海斌

摘要：我國(guó)的建筑物與各大項(xiàng)目工程對(duì)于混凝土的要求越來(lái)越高，高強(qiáng)度與高性能的混凝土已經(jīng)得到了逐步使用，為了確保這兩種混凝土能夠在以后的得到更加普遍的使用，本文將從配合比、養(yǎng)護(hù)方式、性能表現(xiàn)等多方面進(jìn)行分析，結(jié)合目前的應(yīng)用情況，探討以后的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土;中國(guó);應(yīng)用

一、高強(qiáng)度混凝土與高性能混凝土的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)

（一）高強(qiáng)度高性能的混凝土強(qiáng)度在早期的增加速度顯著，但是后期比較緩慢，甚至低于普通混凝土。

（二）混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)如強(qiáng)度、耐凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕、持久性等都是影響建筑工程質(zhì)量的，而高強(qiáng)高性能混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)都高于普通混凝土，所以使用其進(jìn)行施工的建筑工程壽命都比較長(zhǎng)。由于這些優(yōu)勢(shì)港口碼頭、高速公路、客運(yùn)鐵路以及隧道橋梁等都已經(jīng)開(kāi)始使用高強(qiáng)高性能混凝土。

（三）建筑構(gòu)件的截面尺寸會(huì)受到混凝土強(qiáng)度的影響，由于高強(qiáng)高性能混凝土具有高強(qiáng)度，所以縮小了截面尺寸，那么從而建筑工程中的梁柱都會(huì)縮小體積，不但使建筑工程更加美觀，同時(shí)建筑物重量得到較少且使用面積增加。

（四）高強(qiáng)高性能混凝土的明顯特點(diǎn)就是高強(qiáng)度，所以配合料中的水泥也比普通混凝土使用水泥強(qiáng)度要高，而高強(qiáng)的混凝土在水熱化過(guò)程中釋放的熱量會(huì)更多，那么混凝土裂縫就會(huì)產(chǎn)生的更加頻繁，從而降低混凝土的整體性能。

（五）高強(qiáng)高性能混凝土中會(huì)增加不同的膠黏材料，雖然這些材料增加了混凝土的強(qiáng)度性能，但是含有的有害成分也對(duì)混凝土質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。

二、高性能混凝土的特點(diǎn)

（一）高耐久性

HPC具備高的抗?jié)B性、抗腐蝕性及抗凍性，其中抗?jié)B性是混凝土耐久性的最主要技術(shù)指標(biāo)?；炷恋目?jié)B性就是指在壓力水的作用下混凝土抵抗?jié)B透的能力。混凝土阻止水向其內(nèi)部流動(dòng)的能力越好，說(shuō)明混凝土的抗?jié)B性越好?？?jié)B性與耐久性息息相關(guān)，抗?jié)B性良好的混凝土能夠抵御外來(lái)侵蝕介質(zhì)的影響，從而大大提高混凝土的耐久性。

（二） 高強(qiáng)度

HPC具有高的強(qiáng)度，這是HPC的一個(gè)重要特點(diǎn)。HPC是通過(guò)嚴(yán)格的施工工藝和高質(zhì)的原材料配制成的施工材料，強(qiáng)度發(fā)展速度快而穩(wěn)定，早期強(qiáng)度高，后期強(qiáng)度不下降或持續(xù)增長(zhǎng)。由于混凝土強(qiáng)度高，可減小構(gòu)件截面尺寸，減輕建筑物自重。HPC彈性模量高，徐變小，可提高構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)剛度，特別是對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，有利于減小預(yù)應(yīng)力的損失。

（三） 高體積穩(wěn)定性

表現(xiàn)在HPC在硬化過(guò)程中體積穩(wěn)定，水化過(guò)程放熱低，溫升小，被冷卻時(shí)溫差小，干燥收縮小，硬化后結(jié)構(gòu)致密，不易產(chǎn)生裂紋。概括起來(lái)說(shuō)，HPC能更好地滿足施工工藝要求和結(jié)構(gòu)功能要求，能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，從而降低工程造價(jià)。

（四）高工作性

HPC具有良好的工作性，這是一項(xiàng)綜合性能，包括流動(dòng)性、黏聚性和保水性。具體表現(xiàn)為在一定的施工條件下，混凝土便于攪拌、運(yùn)輸及澆筑等施工操作，同時(shí)能保證混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和均勻性;在攪拌時(shí)各種組成材料易于混合均勻;在運(yùn)輸過(guò)程中不會(huì)發(fā)生離析、泌水現(xiàn)象;在澆筑過(guò)程中易于澆搗和振實(shí)，能夠流滿模板，節(jié)約施工能耗;在硬化過(guò)程中能夠保證水泥充分水化以及水泥和骨料的粘結(jié)性能。

三、高性能混凝土在施工中注意的事項(xiàng)

原材料的好壞直接影響高性能混凝土的性能優(yōu)劣，在施工中為了保證合理的坍落度必須從混凝土的制作環(huán)節(jié)入手，每次進(jìn)行混凝土攪拌前都需要對(duì)原材料的含水率做認(rèn)真測(cè)量，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算得出混凝土的配合比。為了保障測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性，每次進(jìn)行含水率測(cè)量的次數(shù)不能少于2次，準(zhǔn)備好施工的前提條件，保證施工的順利實(shí)施?；炷猎牧蠎?yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，稱量最大允許偏差應(yīng)符合膠凝材料（水泥、礦物摻和料等）±1%;外加劑±1%;骨料±2%;拌和用水±1%?；炷恋目倲嚢钑r(shí)間不宜少于兩分鐘，也不宜超過(guò)三分鐘，以保證攪拌的均勻度。還要對(duì)混凝土的耐久性進(jìn)行嚴(yán)格保證，因此要嚴(yán)格控制混凝土的攪拌時(shí)間，為高性能混凝土的綜合性能提供一定的保障。在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)保證混凝土保持均勻性，運(yùn)到澆筑地點(diǎn)時(shí)不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的工作性能。應(yīng)盡量減少混凝土的轉(zhuǎn)載次數(shù)和運(yùn)輸時(shí)間。從攪拌機(jī)卸出混凝土到混凝土澆筑完畢的延續(xù)時(shí)間以不影響混凝土的各項(xiàng)性能為限?；炷寥肽Ｇ埃瑧?yīng)采用專用設(shè)備測(cè)定混凝土各項(xiàng)工作性能;只有拌和物性能符合要求的混凝土方可入模澆筑?；炷翝仓r(shí)的自由傾落高度不得大于1.5m;當(dāng)大于1.5m時(shí)，應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土，保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。澆筑混凝土?xí)r，需要振搗來(lái)增加混凝土的密實(shí)度。振搗時(shí)要注意不能將粗集料分離出來(lái)，要將其均勻鋪設(shè)在混凝土層中并搗實(shí)，避免產(chǎn)生蜂窩狀的空隙。震動(dòng)間距不能過(guò)大，也不能過(guò)度震動(dòng)，防止破壞其它組件?；炷翝仓尚瓦_(dá)到一定強(qiáng)度后即可拆模。拆模后的混凝土還需要配合科學(xué)的養(yǎng)護(hù)工作，才能延長(zhǎng)使用壽命。在水泥水化期間白天可用草簾、麻袋蓋住混凝土表面，每隔兩小時(shí)就要澆一次水，夜晚，最少澆水兩次。后期可適當(dāng)減少。澆水養(yǎng)護(hù)應(yīng)在混凝土拆模后立即開(kāi)始。

四、高性能混凝土在中國(guó)的應(yīng)用

（一）高性能混凝土在施工中的應(yīng)用

高性能混凝土在施工中具有優(yōu)良的耐久性，相比普通混凝土具有較高的強(qiáng)度與體積穩(wěn)定性，能夠長(zhǎng)期抵抗侵蝕、沖刷等外界影響與干擾，因此高性能混凝土在道路施工中運(yùn)用越來(lái)越廣泛。高性能混凝土能有效保證道路的路基質(zhì)量，還能減少路基下沉幾率，為水泥用量與混凝土強(qiáng)度之間的矛盾提供了解決思路。高性能混凝土不僅具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，還有良好的流動(dòng)性與粘聚性，在實(shí)際的道路施工中，專業(yè)的設(shè)計(jì)人員可以結(jié)合具體情況進(jìn)行高性能混凝土的調(diào)配，以便其發(fā)揮出最優(yōu)的性能。近年來(lái)，高性能混凝土在施工中的使用有效地提高了道路施工質(zhì)量，為道路施工工藝優(yōu)化提供了方向。相比道路施工，橋梁施工對(duì)混凝土的綜合性能要求更高，因此在混凝土的選擇與設(shè)計(jì)上更加的慎重。高性能混凝土具有較高的強(qiáng)度與耐久性，保證橋梁在惡劣環(huán)境下的使用壽命，在離岸結(jié)構(gòu)物的施工設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較廣泛，對(duì)于具有較長(zhǎng)跨度的橋梁高性能混凝土發(fā)揮著重要的作用，不僅可以延長(zhǎng)橋梁的使用壽命，提高經(jīng)濟(jì)效益，還能降低橋梁的養(yǎng)護(hù)難度和工作量，保證橋梁施工的同時(shí)滿足了安全性和經(jīng)濟(jì)性。

五、未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

（一）提高混凝土強(qiáng)度，希望將混凝土強(qiáng)度控制在C100-C150，并加以推廣使用。

（二）合理使用高效減水劑與礦物摻合料，將這兩項(xiàng)列為混凝土配料中重要的組成部分，同時(shí)開(kāi)發(fā)有效的配合比較攪拌技術(shù)，確保高強(qiáng)高性能混凝土的發(fā)展更加多元化。

（三）混凝土研究人員可制定各項(xiàng)混合料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)研究合理的生產(chǎn)技術(shù)，從而可以有效控制各類混凝土混合料的質(zhì)量。而且還需要不斷增加款物摻合料的種類，提高高效減水劑的性能。

（四）通過(guò)改善鋼筋結(jié)構(gòu)與使用量，以及在混凝土中復(fù)合使用各種纖維，從而克服高強(qiáng)高性能混凝土的易脆性。

（五）建立智能化配比工藝，且利用科技與計(jì)算機(jī)技術(shù)將機(jī)器人融入使用，降低勞動(dòng)力，提高工作效率。

六、結(jié)語(yǔ)：

高強(qiáng)高性能混凝土的各項(xiàng)性能明顯優(yōu)于普通混凝土，所以在建筑工程行業(yè)中已經(jīng)得到了普遍使用和認(rèn)可。高強(qiáng)高性能混凝土可以提高建筑物的強(qiáng)度、延長(zhǎng)使用時(shí)間、減少施工成本、降低施工難度等。而且不論工程項(xiàng)目是什么類型，都可采用高強(qiáng)高性能混凝土，所以其值得建筑工程行業(yè)不斷研究，從而促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展且取得良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。

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