高性能混凝土在建筑工程中的应用研究

【摘 要】文章简述了高性能混凝土的组成、混合比设计，并基于工程实践，分析了在建筑工程中，高性能混凝土的施工质量控制要点。

【关键词】高性能混凝土；建筑；施工

高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成的。由于其具有高工作性、高耐久性、高强度及高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，在建筑工程中被广泛应用。

1.高性能混凝土的组成

1.1水泥

为了减小坍落度损失，高性能混凝土必须使用不低于42.5级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，且C3A含量应尽量低。但是，为了混凝土的高强化和高性能化，在国外还出现了球状水泥、调粒水泥以及活化水泥等，这些新品种水泥的最大特点是，达到相同的标准稠度时，需水量低。使用新品种水泥是混凝土达到高性能的重要手段之一，是混凝土技术新进展的一个方面。

1.2超细粉矿物掺合料

硅粉、超细粉煤灰、超细磨矿渣、超细沸石粉等组成了超细粉矿物掺合料。超细粉矿物掺合料在混凝土中的主要作用包括：微集料填充作用、滚珠作用、火山灰活化作用，是高性能混凝土中不可缺少的组分，不仅可以改善和易性，而且还可以提高强度和耐久性。此外，还可降低水化热，对制备大体积混凝土构件十分有利。复合使用矿物掺合料效果更佳。

1.3高效减水剂

混凝土要实现高流动性、高耐久性及较高的强度，必须降低水灰比和提高混凝土拌合物的流动性，而高效减水剂具有降低水灰比和提高流动性的作用，因此高效减水剂是高性能混凝土不可缺少的组成材料之一。配制高性能混凝土所用的高效减水剂必须具有下列特点：既具有高的减水效果，又能控制坍落度损失。当前，采用的高效减水剂有萘系、三聚氰胺系、多羧酸系、氨基磺酸系，以及溶于碱不溶于水的有机共聚物、接枝共聚物等新型高效减水剂，使用时，往往以这些高效减水剂为主体，再复合其它成分以控制坍落度损失。

1.4骨料

a.骨料的强度。宜选用高强度的岩石碎粒做骨料。考虑到水泥与骨料的粘结强度也影响混凝土的强度。且骨料表面粗糙，界面粘结强度就高所以应选用碎石比较好。b.骨料的粒径。经过试验表明，混凝土的强度随着骨料粒径的减小而提高。粒径减小，增加了骨料和水泥浆的粘结面积，而且拌和均匀。所以应使用较小粒径的骨料为宜，大粒径骨料易产生较高的回弹率。所以宜选用粒径5-10mm的碎石做粗骨料。c.粗、细骨料的比率粗、细骨料的比例通常取决于骨料的级配与形状。高性能混凝土中骨料体积的最佳比例为65%，其中细骨料占骨料总量的40%，因此，粗、细骨料的体积比为3：2。

2.高性能混凝土配合比的设计

a.高性能混凝土配合比应根据施工工艺要求的拌合物工作性和结构设计要求的强度，充分考虑施工运输和环境温度等条件进行设计，通过试配并经现场试验确认满足要求后方可正式使用。b.高性能混凝土的配合比应有利于减少温度收缩，干燥收缩，自身收缩引起的体积变形，避免早期的开裂。c.为了满足强度保证率的要求，混凝土的配制强度必须大于设计要求的强度标准值。（4）配制高性能混凝土所用的水胶比宜采用0.25～0.4，并随强度等级提高而降低，拌合料的和易性宣通过掺加高效减水剂和混合材料进行调整，在满足和易性的前提下，尽量减少用水量。d.配制高性能混凝土所用的水泥量应小于450kg/m3，水泥与掺合料的胶结材料总量应小于550kg/m3。粉煤灰掺量不宜大于胶结材料总量的30%。e.配制高性能混凝土所用的高效减水剂的品种和掺量，应通过与水泥的相容性试验，高效减水剂掺量宜为胶结材料总量的0.4～1.5%。f.混凝土的砂率宜为28%～34%。采用泵送工艺时，可为35%～37%。g.高性能混凝土的坍落度应控制在120～200mm，扩展度400以上，初凝时间8-10h，终凝时间12～14h。

3.高性能混凝土的拌制

a.拌制高性能混凝土使用强制式搅拌机。搅拌时投料顺序按常规做法，外加剂的投放方法应通过试验确定，高效减水剂采用后掺法。投料顺序为：粗骨料、细骨料、喷淋加水水泥掺合料剩余水高效减水剂出料（每个步骤间隔30s）。b.混凝土原材料均按重量计量，计量的允许偏差为：水泥和掺合料土1%，水和外加剂士1%，粗、细骨料士2%。c.配制高性能混凝土必须准确控制用水量。砂、石中的含水量应及时测定，并按测定调整用水量和砂、石用量。严禁在拌合物出机后加水，必要时可适当添加高效减水剂。d.高性能混凝土拌合物坍落度经时损失快，控制坍落度经时损失的方法，除选择与水泥相容性好的高效减水剂外，可在搅拌时延迟加入部分高效减水剂或在浇筑现场搅拌车中调整减水剂掺量。

4.高性能混凝土的运输

应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑确定高性能混凝土的运输设备，保持混凝土的均匀性，保证运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作特性。运输过程中对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高或受冻。严禁在运输过程中向混凝土中加水。减少混凝土的转载次数和运输时间，保证从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不影响混凝土的各项性能。采用混凝土泵输送混凝土时，应在混凝土搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，在初凝前浇筑完毕；因各种原因导致停泵时间超过15min，每隔4-5min开泵一次，使泵机进行正反转方向的运动，，同时开动料斗搅拌器，防止斗中混凝土离析。

5.高性能混凝土的浇筑

5.1浇筑前准备工作

a.按需准备好混凝土输送泵、泵管、卡具、串筒、料斗、振动器及刮尺等机具设备，并考虑发生故障时的修理时间，现场备有备用振动器和备用泵。b.在混凝土浇筑期间，保证水、电照明不中断。c.浇筑混凝土前全面细致地对该部位的模板、钢筋、预埋管、预埋件、预留洞等进行检查，并做好隐检验收记录，办理好土建与水电等其他专业的会签手续。d.提前2d向混凝土搅拌站提交混凝土浇筑申请单，申请单由工长认真、准确填写，项目技术负责人审核、签字，同时，工长对项目试验室负责人下发混凝土浇筑通知单，试验室接到通知单后，根据通知单内容做好试验准备工作。e.混凝土施工开盘前半小时由项目技术负责人、工长对施工管理人员、班组长及作业人员在现场进行全面且有针对性、可操作性技术交底，交底内容包括主要施工方法、技术要点、过程控制、质量标准、注意事项以及成品保护等。

5.2混凝土浇筑施工

a.混凝土入模前，应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌和物陛能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。b.混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m，当大于2m时，应采用滑槽、串简、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。c.混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行，间隙时间要小于90min，不得随意留置施工缝；新浇混凝土与邻接的已硬化混凝土或岩土介质间浇筑时的温差要小于15℃.d.混凝土振捣可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时，宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不宜超过30s，避免过振。若需变换振捣棒在混凝土拌和物中的水平位置，应首先竖向缓慢将振捣棒拔出，然后再将振捣棒移至新的位置，不得将振捣棒放在拌和物内平拖。

6.高性能混凝土的养护

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。a.浇筑完的混凝土必须遮盖来保温或者防雨。在修整作业完成后或混凝土初凝后立即进行养护，优先采用蓄水养护方法，连续养护。在混凝土浇筑后的前1～2d，应保证混凝土处于充分的湿润状态，应严格遵守国家标准规定的养护龄期。b.对于大面积的板类工程，当采取用养护剂养护时，可在养护剂中掺些白色颜料，使白色养护剂所形成的薄膜能反射阳光，降低热量吸收，抑制混凝土的温升。c.当完成规定的养护时间后拆模时最好为其表面提供潮湿的覆盖层。d.大体积混凝土由于内部温度高，表面失水很快，需要补充水份。微膨胀剂只有在足够潮湿的状态下才具有补偿收缩的作用，减少裂缝出现的可能。

【参考文献】

[1]张宗兴.在建筑施工中高性能混凝土的使用研究[J].华东科技：学术版，2012（6）.

[2]章实彦.探讨房屋建筑中的高性能混凝土施工技术[J].建材发展导向，2010（1S）.