高性能混凝土的应用及需解决的问题

【摘要】通过高性能混凝土的工程应用实例介绍高性能混凝土，使人们对高性能混凝土应用有更清楚的认识；在高性能混凝土工程应用中还需注意一些影响其性能的因素，这样有利于我们更好地应用高性能混凝土。

【关键词】高性能混凝土；应用

Abstract: By high-performance concrete engineering application introduced the high-performance concrete, so that people have a clearer understanding of high-performance concrete applications; it is need to pay attention to some of the factors that affect its performance in the engineering applications of high performance concrete, so help us better application of high performance concrete. Key words: high-performance concrete; application

中图分类号： TU377 文献标识码： A 文章编号：

1高性能混凝土的定义

我国著名的混凝土科学家、中国工程院院士吴中伟教授对高性能混凝土的定义为：高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用的要求，对下列性能有重点地予以保证，即耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

高性能混凝土可以从广义高性能混凝土和狭义高性能混凝土理解，广义的高性能混凝土是混凝土某项性能高于普通混凝土；狭义的高性能混凝土是指混凝土综合性能良好，满足设计特殊要求、施工要求和使用要求的混凝土。

2 高性能混凝土的应用及实例

随着人们对高性能混凝土的认识越来越高，高性能混凝土渐渐在工程中得到推广和应用；建筑行业主管部门也修订了《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）以规范高性能混凝土的应用。

东海大桥是我国第一次在海上建造的特大桥梁，采用高性能混凝土来抵抗海水的侵蚀。要想抵御海水中氯离子对混凝土的侵蚀，就得提高混凝土的密实性，杜绝和减少混凝土裂缝。在配合比设计时首先优选级配良好的集料，使得集料混合后的空隙率最小，然后考虑掺加超细硅粉来填充混凝土中的孔隙，通过掺加粉煤灰或其他矿物料来提高混凝土的体积稳定性，减少混凝土裂缝。掺入高效减水剂，降低混凝土用水量，减少混凝土固化后的水隙，使混凝土具有良好的密实性和体积稳定性。

苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州市之间，西距江阴大桥82公里，东距长江入海口108公里，是交通部规划的国家高速公路沈阳至海口通道和江苏省公路主骨架的重要组成部分。苏通大桥工程规模浩大，其主跨跨径达到1088米，是世界最大跨径的斜拉桥；其主塔高度达到300.4米，为世界最高的桥塔。为解决主塔混凝土的浇筑问题，指挥部专门成立课题研究组。科研组经过多次试验，最终采用添加高效减水剂和掺加优质粉煤灰的方法大大提高了混凝土的可泵性，使主塔顺利浇筑完成。

3高性能混凝土工程应用的注意事项

3.1原材料选择

（1）水泥

水泥是影响混凝土强度的主要材料，高性能混凝土必须使用低碱和性能相对稳定的水泥，根据混凝土配制强度选用不同强度等级的水泥，尽量降低混凝土的水胶比和水泥用量。

（2）外加剂

应根据需提高混凝土的性能选择相应的外加剂，外加剂的生产厂家需有较大的生产规模和质量检验检测部门，厂家应有完善的质量保证体系，生产的外加剂性能稳定。应根据地材水泥与外加剂的适应性试验来选用与水泥相容性良好的外加剂，外加剂的掺量应通过试验确定。同时掺加不同功能的外加剂时，需通过试验确定是否影响外加剂的性能。

（3）集料

高性能混凝土用粗细集料必须洁净、级配良好且强度满足混凝土要求，粗细集料的吸水率较小。细集料宜用中粗砂，细集料中不宜含有风化砂粒。粗集料的颗粒均匀，针片状颗粒含量较少；应无风化石或其他软弱颗粒，粗集料的合成级配应通过试验确定，应使粗集料能相互填充。所用集料应进行碱集料试验，符合要求的集料方可用于高性能混凝土。

（4）矿物掺合料

在高性能混凝土中加入掺合料是提高混凝土性能的方法之一，常用的矿物掺合料有优质粉煤灰、粒化高炉矿渣、矿粉和超细硅粉等。矿物掺合料应选用信誉好质量稳定可靠的厂家，使用前应通过试验检测确定其使用等级是否满足要求。掺加矿物掺合料时必须考虑水泥中掺合料的组分和数量，然后根据混凝土的性能和强度及相关技术规范确定掺量。

（5）其他掺合物

用于高性能混凝土的掺和物还有钢纤维、聚丙烯纤维、橡胶或塑料粒子等，其掺量根据设计要求或通过试验确定，掺加纤维或粒子后，混凝土的性能会有所改变，还需调整外加剂、矿物掺合料等材料用量，应通过试验来确定混凝土的整体性能。

3.2优化配合比设计

高性能混凝土试验室配合比确定以后，还应根据施工条件进行混凝土试拌和和浇筑试验构件，检查混凝土是否满足施工性能，如不能完全满足施工要求和构筑物的使用性能，需要分析原因对试验室配合比进行改进优化；在正常施工过程中，还需根据环境和施工工艺对配合比进行优化。

3.3混凝土的拌和及运输

高性能混凝土拌合设备必须计量准确，具有先进的电子控制和电脑储存功能，可以进行全自动控制混凝土的加料、搅拌和出料。由于高性能混凝土掺加了外加剂和掺合料，因此需适当延长混凝土的搅拌时间，才能使混凝土充分拌和均匀。

混凝土运输宜用混凝土罐车并不停地搅动，混凝土从开始拌和到浇筑结束的时间不得大于混凝土的初凝时间；混凝土在运输过程中不得随意加水。在冬季运输混凝土时必须采用保温措施以保证混凝土入模温度。

3.4施工控制

高性能混凝善提高了施工性能，方便了混凝土的施工浇筑，但施工时应注意混凝土的振捣顺序、振捣速度和振捣有效半径，防止混凝土欠振或过振，影响混凝土的密实性和外观质量。还需控制好混凝土浇筑的分层厚度和分层浇筑时间，以防分层过厚无法振捣和分层浇筑时间过长形成混凝土冷缝。

3.5混凝土构件的早期养护

高性能混凝土浇筑后需及时覆盖养护，混凝土构件拆去模板后，对的混凝土应及时喷水养护，保证混凝土表面有足够的水分让水泥水化，提高混凝土表面强度，减少混凝土表面的干缩裂缝，保证混凝土构件的使用性能。

4高性能混凝土应用需要解决的问题

4.1国内用于高性能混凝土的技术规范和标准尚欠缺

高性能混凝土是在普通混凝土基础上发展形成的，现有的部分高性能混凝土规范是在普通混凝土规范上修改得来的，国内用于高性能混凝土的技术规范和标准相对较少。根据现有的高性能混凝土的技术规范，尚不能准确地给高性能混凝土的各项性能以定量或定性的指标。例如：用坍落度、坍落扩展度及坍落度损失来描述高性能混凝土的工作性，与普通混凝土的工作性描述并无二样，并不能彰显高性能的特点。现行的高性能混凝土技术规范侧重于混凝土的强度和耐久性，对混凝土的工作性描述不够详尽。因此，应尽快制定比较完整的可以定性和定量分析高性能混凝土的各项性能的技术规范。

4.2科研、设计、施工单位之间链接不良

现在一些大型的建筑和桥梁设施使用高性能混凝土时，都通过高等院校或科研机构成立专题科研组对其使用的高性能混凝土进行课题研究并取得了良好的效果，但这种成果往往得不到有效推广应用。其一是设计单位对高性能混凝土的认识不足，设计单位只重视构筑物的整体结构性能和使用年限，而不能从提高混凝土性能来改善结构性能；其二是施工单位观念陈旧，认为对普通混凝土施工有较丰富的经验，不愿承担使用高性能混凝土的风险，包括技术风险和经济风险。因此，要通过一些引导和经济措施使科研、设计和施工单位之间形成良好的链接，才能有效地推广高性能混凝土的应用。

4.3提高施工监理单位技术人员的技术水平

施工监理单位技术人员的技术水平也是影响高性能混凝土推广应用的瓶颈之一，有些施工监理单位技术人员技术老化，对新材料、新技术、新工艺的应用态度不够积极，新生技术力量虽然能够较快地接受新鲜事物，但不能形成主导技术力量。因此，施工监理单位的技术人员要不断更新自己的技术水平，提高对高性能混凝土的认识，使高性能混凝土在工程中得到更好的应用。

4.4使用材料的性能与质量

高性能混凝土使用的材料性能和质量是影响高性能混凝土的重要因素。国内对混凝土所用的某些材料还不能形成有效的监管，不能很好地控制其质量。国内外加剂生产厂家杂乱，一些小厂的外加剂以低廉价格在市场上占有一席之地，但其性能极不稳定，因而影响了高性能混凝土的性能；混凝土用砂石料不能形成规模化的产业链，大多数是个体生产经营模式，对生产设备的投入较小，因而生产设备简单，生产的砂石料的质量不能得到根本保证。国标要求砂石料出厂需检验并附检验报告，但真正能有出厂检验报告的砂石料几乎没有。高性能混凝土用掺合料有些是工厂的废弃产品，工厂将其经营权转卖给第三方，因此造成某些掺合料质量不稳定。总之，我们在配制高性能混凝土时一定要选用质量性能稳定的材料，才能保证混凝土的各项性能。

4.5对高性能混凝土实体监控和技术改进

人们在应用高性能混凝土时，往往比较重视混凝土的性能和施工浇筑，一旦混凝土构筑物使用后就很少关注其各种性能的变化；因此有些混凝土在使用性能上存在某些缺陷不能得到改进。所以在高性能混凝土的应用过程中，我们不仅要记录配制高性能混凝土各种材料的性能及用量，以及高性能混凝土的各种性能指标和施工浇筑工艺，还要对混凝土构件实体的使用性能进行监控，跟踪检查该混凝土后期性能的变化情况，发现其存在的某些不足，分析并加强技术改进，这样不断总结、不断积累、不断进行技术改进，才能更好地促进高性能混凝土的应用发展。

参考文献

[1] 吴中伟.绿色高性能混凝土-混凝土的发展方向.混凝土与水泥制品，1998，(1):3-6.

[2] 刘皓楠，郭理学.高性能混凝土的性能和应用分析.河南科技，2009，（5）：41

[3] 吴中伟.高性能混凝土.北京：中国铁道出版社，1999.

[4] 高性能混凝土应用技术规程.北京：中国计划出版社，2006.2.