高性能混凝土在邯大高速公路的应用

摘要：近年我国国家基础建设步伐的加快，对高速公路施工的投资也越来越大，混凝土作为施工建设最主要的基础材料之—，其性能品质成为关键，以耐久性为特点的高性能混凝土就是在这种高标准、高要求的前提下应运而生的。高性能混凝土（High performance concrete，简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。

关键词：高性能 混凝土 邯大高速 应用

1 定义

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质材料，在严格质量管理条件下制成的，且水胶比较低。除了水泥、水、骨料外，必须在混凝土中同时掺加足够数量的高效减水剂和矿物掺合料，配制高性能混凝土的矿物掺合料，是具有高比表面积的微粉辅助胶凝材料，例如：硅灰、细磨矿渣微粉、超细粉煤灰等，它是利用微粉填隙作用形成细观的紧密体系，并且改善界面结构，提高界面粘结强度。

针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能要重点的予以保证：高耐久性、良好的工作性（高流动性、高粘聚性、自密实性）、适用性、适当的高强度、体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量）及经济性，但应以耐久性作为设计的主要指标。

2 高性能混凝土的特性

高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过参加一定的外加剂和矿物掺合料配制成具有高工作性，高强度，高耐久性的综合性能优良的混凝土。其特点主要有：

2.1 良好的工作性

高性能混凝土的用水量较低，拌和物流动性好，抗离析性高，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型，从而具有较优异的填充性。因此，配好恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。

2.2 体积稳定性

高性能混凝土具有较高的体积稳定性，混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。

2.3 低水化热

由于高性能混凝土的水灰比较低，会较早的终止水化反应，因此，水化热相应的降低。

2.4 低徐变量

高性能混凝土的总收缩量与其强度成反比，强度越高总收缩量越小。但高性能混凝土的早期收缩率，随着早期强度的提高而增大。相对湿度和环境温度，仍然是影响高性能混凝土收缩性能的两个主要因素。

2.5 高耐久性

高性能混凝土除通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土之外，高性能混凝土的Clˉ渗透率，明显低于普通混凝土。高性能混凝土由于具有较高的密实性和抗渗性，因此，其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。

概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。

3 高性能混凝土的认识误区

①高性能混凝土的特性是针对具体应用和环境而开发的。高性能混凝土制备技术应该注意克服追求高早强的倾向，这对混凝土的体积稳定性意义重大。②流动性不可作为高性能混凝土的指标，需根据工程特点注意拌合物的工作性。高性能混凝土应加入足够的矿物掺合料，且前提是水胶比较低，不可说只要加入“矿物掺合料”就是高性能混凝土。③中国建筑材料科学研究总院对C30—C50中等强度混凝土提出“寿命优先，强度适宜”的混凝土配合比设计思路。④混凝土高性能化的发展重点应该是：混凝土体积的稳定性和匀质性。

4 高性能混凝土在邯大高速公路施工中的应用

高性能混凝土施工主要从混凝土耐久性指标、混凝土的拌和及运输、混凝土的浇筑和振捣、混凝土的养护等几个方面进行控制。

4.1 高性能混凝土耐久性要求

混凝土耐久性要求包括：混凝土原材料选用、混凝土配合比的主要参数，以及混凝土电通量、抗冻耐久性指数或抗冻等级、保护层厚度等。

4.1.1 高性能混凝土原材料要求

配制高性能混凝土水泥应选用质量稳定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥，混合材为矿渣粉或粉煤灰。细骨料优先选用细度模数为2.6～3.2的天然河砂，同时应控制砂的级配、粒形、含杂质量和石英含量。粗骨料选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线胀系数小的洁净碎石。外加剂采用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品，外加剂与水泥之间要有良好的相容性。

4.1.2 高性能混凝土耐久性

一般环境下混凝土的电通量要求为：C50小于1000c；C30～C45小于1200c；C30以下小于1500c。处于冻结线以上的承台、墩台、盖梁、梁板等部位的混凝土，经200次冻融循环抗冻耐久性指数应达到60%以上，桥面铺装等部位的混凝土应达到70以上。在满足结构强度设计所要求的混凝土最低强度的前提下，不宜追求混凝土的高强和早强。

要严格控制高性能混凝土各种原材料中的氯离子含量和碱含量。对于钢筋混凝土氯离子含量不应超过胶凝材料总重的0.1%，对于预应力混凝土不得超过胶凝材料总重的0.06%。混凝土中的碱含量应以其中的可溶性碱计算，不宜超过3.0kg/m3。

混凝土的保护层厚度应符合设计文件的规定。

无抗冻要求的混凝土含气量不小于2.0%，当混凝土有抗冻要求时，混凝土的含气量应根据抗冻等级的要求经试验确定，预应力梁混凝土含气量不大于3.0%。

4.2 混凝土的拌和及运输

混凝土原材料应采用质量计量，每一工作班称量前应对计量设备进行检查，每盘称量偏差应符合下列规定：水泥、掺合料、外加剂和拌和用水不超过±1%，粗细骨料不超过±1%。每次开盘前，先检测各种骨料的含水率，以确定施工配合比，含水量每班抽测2次。安排专人检测混凝土的坍落度，确保坍落度符合设计要求，保证混凝土的施工和易性。高性能混凝土因其用水量少，为了使混凝土拌合均匀，拌和时间控制在2～3分钟。现场采用罐车运输，根据施工运距的长短，合理安排罐车数量和每个罐车的装料数量，确保罐车随到随浇筑，不在现场等候，保证混凝土灌注的连续性。当混凝土运至现场发生离析时，应在浇筑前对混凝土进行二次搅拌。不得在现场进行二次加水。