现代高性能混凝土的研究与发展

时间：2024-04-24

陶文娟马玉柱

1.黑龙江农垦建工有限公司直属第三分公司 2.哈尔滨德诚智房地产开发有限责任公司

现代高性能混凝土的研究与发展

陶文娟1马玉柱2

1.黑龙江农垦建工有限公司直属第三分公司 2.哈尔滨德诚智房地产开发有限责任公司

在当前我国大多数工程项目施工中，高性能混凝土由于有着较高的耐久性，而且其自身强度和稳定性都比较高，因此得到了人们的广泛应用。但是，随着科学技术的不断进步，人们也将一些新型的生产工艺应用到其中，这就使得高性能混凝土的性能得到了进一步的优化，使其适用范围更加的广泛。本文通过对现代高性能混凝土研究的相关内容进行介绍，讨论了我国高性能混凝土的发展现状，以供参考。

高性能混凝土；耐久性；稳定性；发展

在工程项目建设施工中，混凝土作为主要的施工材料已经得到人们的广泛应用。但是，由于在不同的工程项目中，其混凝土工程施工的环境也存在一定的差异，这就使得混凝土浇筑施工中，容易出现许多问题，这就使整个混凝土结构的稳定性和可靠性受到严重的影响。然而，高性能混凝土的应用，不仅使得混凝土结构的性能得到很好的增强，还满足了当前工程施工的要求，使得整个工程施工的质量得到进一步的提升。下面我们就对现代高性能混凝土研究和发展的相关内容进行介绍。

一、高性能混凝土原材料及其选用

1.水泥

在高性能混凝土浇筑施工的过程中，水泥是主要的材料之一。通常情况下，我们都是采用的普通硅酸盐水泥，来对其进行相应的施工处理，并且根据工程施工的实际情况，来对混凝土的质量和使用量进行有效的控制，以避免在高性能混凝土施工中，水化热量过大，而导致整个混凝土结构的强度受到严重。

2.骨料

在混凝土工程施工中，所采用的骨料有细集料和粗集料之分。其中细集料由于自身的质地比较坚硬，符合普通混凝土施工的相关要求。而粗集料主要是一些吸水率比较低，级配较好的材料，这些材料是用于高性能混凝土施工，而且施工人员也可以根据工程施工的实际情况，来对材料的质量进行合理的选取。

3.细掺合料

在高性能混凝土施工的过程中，人们为了使得整个混凝土结构的工作性能得到进一步的改善，就像其中掺入适量的活性细掺合料，从而使得高性能混凝土强度的质量得到很好的提升。

4.外加剂

而外加剂的使用，主要是对高性能混凝土起到一个改性的作用，因此我们在对高性能混凝土进行浇筑施工时，就要根据工程施工的实际情况和相关要求，来对外加剂进行选用。

二、配合比设计的基本原则和控制要点

1.设计思路有很大区别

在对高性能混凝土配合比方案进行设计的过程中，技术人员首先就要根据工程施工的实际情况，对混凝土的强度等级进行要求，再按照相关的强度要求，来对水泥的水灰比进行计算。不过我们在对高性能混凝土配合比进行设计的过程中，施工人员还要对周围的外界环境进行考虑，并且在其中加入适当的外加剂，进而使得整个混凝土的强度得到大幅度的提升。

2.胶凝材料用量及粉煤灰所占比例

在进行配合比参数设计时，为保证混凝土的耐久性，混凝土中胶凝材料总量应处在一个适宜范围内，不仅有最低限要求，同时，对于C30及以下混凝土，胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35～C40不宜高于450kg/m3。铁路客运专线大力提倡使用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和料，与普通硅酸盐水泥一起作为胶凝材料。

3.含气量的要求

含气量的要求也是客运专线高性能混凝土与普通混凝土的重要区别之一。客运专线规定，即使配制非抗冻混凝土时，含气量也应不小于2%，并且作为施工质量控制的必检项目之一。

4.电通量指标

混凝土的电通量主要取决于水胶比，通过大量试验得到规律，一般水胶比小于0．5时基本可满足电通量小于2000的要求，水胶比小于0．45时基本可满足电通量小于1500的要求。

三、高性能混凝土的特点

（一）高耐久性能

高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性，而耐久性则取决于抗渗性；抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂，其水胶比很低(≤0．38)，水泥全部水化后，混凝土没有多余的毛细水，孔隙细化，最可几孔径很小，总孔隙率低；再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后，混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低。

（二）高工作性能

高性能混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于某些结构特殊部位(如梁柱接头等钢筋密集处)还可采用自流密实成型混凝土，从而保证该部位的密实性，这样可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。

（三）高强及体积稳定性

高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性，低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。虽然高性能混凝土的水灰比比较低，但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用，尽可能地降低单方用水量，防止离析，浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护，避免太阳光照射和风吹，防止混凝土的水分蒸发，这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。高性能混凝土有着良好的物理力学性能，且具有较高的强度和体积稳定性。

四、高性能混凝土的发展

(1)高强高性能混凝土技术在房屋建筑工程上应用

高强高性能混凝土是高层建筑底部柱子和剪力墙的理想材料，在美国、加拿大和澳大利亚都有非常成功的应用实例。它不仅在结构造价上取得了明显的节约效果，更重要的是由于柱子尺寸减小，使建筑使用面积增加，并满足建筑美观的要求。

(2)高强高性能混凝土技术在桥梁工程上应用

桥梁的发展正朝着高性能、高强度的方向迈进，在我国近些年修建的桥梁中普遍特点主要集中在跨度大、承载能力强这两方面。跨度增大不仅可以有效节省建筑资源也符合现在交通发展需要，跨度大可以有效缩减桥身的受力面积，避免因为风和水的危害，但是因为跨度增加和强度提升，就需要在桥梁建设过程中应用到高强高性能的混凝土，这也为高强高性能混凝土技术的发展提供了空间，也加大了施工的技术难度，不过事实证明应用了高强高性能混凝土的桥梁维修和维护费用将普遍大幅度降低，且具有更好的稳定性和耐久性，在经济方面与传统桥梁相比有了明显的进步。

(3)高强高性能混凝土在制品方面的应用

工厂成批生产的预应力混凝土制品是高强高性能混凝土应用的一个主要领域之一。除应用于桥梁预制构件外，还有预制管桩、电杆、管道、轨枕、路面板、护壁、栏杆等。在很多特定环境中高强高性能混凝土的表现也比传统混凝土更具有优势，不仅延长了桥梁构件的使用寿命，也极大的提高了建设施工的效率，大大缩短了施工工期、在构建运输的过程中降低了损耗，节省了成本。