高强度高性能水泥混凝土的性能优势及施工控制

高强度高性能水泥混凝土的性能优势及施工控制摘要:高强度高性能水泥混凝土的出现，为建筑工程施工拓宽了新路子，也为建材科研人员提出了新课题。高强度高性能水泥混凝土强度高，稳定性好，具有良好的流变性，能自流密实，但由于自身的局限性，其配合比及添加剂往往不能满足不同特点的建筑工程的需要，相关的生产企业，其固定的配比虽能满足大多数的需求，对有特殊要求的施工项目，则需要有更加科学合理的配比方案。针对于此，列举出几种相对有代表意义的施工要求和施工环境，对此加以分析。

关键词:高强度高性能水泥混凝土性能优势施工控制

本世纪初，人们发现了一种新的混凝土的生产及使用方法。自从混凝土获得大量的应用后，它的配比及使用材料被人们广泛的认识和接受。高水灰比的普通强度混凝土，其施工工艺和性能标准都是以传统混凝土作为基础发展起来的。高强度高性能水泥混凝土仍以传统的砂石作为骨料，但水泥用量大为减少，其中原材料成分和配比增加了，拌料的的流变性能和硬化后的强度等性能发生了极大改变。尽管其优点很多，但若不了解其性能，施工控制不善，也就发挥不了它的长处，甚至留下工程隐患，造成不良后果。

1 高强度高性能水泥混凝土的主要特点

混凝土在被使用时以其坚固耐用受到普遍欢迎，但在恶劣的环境气候中，混凝土表面及内部钢筋仍会有毁损、锈蚀产生。资料统计：

在我国南方潮湿环境下，95%的构件钢筋有锈蚀，有50%的混凝土碳化强度已到达钢筋表面。因此，人们希望能更好的改善提高混凝土的强度及性能。要延长混凝土的使用寿命，仅仅提高强度是不够的，因此，提高混凝土的性能，尤其是特殊环境下对混凝土的性能要求是我们未来的发展目标也是目前急需解决的难题。在提出混凝土的性能优势之前，首先对它的缺陷加以介绍：

⑴如果尽可能提高强度，会导致脆性增加。脆性增加会直接影响到构件的延性，主要承受压力的构件延性更会受到严重削弱。

⑵掺入硅灰量大的高强混凝土，后期强度增长。因为其石灰量小内部湿度低，继续水化困难。

⑶由于高强混凝土自收缩大，因而变形性能也随强度等级的提高而变得严重，这就引起了工程技术专家改善高强混凝土性能的研究。

2 高强度高性能水泥混凝土的生产施工及质量控制

高性能混凝土的第一特性是耐久性，因此混凝土必须有高的密实度和体积稳定性。因而其组分较普通混凝土复杂，获得它的技术途径也多种多样。不过在制造高性能混凝土是，这些技术措施往往配合使用。

优良性能的高性能混凝土的配置方法：

⑴降低用水量减小混凝土内部空隙，改善水泥和矿物掺和料的颗粒组成使其具有优良的级配，从而增加混凝土的密实程度。

⑵通过降低水灰比，以及加入矿物掺和料后的水化作用与火山灰作用使水泥浆体与粗骨料之间的结构得到加强，多数矿物料还有抑制有害物质的作用。

⑶通过降低水泥用量，降低了成本，必要时加入膨胀剂可以防止水泥在硬结过程中因收缩造成的裂缝。

⑷利用非水泥的材料如纤维等增加凝结力。

现代的高强度高性能混凝土是经过改善的，因而具备高强度以外的优良性能，主要是优异的耐久性。经过专家的验证证明，我国的高强度高性能混凝土是以耐久性为基础，能够满足工业化预拌生产，机械化施工的混凝土，在性能上按混凝土龄期发展阶段而有下面一些特点：

⑴新拌混凝土有良好流变学特性------不泌水、不离析甚至能达到自流密实。

⑵硬化过程中水热化低、体积稳定、无裂缝或少裂缝。

⑶硬化后结构密实，抗渗性优良，渗透系数优良可比普通混凝土低1~2个数量级，抗渗性将是评估其耐久性的一个重主要综合指标。

由于高强高性能需掺入高性能添加剂，对所要求的添加剂必须具备下面几个突出的性能：

⑴减水剂对水泥颗粒的分散性要好，对混凝土减水率要高，至少对普通混凝土的减水率要在20%以上。

⑵对水泥分散性和流动性随时间的变化小，在混凝土中表现的塌落度损失小。

⑶有一定的引气量但不过大，不致影响混凝土最终强度。

⑷含碱量尽可能小，不含大量氯离子，能显著改善硬化混凝土的耐久性。

⑸成本适中，添加量低，便于推广应用。

高性能混凝土的强度主要通过不同用水量以及选择不同矿物掺和料的品种与用量进行调节，在可能的条件下，宜尽量采用复合掺料，即同时使用两种或两种以上的矿物掺和料，C100或更高等级的混凝土可以以掺硅灰为主；C80~C90级的混凝土可以掺超细矿渣为主；C60~C70级混凝土可以掺优质粉煤灰为主；C30~C40级高性能混凝土不属于高强混凝土之列。在低水胶比的前提下，可以采取掺大量粉煤灰（矿渣）的技术途径，同时使用引气剂替代部分价格昂贵的高效减水剂。

高强高性能混凝土的生产施工要求有严格的质量控制与管理措

施，它适合工厂预拌生产、泵送施工、依靠小型工地的现场搅拌难以保证质量要求。虽然高性能的混凝土坍落度很大，但粘度较高，一般工地的自落式搅拌机不但较难拌匀而且效率很低，如用人工输送，操作上很困难。高性能混凝土用料比较挑剔，尤其用水量非常严格，原材料和用水量的稍许变动对于传统的混凝土也有影响，但对高性能混凝土来说却有可能造成非常严重的后果。因此对砂石堆放场地、称量、装置等方面有较高的要求，一般小型工地往往缺乏这些条件。

除了用水量要严格控制以外，高性能混凝土生产施工和质量检验中值得注意的问题是：

⑴拌和物的坍落度损失及环境温度对坍落度损失的影响。

⑵养护方法；高性能混凝土基本上不泌水，浇注后必须立即采取措施防止蒸发水分造成表面干裂。一些工地习惯于将浇注后的混凝土搁置几小时后才覆盖养护，这对高强高性能混凝土来说是不允许的，应立即喷刷表面化学养护剂或覆盖薄膜塑料。

⑶高强高性能混凝土的测定：同一批混凝土标准试件在不同的试验机上测得的强度有一定的差异，强度越高，差异越大。因此测试强度本身也要作为质量控制的一个部分。

3 高强高性能混凝土的推广

推广高强高性能混凝对社会和业主都具有经济价值，但设计和施工单位在推广初期往往要担负着较大的风险，甚至会因混凝土的用量下降而降低收入，因此，在新材料使用初期，需要政策和价格两方面的扶植。此外，对推广高强高性能混凝土必须有与之相应的施工设计规程并制定有关原材料的标准及其性能的测试方法。最后，生产高强高性能混凝土的原材料（碳酸盐水泥、高效减水剂、复合矿物掺和料）也要同步发展起来。

总之，高强高性能混凝土是混凝土技术进步的产物，可以提高许多基础建设的耐久性并减少投资。我国从70年代就开始研究开发，80年代将高强高性能混凝土应用于建筑当中，效果良好。但是它的生产需要有高素质的操作人员、较完善的生产施工设备和高水平的质量管理与控制，因此，人们致力于完善这种新型材料，使之成为21世纪建筑施工材料中的一颗新星。