高性能混凝土及其工程應用|高性能混凝土試塊留置

　　高性能混凝土（HPC）是近10余年來發(fā)展起來的一種新型混凝土。對于高性能混凝土的定義筆者認為：高性能混凝土并不是混凝土的一個品種，而是強調(diào)混凝土的“性能”（Performance）。對不同的工程，高性能混凝土有不同的強調(diào)重點。本文通過高性能混凝土在幾個實際工程中的應用來說明筆者的觀點。
　　1.高性能混凝土的涵義[1]
　　高性能混凝土（HPC）是近10余年來發(fā)展起來的一種新型混凝土；1990年5月在美國國家標準與技術(shù)研究所（NIST）和混凝土協(xié)會（ACI）主辦的第一屆高性能混凝土討論會上提出高性能混凝土的定義且定名為“HPC”，我國譯為“高性能混凝土”。 高性能混凝土中由于摻加了工業(yè)廢料為主的細摻料，減少了水泥用量，也被稱為“綠色混凝土”。美國、法國、日本等國學者都提出各自的觀點，美國學者認為：高性能混凝土是一種易于澆注、搗實、不離析；能長期保持高強度、高韌性和體積穩(wěn)定性，在嚴酷條件下壽命很長的混凝土。ACI認為HPC并不需要很高的抗壓強度，但仍要≥50Mpa，日本學者認為：HPC是一種高填充能力的混凝土，新拌階段不需振搗能完成澆注、水化、硬化，早期階段水化熱低、干縮少，具有足夠的強度和耐久性。加拿大學者認為：HPC是一種具有高彈性模量、高密度、抗侵蝕、低滲透的混凝土�？梢娒兰訉W者側(cè)重于硬化后的性能，特別是耐久性。日本學者則重視新拌混凝土的流動性和自密實性。其共同之處是強調(diào)高耐久性和高施工性。
　　中國混凝土學會高強、高性能混凝土委員會于2000年在蘇州召開的會議上，建議高性能混凝土定義為：以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土。
　　我國學者及行業(yè)專家（結(jié)合了諸國說法）認為：高性能應體現(xiàn)在工程設計（力學概念）和施工要求（非力學概念）和使用壽命（經(jīng)濟學概念）三結(jié)合的優(yōu)異技術(shù)、經(jīng)濟特性上，其技術(shù)特性是高密實性。即高性能混凝土，首先應該是優(yōu)良的工作性能。在工程施工中具有合適的流動性、可泵性，正常施工中滿足混凝土成型的條件，保證混凝土構(gòu)件的密實性、均勻性，減少振搗帶來的公害及能源消耗。其次應是在獲得較高強度的同時，而很少增加水泥的用量，使得在相同使用條件下，混凝土構(gòu)件的尺寸較小。三是高耐久性，在長期荷載、疲勞荷載及腐蝕的條件下達到較長的預期壽命。再其次是滿足特殊使用功能的需要。
　　按照以上的表述筆者認為：高性能混凝土并不是混凝土的一個品種，而是強調(diào)混凝土的“性能”（Performance）或者質(zhì)量、狀態(tài)、水平。對不同的工程，高性能混凝土有不同的強調(diào)重點（即“特殊性能組合”）。下面以高性能混凝土在幾個實際工程中的應用來說明筆者的觀點。
　　
　　2.高性能混凝土在工程中的應用
　　2.1工程實例一[2]
　　黃河小浪底水利樞紐導流工程90d齡期C70高性能硅粉混凝土襯砌
　　技術(shù)目標：防高水流對泄洪建筑物表面磨損和空蝕
　　技術(shù)措施：
　�。�1）細骨料選用中粗砂。細度模數(shù)在2.8～3.0的中砂偏粗范圍內(nèi)，克服采用細砂而多用水泥會
　　使高性能混凝土發(fā)粘不利于泵送的弊病。
　�。�2）粗骨料采用高強度河卵石破碎。為黃河連地灘天然砂石料，提高了抗沖磨能力。
　　（3）使用粉煤灰和硅灰做摻合料。加密硅灰火山灰活性指數(shù)為124%，提高混凝土抗磨耐蝕性和克服粉煤灰混凝土早期強度低的特點。且用試驗驗證了粉煤灰摻量為20%～25%時不影響混凝土抗沖磨反而增加抗空蝕性能。
　　（4）高效能減水劑（NN）和普通減水劑（VZ）復合使用，產(chǎn)生疊加效應（總減水率達到25%），獲得低水膠比、低用水量 、大坍落度的高性能混凝土。
　　2.2工程實例三[3]
　　舟山大陸連島工程金塘跨海大橋樁和承臺均為C35～C30混凝土。
　　技術(shù)目標：抗離子滲透、體積穩(wěn)定、抗裂性能好的耐久性海工混凝土
　　技術(shù)措施：采用普通強度混凝土高性能化的配合比設計，其設計原則為：
　　（1）在膠凝材料中，適當降低水泥用量，增加活性礦物摻和料用量。
　�。�2）采用不同以往普通混凝土配比的水膠比，盡可能降低混凝土單方用水量，以減少混凝土的毛細孔通道，提高混凝土的密實性、高尺寸穩(wěn)定性和良好工作性。
　�。�3）使用高效減水劑，在減少單方用水量的同時提高新拌混凝土的黏聚性、工作性和施工可行性。
　�。�4）海工混凝土施工過程控制：嚴格控制粗細集料的含泥量；嚴格控制混凝土單位用水量；必須在混凝土澆筑后，實施長期有效的保濕養(yǎng)護措施。嚴格控制養(yǎng)護時間。
　　2.3工程實例四[4]
　　呼圖壁河青年渠首改造工程C80混凝土，大體積混凝土技術(shù)目標：配制高強和抗沖耐磨、長耐久性高性能混凝土
　　技術(shù)措施：
　�。�1）混凝土配合比（材料用量單位:kg/m）:高等級水泥（≥P.o42.5）413，砂子（FM＝2.9）617，石子（5～20mm）1098，水130，礦渣88，硅粉41，膨脹劑（ZYH）47，聚羧酸高效減水劑2.36，水膠比0.22，坍落度（mm）118，抗壓強度（MPa）61.3（3d），94.6（28d）。
　�。�2）采用強制式攪拌機；高效減水劑采用后摻法。
　�。�3）控制溫度對現(xiàn)場澆筑的影響。冬季:避免在下午較晚的時候澆筑混凝土；對原材料進行保護，避免直接暴露在寒冷空氣中和表面結(jié)冰；使用早強型水泥；采用絕熱材料覆蓋混凝土表面或模板，防止水化熱散失，提高混凝土溫度。夏季:以冰屑替代拌合用水，或者使用緩凝劑和聚羧酸高效減水劑，以減小坍落度損失。
　�。�4）加強養(yǎng)護。澆筑后的混凝土應進行適當濕養(yǎng)和薄膜養(yǎng)護。
　　3.結(jié)語
　　高性能混凝土以其優(yōu)異的性能使得普通混凝土向高性能混凝土發(fā)展成為必然趨勢。高性能混凝土是混凝土技術(shù)進步的標志。我國在發(fā)展高性能混凝土方面才剛剛起步，需要科研、教學、設計、施工部門攜手協(xié)作，共同促進高性能混凝土的發(fā)展。
　　
　　參考文獻
　　[1] （德）F.H.Wittmann P.Schwesinger.著 馮乃謙等譯. 高性能混凝土：材料特性與設計[M]. 北京：中國鐵道出版社，1998.
　　[2] 王鐵誠. 小浪底高性能混凝土的配制技術(shù)[J]. 施工技術(shù)，2001（05）
　　[3] 黃演忠，鄭伍海，李書惠. 金塘大橋高性能海工混凝土配合比設計及應用[J]. 粉煤灰，2010（03）.
　　[4] 屈軍，張善德.C80高性能混凝土在呼圖壁河青年渠首改造工程中的應用[J]. 新疆水利，2010（05）.
　　
　�。ㄗ髡邌挝唬�1江蘇科技大學土木工程與建筑學院江蘇鎮(zhèn)江212003 2華普建設監(jiān)理有限責任公司江蘇鎮(zhèn)江212003）

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