工程建设中高性能混凝土的应用与控制

2019-03-20杨志锐

产业与科技论坛 2019年7期

□杨志锐

混凝土是我国工程建设的重要材料，通过提升混凝土的耐久性与工作性可以保障工程项目的质量。笔者所在工程采用高性能混凝土既可以保证工程质量，满足工程建设需求，也大大延长了工程使用寿命。故此，本文将浅谈探讨高性能混凝土在工程中的具体应用与控制，从而为我国工程建设做出自己的贡献。

一、高性能混凝土的概念

高性能混凝土不同于普通的混凝土，通过运用普通材料经过一定的常规施工加工，并加入一定的掺合料与外加剂来提高混凝土的强度、耐久性、工作性，从而配制成综合性能优越的混凝土[1]。高性能混凝土的优点具体表现为：第一，在浇筑的过程中十分密实，在搅拌过程中呈现出流态与高塑，能够泵送，而且不易离析；第二，高性能混凝土在凝结的过程中，硬化后的体积比较稳定，整体过程较为均匀，同时浇筑硬化过程中水热化程度低不易产生裂缝；第三，在使用过程中具有很高的抗渗性，具有高流动性、高填充性、高稳定性、高密度性、高间隙通过性、高抗分离性，在保持混凝土的高工作性时，成本也在合理范围之内，性价比较高。可以说高性能混凝土无论是从经济价值以及技术上都是综合性比较高，其核心优点为保持混凝土的耐久性。

高性能混凝土在设计的过程中是将耐久性作为研究的第一要素，对于强度的优先级别并不如耐久性高，这是因为片面强调混凝土的强度级别会对混凝土的耐久性产生影响。高性能混凝土在配制的过程中可以通过使用低水胶以及矿物细料、外加剂等来提高混凝土的高工作性与耐久性。高耐久性的混凝土虽然各项性能综合评定水平较高，但在实际的配制制作过程中不可能实现全面高耐久性，混凝土的基本性能是保证混凝土的塑性工作性能以及耐久性工作性能。同时高性能混凝土在配制过程中要结合具体工程项目的要求情况，例如：需要水下浇筑的混凝土工程需要注重的是混凝土的密实不分散性能，而用于车库的建造时则需要提高混凝土的使用强度与耐磨性。高性能的混凝土是相对的而不是全面的，要结合具体的工程项目需求，突出重点要求功能的高耐久性，从而实现高性能混凝土的科学配制。

二、高层建筑中高性能混凝土的具体应用

大于40MPa的高性能混凝土一般被用于三十层以上的高层建筑当中[2]。这是因为，高层建筑在建筑结构上一般运用的是框架结构，柱子占整体建筑的三分之一，需要将混凝土浇筑到框架结构当中，这就对于混凝土的性能提出了较高的要求，如果使用普通的混凝土很容易导致断面的出现，威胁整体建筑的安全。因此在高性能混凝土施工的过程中，加快整体工程施工的进程与使用钢结构进行对比，可以有效节约工程的成本投入。例如,位于沈阳的方圆大厦就是采用了高性能混凝土，其中高性能混凝土应用为C80强度；位于上海的88层金茂大厦C40在一次中可以泵送到382.5m的高度，可以说在此次施工的过程中实现了高性能混凝土研究的重大突破；位于上海的教育电视台综合楼在建设的过程中使用了大量的基础混凝土，在配制过程中，水泥在整体的用量上只占胶原凝材料的46%，水泥所占比重的降低并没有影响混凝土的性能，混凝土在配制的过程中呈现出一定的浆量饱满，强度高达C40，无论是从混凝土的工作性能上、抗离分析能力以及粘聚性来说都具有非常高的性能表现。

三、高性能混凝土在交通道路建设中的应用

随着交通的道路的迅速发展以及运输需求的不断增长，对于道路工程建设提出了新的要求，需要道路的建设成本、养护成本与其质量比在一个合理的范围之内[3]。道路工程建设作为广泛使用混凝土的项目，需要从混凝土的角度出发来实现工程项目性能的提高，高性能混凝土的有效使用可以提高道面的平均年强度以及耐久性能。未来在道路工程建设的项目当中，将会配制出17MPa的抗拉强度的超高性能混凝土，用来满足道路工程建设的需求。同时在进行交通道路建设的过程当中，应该进一步提高用于道面建设过程中混凝土的抗渗性与致密性。

在道面建设应用的混凝土应该具备非常强的抗折性，高性能混凝土的应用可以提高交通道路的承载能力，避免经过多次使用以及重型车辆通过时导致的道面损坏，延长了道路建设工程的使用寿命，让道路在室外环境的使用下能够抵抗环境自然因素的长期侵蚀，确保了一定周期内混凝土道面的整体完整性。

四、高性能混凝土在配制过程中应该注意的技术要点

(一)配制目的符合建筑项目与环境地具体需求。高性能混凝土在配置的过程中并不能够保证各个方面性能的全面性，因此在配置高性能混凝土时应该充分考虑建筑项目以及环境的具体需求，从而有针对性地提高混凝土的具体性能，达到设计上的技术目标[4]。高性能混凝土配制者在配制过程中应该注意，性能的提高要有针对性，全方面地提高混凝土性能是不可能现实的，理性认识混凝土性能才能确保资源的合理利用。

(二)配制过程中运用低水胶比。在混凝土的配制过程中，可以通过采用低水胶比来实现水泥用量的有效控制。在配制过程中采用低水胶比的目的是让混凝土在浇筑与硬化的过程中能够实现体积的稳定性，并减少由于在收缩过程中出现的裂缝现象，有效控制水热化现象。水胶比在混凝土的配制过程中由于比例增大，在混凝土当中会留下较多的小孔，在一定程度上为混凝土的硬化收缩提供了收缩空间[5]。

(三)配制过程中增加矿物细掺料。高性能混凝土配制的重要手段之一是添加矿物细掺料，通过增加矿物细掺料可以抑制在配制过程中碱骨料的危害反应。高性能混凝土在配制的过程中添加了矿物细掺料可以改变混凝土的常规性能，完成水泥在水化过程中生成物的转变，增加混凝土的密实性，从而综合提高混凝土的综合性能。配制过程中增加矿物细掺料，不仅是完成对水泥的替代，应该根据工程项目建设的具体需求，来确定配置过程中使用的具体品种以及使用掺量。

(四)配置过程中添加外加剂。混凝土在配置的过程中可以通过添加剂来实现混凝土性能的提高，有效的外加剂应经成为了提高混凝土性能必备要素之一。目前我国现有的高效外加剂发展十分的快速，在性能上虽然有待实践，但现有已经确定性能的添加剂对于混凝土的配置起着十分重要的作用。尤其是在性能的使用上，外加剂与外加剂进行复合使用，可以产生叠加效应。在混凝土的配置过程中如果使用两种以上外加剂，在混凝土性能的提高上优于单独一种外加剂[6]。