高性能混凝土在中国的研究和应用

姚海斌

摘要：我国的建筑物与各大项目工程对于混凝土的要求越来越高，高强度与高性能的混凝土已经得到了逐步使用，为了确保这两种混凝土能够在以后的得到更加普遍的使用，本文将从配合比、养护方式、性能表现等多方面进行分析，结合目前的应用情况，探讨以后的发展方向。

关键词：高性能混凝土;中国;应用

一、高强度混凝土与高性能混凝土的优势与劣势

（一）高强度高性能的混凝土强度在早期的增加速度显著，但是后期比较缓慢，甚至低于普通混凝土。

（二）混凝土的各项指标如强度、耐冻性、抗渗性、耐腐蚀、持久性等都是影响建筑工程质量的，而高强高性能混凝土的各项指标都高于普通混凝土，所以使用其进行施工的建筑工程寿命都比较长。由于这些优势港口码头、高速公路、客运铁路以及隧道桥梁等都已经开始使用高强高性能混凝土。

（三）建筑构件的截面尺寸会受到混凝土强度的影响，由于高强高性能混凝土具有高强度，所以缩小了截面尺寸，那么从而建筑工程中的梁柱都会缩小体积，不但使建筑工程更加美观，同时建筑物重量得到较少且使用面积增加。

（四）高强高性能混凝土的明显特点就是高强度，所以配合料中的水泥也比普通混凝土使用水泥强度要高，而高强的混凝土在水热化过程中释放的热量会更多，那么混凝土裂缝就会产生的更加频繁，从而降低混凝土的整体性能。

（五）高强高性能混凝土中会增加不同的胶黏材料，虽然这些材料增加了混凝土的强度性能，但是含有的有害成分也对混凝土质量产生直接影响。

二、高性能混凝土的特点

（一）高耐久性

HPC具备高的抗渗性、抗腐蚀性及抗冻性，其中抗渗性是混凝土耐久性的最主要技术指标。混凝土的抗渗性就是指在压力水的作用下混凝土抵抗渗透的能力。混凝土阻止水向其内部流动的能力越好，说明混凝土的抗渗性越好。抗渗性与耐久性息息相关，抗渗性良好的混凝土能够抵御外来侵蚀介质的影响，从而大大提高混凝土的耐久性。

（二） 高強度

HPC具有高的强度，这是HPC的一个重要特点。HPC是通过严格的施工工艺和高质的原材料配制成的施工材料，强度发展速度快而稳定，早期强度高，后期强度不下降或持续增长。由于混凝土强度高，可减小构件截面尺寸，减轻建筑物自重。HPC弹性模量高，徐变小，可提高构筑物的结构刚度，特别是对预应力混凝土结构，有利于减小预应力的损失。

（三） 高体积稳定性

表现在HPC在硬化过程中体积稳定，水化过程放热低，温升小，被冷却时温差小，干燥收缩小，硬化后结构致密，不易产生裂纹。概括起来说，HPC能更好地满足施工工艺要求和结构功能要求，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，从而降低工程造价。

（四）高工作性

HPC具有良好的工作性，这是一项综合性能，包括流动性、黏聚性和保水性。具体表现为在一定的施工条件下，混凝土便于搅拌、运输及浇筑等施工操作，同时能保证混凝土结构的密实性和均匀性;在搅拌时各种组成材料易于混合均匀;在运输过程中不会发生离析、泌水现象;在浇筑过程中易于浇捣和振实，能够流满模板，节约施工能耗;在硬化过程中能够保证水泥充分水化以及水泥和骨料的粘结性能。

三、高性能混凝土在施工中注意的事项

原材料的好坏直接影响高性能混凝土的性能优劣，在施工中为了保证合理的坍落度必须从混凝土的制作环节入手，每次进行混凝土搅拌前都需要对原材料的含水率做认真测量，将得到的数据进行分析计算得出混凝土的配合比。为了保障测量数据的精确性，每次进行含水率测量的次数不能少于2次，准备好施工的前提条件，保证施工的顺利实施。混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量，称量最大允许偏差应符合胶凝材料（水泥、矿物掺和料等）±1%;外加剂±1%;骨料±2%;拌和用水±1%。混凝土的总搅拌时间不宜少于两分钟，也不宜超过三分钟，以保证搅拌的均匀度。还要对混凝土的耐久性进行严格保证，因此要严格控制混凝土的搅拌时间，为高性能混凝土的综合性能提供一定的保障。在运输过程中应保证混凝土保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的工作性能。应尽量减少混凝土的转载次数和运输时间。从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间以不影响混凝土的各项性能为限。混凝土入模前，应采用专用设备测定混凝土各项工作性能;只有拌和物性能符合要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于1.5m;当大于1.5m时，应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土，保证混凝土不出现分层离析现象。浇筑混凝土时，需要振捣来增加混凝土的密实度。振捣时要注意不能将粗集料分离出来，要将其均匀铺设在混凝土层中并捣实，避免产生蜂窝状的空隙。震动间距不能过大，也不能过度震动，防止破坏其它组件。混凝土浇筑成型达到一定强度后即可拆模。拆模后的混凝土还需要配合科学的养护工作，才能延长使用寿命。在水泥水化期间白天可用草帘、麻袋盖住混凝土表面，每隔两小时就要浇一次水，夜晚，最少浇水两次。后期可适当减少。浇水养护应在混凝土拆模后立即开始。

四、高性能混凝土在中国的应用

（一）高性能混凝土在施工中的应用

高性能混凝土在施工中具有优良的耐久性，相比普通混凝土具有较高的强度与体积稳定性，能够长期抵抗侵蚀、冲刷等外界影响与干扰，因此高性能混凝土在道路施工中运用越来越广泛。高性能混凝土能有效保证道路的路基质量，还能减少路基下沉几率，为水泥用量与混凝土强度之间的矛盾提供了解决思路。高性能混凝土不仅具有较高的力学强度，还有良好的流动性与粘聚性，在实际的道路施工中，专业的设计人员可以结合具体情况进行高性能混凝土的调配，以便其发挥出最优的性能。近年来，高性能混凝土在施工中的使用有效地提高了道路施工质量，为道路施工工艺优化提供了方向。相比道路施工，桥梁施工对混凝土的综合性能要求更高，因此在混凝土的选择与设计上更加的慎重。高性能混凝土具有较高的强度与耐久性，保证桥梁在恶劣环境下的使用寿命，在离岸结构物的施工设计中应用比较广泛，对于具有较长跨度的桥梁高性能混凝土发挥着重要的作用，不仅可以延长桥梁的使用寿命，提高经济效益，还能降低桥梁的养护难度和工作量，保证桥梁施工的同时满足了安全性和经济性。

五、未来发展趋势

（一）提高混凝土强度，希望将混凝土强度控制在C100-C150，并加以推广使用。

（二）合理使用高效减水剂与矿物掺合料，将这两项列为混凝土配料中重要的组成部分，同时开发有效的配合比较搅拌技术，确保高强高性能混凝土的发展更加多元化。

（三）混凝土研究人员可制定各项混合料的质量标准，同时研究合理的生产技术，从而可以有效控制各类混凝土混合料的质量。而且还需要不断增加款物掺合料的种类，提高高效减水剂的性能。

（四）通过改善钢筋结构与使用量，以及在混凝土中复合使用各种纤维，从而克服高强高性能混凝土的易脆性。

（五）建立智能化配比工艺，且利用科技与计算机技术将机器人融入使用，降低劳动力，提高工作效率。

六、结语：

高强高性能混凝土的各项性能明显优于普通混凝土，所以在建筑工程行业中已经得到了普遍使用和认可。高强高性能混凝土可以提高建筑物的强度、延长使用时间、减少施工成本、降低施工难度等。而且不论工程项目是什么类型，都可采用高强高性能混凝土，所以其值得建筑工程行业不断研究，从而促进我国建筑行业稳定发展且取得良好的经济与社会效益。

参考文献：

[1] 林聪.废弃矿物掺合料混凝土收缩与抗裂性能试验研究[D].山东农业大学，2014（14）：441-443.

[2] 罗果.养护条件对复掺矿物掺合料混凝土碳化性能的影响[D].中南大学，2014（32）：587-589.