浅析提高高性能混凝土技术性能的主要措施

浅析提高高性能混凝土技术性能的主要措施

高会丰，马荣，马鹏

中建八局第四建设有限公司，山东青岛 266000

【摘要】高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，主要用于主梁、桥墩和桩基。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在工程中的应用，以此延长结构物的使用年限和获得更好的经济效益。

【关键词】高性能混凝土；技术性能；措施

0引言

高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，必须采用严格的施工工艺，优质的材料配制，便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来，世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用，使高性能混凝土技术取得了很大的进展，在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果。高性能混凝土作为一种能满足特殊性能和特殊用途的混凝土，仅采用常规材料、普通拌和、浇筑和养护等措施达不到高性能混凝土的要求，而是必须通过相应措施来提高混凝土的长期力学性能、初期强度、刚度和体积稳定性以及延长其在恶劣环境下的使用寿命。高性能混凝土往往被人们将其与高强度混凝土联系起来，其实质高性能混凝土不仅仅是高强度，而且具有相当高的刚度、弹性模量和耐久性，普遍混凝土不能长久作用，如许多混凝土车道在不该开裂的地方开裂或者由于冰冻和融化而剥落；许多桥面遭受严重破坏；许多混凝土桥梁在地震中倒塌。因此，采用高性能混凝土才有可能避免这些不该发生的事故。

1高性能混凝土的主要技术指标

坍落度：坍落度是检测混凝土和易性的主要指标。混凝土的和易性包括流动性、黏聚性和保水性。目前国内尚无同时检测混凝土和易性二项性质的方法，主要是通过坍落度试验来测定混凝土流动性，同时观察黏聚性和保水性。坍落度是新拌混凝土质量控制的重要指标。它能在很大程度上综合反映混凝土的和易性。高性能混凝土要表现出大流动性即商流态，因而坍落度值偏大，一般为20～24cm，并要求混凝土从出机到浇灌这段时间内的坍落度损失不能大于2cm，且120分钟后混凝土的扩展度值不小于500mm×500mm。同时要具有良好的黏聚性和保水性。保证混凝土成型后均匀密实、不分层、不离析，满足施工和易性要求。

凝结时间：高性能混凝土在应用中往往作业面大，为了保证成型，便于早期养护，凝结时间应适当延缓，尤其是要延长初凝时间，一般应根据施工时的气候、环境等条件，结合工程要求确定混凝土的凝结时间。通常夏季初凝时间可延长至12～14小时，终凝时间延长至15～18小时，冬季初凝l0～12小时，终凝12～14小时，以保证混凝土的密实性和稳定性，同时应推迟混凝土水化热峰值出现的时间，降低水化热峰值15%～20%，以防止温度应力过大，引起混凝土的开裂。

2提高高性能混凝土技术性能的主要措施

提高混凝土强度：高性能混凝土宜选用质量稳定的52.5级以上的硅酸盐或普通硅酸盐水泥配制。粗骨料宜采用岩石立方体抗压强度不低于1.5倍混凝土强度等级的碎石，且洁净，针、片状含量低，粒型好；细骨料采用细度模数不低于2.6的中砂，含泥量应控制在1%以内，且级配良好。高活性掺合料品种主要有硅灰、磨细矿渣、粉煤灰及沸石粉等。掺合料掺入混凝土中可使混凝土的强度提高，高活性掺合料具有“微集料效应”和“形态效应”，有利于填充在水泥颗粒的空隙中，减小了混凝土的空隙率，增加了混凝土的密度，使混凝土的抗渗性能明显提高。高活性掺合料还具有活性效应，在混凝土中掺入活性掺合料，能有效降低水化热，减少混凝土的收缩，改善混凝土的工作性，调整混凝土内部结构，阻碍侵蚀性介质侵入，提高混凝土的抗腐蚀能力，从而提高混凝土的耐久性。

提高混凝土的流动性：掺入高效减水剂。降低混凝土的水灰化，改善和易性，提高混凝土的流动性，并达到高强的效果。掺入特殊的保塑剂以保证混凝土在出机3小时以内坍落度损失小于15%。粗骨料选用级配良好的5～20mm的碎卵石，细骨料选用中砂，并采用适宜的砂率以进一步改善混凝土的粘聚性和保水性。

降低混凝土水化热：水泥用量尽量降低，一般小于等于450kg/m³；掺入优质的活性掺合料，一般大于等于100kg/m³；掺入保塑剂与缓凝剂；掺加高效减水剂。

增加体积稳定性和耐久性：合理选用水泥和骨料：一般常用42.5级以上的硅酸盐水泥，骨料选用花岗岩、硬质砂岩及石灰岩等，尽量减小水灰比，配制高性能混凝土的重要措施是减小水灰比，使混凝土密实性提高，其强度和耐久性可显著增强，一般水灰比在0.3左右，用水量不大于160kg/m³；正确合理选用掺合料和外加剂：混凝土中掺入适量的活性掺合料可降低温升，改善工作性，增大密实度，减小孔隙率，提高早后期强度，从而提高耐久性，各种外加剂的性能和作用各不相同，使用时应当从混凝土性能要求出发选择合适的外加剂；改进浇注施工工艺：良好的浇注养护工艺和设备是保证混凝土硬化前不分层、不离析，减水泌水，硬化后不开裂的先决条件。所浇混凝土自由下落高度不超过2m，防止离析。正确留置施工缝，采用分层连续浇筑，严格控制所浇混凝土的入模温度，在浇筑过程中，采用插入式高频振捣器按要求振捣密实。加强检查支撑系统的稳定性，浇筑后按照工艺仔细抹面压平，严禁洒水。

高性能混凝土的拌合：由于高性能混凝土用水量少，水胶比低，拌合时较稠，因此需要采用拌合性能好的搅拌设备。卧轴式搅拌机或逆流式搅拌机能在较短时间内将其搅拌均匀，采用其他设备时须经过试验验证拌合物的均匀性。制备高性能混凝土时，各种原材料的计量应尽量准确。使出机口拌合物的工作度稳定，波动小，除对堆料和称量装置有较高要求外，一个重要的控制因素是砂石含水量，即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备。操作人员仍应密切注意正在搅拌的混凝土，在其稠度发生波动时，及时加以调整。

高性能混凝土的养护：养护是混凝土成型的最后一道关键工序，是混凝土技术性能好坏的决定性因素之一。因此，要加强混凝土的养护，保证混凝土在适宜的条件下正常硬化和强度增长。而高性能混凝土水灰比较低，材料内部处于缺水状态，浇注后表面又不泌水，且初凝后表面即开始失水，产生细微凝缩裂缝，因此高性能混凝土的早期养护极其重要。为避免混凝土早期失水过多，必须及时采取覆盖、洒水等有效养护措施，以防止混凝土在施工中由于温度和收缩而产生裂缝，影响混凝土的强度和耐久性。

3结语

本文浅析了高性能混凝土主要性能指标，主要从提高强度、流动性，降低水化热、增加体积稳定性和耐久性，拌合与养护等方面阐述了如何提高高性能混凝土的技术性能。相较于在传统的生产与科技研究中建立起的普通混凝土技术质量控制措施，我们应该建立更加完善、更加科学、更加容易保障高性能混凝土质量，更加便宜操作的高性能混凝土质量控制体系。

参考文献

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