高強(qiáng)度高性能水泥混凝土的性能優(yōu)勢(shì)及施工控制

摘 要:高強(qiáng)度高性能水泥混凝土的出現(xiàn)，為建筑工程施工拓寬了新路子，也為建材科研人員提出了新課題。高強(qiáng)度高性能水泥混凝土強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，具有良好的流變性，能自流密實(shí)，但由于自身的局限性，其配合比及添加劑往往不能滿足不同特點(diǎn)的建筑工程的需要，相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)，其固定的配比雖能滿足大多數(shù)的需求，對(duì)有特殊要求的施工項(xiàng)目，則需要有更加科學(xué)合理的配比方案。針對(duì)于此，列舉出幾種相對(duì)有代表意義的施工要求和施工環(huán)境，對(duì)此加以分析。

關(guān)鍵詞:高強(qiáng)度高性能水泥混凝土 性能優(yōu)勢(shì) 施工控制

中圖分類號(hào):TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2011)03(c)-0037-01

本世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)了一種新的混凝土的生產(chǎn)及使用方法。自從混凝土獲得大量的應(yīng)用后，它的配比及使用材料被人們廣泛的認(rèn)識(shí)和接受。高水灰比的普通強(qiáng)度混凝土，其施工工藝和性能標(biāo)準(zhǔn)都是以傳統(tǒng)混凝土作為基礎(chǔ)發(fā)展起來的。高強(qiáng)度高性能水泥混凝土仍以傳統(tǒng)的砂石作為骨料，但水泥用量大為減少，其中原材料成分和配比增加了，拌料的的流變性能和硬化后的強(qiáng)度等性能發(fā)生了極大改變。盡管其優(yōu)點(diǎn)很多，但若不了解其性能，施工控制不善，也就發(fā)揮不了它的長(zhǎng)處，甚至留下工程隱患，造成不良后果。

1 高強(qiáng)度高性能水泥混凝土的主要特點(diǎn)

混凝土在被使用時(shí)以其堅(jiān)固耐用受到普遍歡迎，但在惡劣的環(huán)境氣候中，混凝土表面及內(nèi)部鋼筋仍會(huì)有毀損、銹蝕產(chǎn)生。資料統(tǒng)計(jì):在我國(guó)南方潮濕環(huán)境下，95%的構(gòu)件鋼筋有銹蝕，有50%的混凝土碳化強(qiáng)度已到達(dá)鋼筋表面。因此，人們希望能更好的改善提高混凝土的強(qiáng)度及性能。要延長(zhǎng)混凝土的使用壽命，僅僅提高強(qiáng)度是不夠的，因此，提高混凝土的性能，尤其是特殊環(huán)境下對(duì)混凝土的性能要求是我們未來的發(fā)展目標(biāo)也是目前急需解決的難題。在提出混凝土的性能優(yōu)勢(shì)之前，首先對(duì)它的缺陷加以介紹:

(1)如果盡可能提高強(qiáng)度，會(huì)導(dǎo)致脆性增加。脆性增加會(huì)直接影響到構(gòu)件的延性，主要承受壓力的構(gòu)件延性更會(huì)受到嚴(yán)重削弱。

(2)摻入硅灰量大的高強(qiáng)混凝土，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)。因?yàn)槠涫伊啃?nèi)部濕度低，繼續(xù)水化困難。

(3)由于高強(qiáng)混凝土自收縮大，因而變形性能也隨強(qiáng)度等級(jí)的提高而變得嚴(yán)重，這就引起了工程技術(shù)專家改善高強(qiáng)混凝土性能的研究。

2 高強(qiáng)度高性能水泥混凝土的生產(chǎn)施工及質(zhì)量控制

高性能混凝土的第一特性是耐久性，因此混凝土必須有高的密實(shí)度和體積穩(wěn)定性。因而其組分較普通混凝土復(fù)雜，獲得它的技術(shù)途徑也多種多樣。不過在制造高性能混凝土是，這些技術(shù)措施往往配合使用。

優(yōu)良性能的高性能混凝土的配置方法:

(1)降低用水量減小混凝土內(nèi)部空隙，改善水泥和礦物摻和料的顆粒組成使其具有優(yōu)良的級(jí)配，從而增加混凝土的密實(shí)程度。

(2)通過降低水灰比，以及加入礦物摻和料后的水化作用與火山灰作用使水泥漿體與粗骨料之間的結(jié)構(gòu)得到加強(qiáng)，多數(shù)礦物料還有抑制有害物質(zhì)的作用。

(3)通過降低水泥用量，降低了成本，必要時(shí)加入膨脹劑可以防止水泥在硬結(jié)過程中因收縮造成的裂縫。

(4)利用非水泥的材料如纖維等增加凝結(jié)力。

現(xiàn)代的高強(qiáng)度高性能混凝土是經(jīng)過改善的，因而具備高強(qiáng)度以外的優(yōu)良性能，主要是優(yōu)異的耐久性。經(jīng)過專家的驗(yàn)證證明，我國(guó)的高強(qiáng)度高性能混凝土是以耐久性為基礎(chǔ)，能夠滿足工業(yè)化預(yù)拌生產(chǎn)，機(jī)械化施工的混凝土，在性能上按混凝土齡期發(fā)展階段而有下面一些特點(diǎn):

(1)新拌混凝土有良好流變學(xué)特性------不泌水、不離析甚至能達(dá)到自流密實(shí)。

(2)硬化過程中水熱化低、體積穩(wěn)定、無(wú)裂縫或少裂縫。

(3)硬化后結(jié)構(gòu)密實(shí)，抗?jié)B性優(yōu)良，滲透系數(shù)優(yōu)良可比普通混凝土低1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，抗?jié)B性將是評(píng)估其耐久性的一個(gè)重主要綜合指標(biāo)。

由于高強(qiáng)高性能需摻入高性能添加劑，對(duì)所要求的添加劑必須具備下面幾個(gè)突出的性能:

(1)減水劑對(duì)水泥顆粒的分散性要好，對(duì)混凝土減水率要高，至少對(duì)普通混凝土的減水率要在20%以上。

(2)對(duì)水泥分散性和流動(dòng)性隨時(shí)間的變化小，在混凝土中表現(xiàn)的塌落度損失小。

(3)有一定的引氣量但不過大，不致影響混凝土最終強(qiáng)度。

(4)含堿量盡可能小，不含大量氯離子，能顯著改善硬化混凝土的耐久性。

(5)成本適中，添加量低，便于推廣應(yīng)用。

高性能混凝土的強(qiáng)度主要通過不同用水量以及選擇不同礦物摻和料的品種與用量進(jìn)行調(diào)節(jié)，在可能的條件下，宜盡量采用復(fù)合摻料，即同時(shí)使用兩種或兩種以上的礦物摻和料，C100或更高等級(jí)的混凝土可以以摻硅灰為主;C80～C90級(jí)的混凝土可以摻超細(xì)礦渣為主;C60～C70級(jí)混凝土可以摻優(yōu)質(zhì)粉煤灰為主;C30～C40級(jí)高性能混凝土不屬于高強(qiáng)混凝土之列。在低水膠比的前提下，可以采取摻大量粉煤灰(礦渣)的技術(shù)途徑，同時(shí)使用引氣劑替代部分價(jià)格昂貴的高效減水劑。

高強(qiáng)高性能混凝土的生產(chǎn)施工要求有嚴(yán)格的質(zhì)量控制與管理措施，它適合工廠預(yù)拌生產(chǎn)、泵送施工、依靠小型工地的現(xiàn)場(chǎng)攪拌難以保證質(zhì)量要求。雖然高性能的混凝土坍落度很大，但粘度較高，一般工地的自落式攪拌機(jī)不但較難拌勻而且效率很低，如用人工輸送，操作上很困難。高性能混凝土用料比較挑剔，尤其用水量非常嚴(yán)格，原材料和用水量的稍許變動(dòng)對(duì)于傳統(tǒng)的混凝土也有影響，但對(duì)高性能混凝土來說卻有可能造成非常嚴(yán)重的后果。因此對(duì)砂石堆放場(chǎng)地、稱量、裝置等方面有較高的要求，一般小型工地往往缺乏這些條件。

除了用水量要嚴(yán)格控制以外，高性能混凝土生產(chǎn)施工和質(zhì)量檢驗(yàn)中值得注意的問題是:

(1)拌和物的坍落度損失及環(huán)境溫度對(duì)坍落度損失的影響。

(2)養(yǎng)護(hù)方法;高性能混凝土基本上不泌水，澆注后必須立即采取措施防止蒸發(fā)水分造成表面干裂。一些工地習(xí)慣于將澆注后的混凝土擱置幾小時(shí)后才覆蓋養(yǎng)護(hù)，這對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土來說是不允許的，應(yīng)立即噴刷表面化學(xué)養(yǎng)護(hù)劑或覆蓋薄膜塑料。

(3)高強(qiáng)高性能混凝土的測(cè)定:同一批混凝土標(biāo)準(zhǔn)試件在不同的試驗(yàn)機(jī)上測(cè)得的強(qiáng)度有一定的差異，強(qiáng)度越高，差異越大。因此測(cè)試強(qiáng)度本身也要作為質(zhì)量控制的一個(gè)部分。

3 高強(qiáng)高性能混凝土的推廣

推廣高強(qiáng)高性能混凝對(duì)社會(huì)和業(yè)主都具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值，但設(shè)計(jì)和施工單位在推廣初期往往要擔(dān)負(fù)著較大的風(fēng)險(xiǎn)，甚至?xí)蚧炷恋挠昧肯陆刀档褪杖?，因此，在新材料使用初期，需要政策和價(jià)格兩方面的扶植。此外，對(duì)推廣高強(qiáng)高性能混凝土必須有與之相應(yīng)的施工設(shè)計(jì)規(guī)程并制定有關(guān)原材料的標(biāo)準(zhǔn)及其性能的測(cè)試方法。最后，生產(chǎn)高強(qiáng)高性能混凝土的原材料(碳酸鹽水泥、高效減水劑、復(fù)合礦物摻和料)也要同步發(fā)展起來。

總之，高強(qiáng)高性能混凝土是混凝土技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，可以提高許多基礎(chǔ)建設(shè)的耐久性并減少投資。我國(guó)從70年代就開始研究開發(fā)，80年代將高強(qiáng)高性能混凝土應(yīng)用于建筑當(dāng)中，效果良好。但是它的生產(chǎn)需要有高素質(zhì)的操作人員、較完善的生產(chǎn)施工設(shè)備和高水平的質(zhì)量管理與控制，因此，人們致力于完善這種新型材料，使之成為21世紀(jì)建筑施工材料中的一顆新星。