對高性能的混凝土技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用

焦金華　邢治鋼

摘 要：高性能混凝土是一種現(xiàn)代新型的高技術(shù)混凝土，是運(yùn)用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，使用優(yōu)質(zhì)的原材料，在嚴(yán)格的質(zhì)量控制下完成的。高性能混凝土是近年以來甚至未來混凝土技術(shù)發(fā)展的重要趨勢，因其具有便于澆搗、不離析、力學(xué)性能穩(wěn)定、早期強(qiáng)度高、韌性好和體積穩(wěn)定等特殊性能，特別適用于高層建筑項目、橋梁等建筑結(jié)構(gòu)。本文從高性能混凝土的概念、特點入手，重點闡述了高性能混凝土技術(shù)在建筑工程中的運(yùn)用，旨在為行業(yè)相關(guān)人員提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：高性能；混凝土；建筑工程；應(yīng)用

1 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會的進(jìn)步，各建筑項目對于混凝土的使用及施工工藝要求也不斷增強(qiáng)，促使高性能的混凝土也得到不斷的發(fā)展。就目前而言，在建筑行業(yè)混凝土施工技術(shù)和使用方法已經(jīng)逐漸成熟，而混凝土質(zhì)量成為當(dāng)今建筑行業(yè)進(jìn)行質(zhì)量評估重要標(biāo)準(zhǔn)之一。在所有混凝土的規(guī)格中，高性能的混凝土有著極其特殊且至關(guān)重要的地位。

2 高性能混凝土概念及特點

2.1 高性能混凝土概念

眾所周知，作為一種新型高技術(shù)混凝土，高性能混凝土是在大幅提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上，運(yùn)用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，使用優(yōu)質(zhì)原材料，在嚴(yán)格的質(zhì)量控制下制成的。其制作工藝比較復(fù)雜，除了運(yùn)用高質(zhì)量水泥、集料和水之外，制作高性能的混凝土還必須使用低水膠比和添加足量的礦物細(xì)摻料與高效的外加劑。其耐久性設(shè)計優(yōu)于強(qiáng)度設(shè)計，因此如果盲目追求混凝土的高強(qiáng)度，會極大的影響到混凝土耐久性能。而采用低水膠比和添加足量的礦物細(xì)摻料與高效外加劑等方法是提高混凝土耐久性能的關(guān)鍵手段。制作高性能混凝土，首先是要提高混凝土的耐久性能，其次才是滿足人們的特殊需要某類特殊性能。

2.2 高性能混凝土的特點

（1）高性能混凝土早期的強(qiáng)度較高，但是后期強(qiáng)度增長速度比一般的混凝土要慢許多。

（2）高性能混凝土因其強(qiáng)度較高，所以抗?jié)B漏、抗凍害、抗碳化、耐腐蝕等耐久性比一般混凝土要高很多，從而能夠極大的提高建筑項目的使用壽命。

（3）因其強(qiáng)度高，可以大大縮小構(gòu)件截面尺寸，從而改變“梁柱過粗”的不美觀問題，既可以減輕建筑項目自身的重量，還可以增加建筑項目的使用面積。

（4）密實度好，抗?jié)B漏、抗凍害、抗碳化、耐腐蝕等耐久性標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)于一般混凝土，所以高性能混凝土廣泛應(yīng)用于高層建筑工程、大跨度工程、鐵路、公路、橋梁、、海港、碼頭工程等工程。

3 高性能混凝土在建筑工程中的應(yīng)用

目前，高性能混凝土技術(shù)正得到全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，很多國家都將其用在離岸結(jié)構(gòu)物和長大跨橋梁的建造上。此外，高性能混凝土發(fā)展的另一重要領(lǐng)域是高性能輕混凝土，比較鋼材而言，一般混凝土的強(qiáng)度/自重比較低，添加了高效減水劑的高性能混凝土則極大的提高了這一比例；而使用大量微小孔隙的輕骨料代替一部分的普通骨料，就能夠進(jìn)一步提高該比例。目前在美、加、澳、日等過，高性能輕混凝土已廣泛用于漂浮式和固定式鉆井平臺。

3.1 高性能混凝土在高層建筑中的應(yīng)用

一般情況下，三十層以上高層建筑物的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，高性能混凝土（>40MPa）的使用情況比較多見，因為高層建筑工程下部1/3的柱子，使用一般的混凝土?xí)r產(chǎn)生的斷面比較大。與鋼結(jié)構(gòu)相比，高性能混凝土不僅能夠節(jié)省原材料使用費(fèi)用，還能夠大大提高施工速度。應(yīng)用實例：沈陽方園大廈、大西電業(yè)園等多項高層建筑中就使用了大量的高性能混凝土；上海88層金茂大廈、明天廣場、上海教育電視臺綜合樓等項目也是大量的使用了高性能混凝土。

3.2 高性能混凝土在路面的應(yīng)用

隨著對交通運(yùn)輸條件要求的日益提高，發(fā)展“長壽命低維護(hù)路面”成為公路發(fā)展的一大趨勢，這也意味著高性能道面混凝土需要在路面修筑上廣泛運(yùn)用，而提高混凝土的抗壓強(qiáng)度與耐久性成為當(dāng)前高性能道面混凝土的發(fā)展一大趨勢。這一點在第十六屆國際混凝土路面會議已經(jīng)指出：當(dāng)前，路面設(shè)計要求強(qiáng)度和耐久性并舉，也就是說在未來發(fā)展方向中，需要將抗拉強(qiáng)度達(dá)17MPa的超高強(qiáng)混凝土，用于修筑連續(xù)的混凝土路面。因此，提高混凝土道面表面的密實性、抗?jié)B性是非常關(guān)鍵的，而實現(xiàn)路面這些特性的重要步驟就是提升高性能混凝土的性能。眾所周知，高性能道面混凝土具有高抗折強(qiáng)度，而修筑路面時使用高性能道面混凝土可以大大提高道面的承載能力，延長路面的使用壽命，同時還可以減薄道面的厚度，降低工程成本。高性能道面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環(huán)境的長期破壞作用，保證在道面的設(shè)計使用期限內(nèi)，混凝土能夠正常工作。

4 高性能混凝土在建筑工程中的運(yùn)用要點分析

（1）依據(jù)建筑項目的使用性能與混凝土結(jié)構(gòu)周邊環(huán)境的實際情況，設(shè)計混凝土的目標(biāo)性能。在這里要求混凝土具有全面的高強(qiáng)度、高性能、耐久性是不科學(xué)的，且不說以目前的技術(shù)水平難以達(dá)到，而且還極大的浪費(fèi)了資源。

（2）使用低水膠比來控制混凝土中水泥的比重。這樣做的目的是為了降低混凝土的升溫幅度，增強(qiáng)混凝土的穩(wěn)定性，減少混凝土硬化時產(chǎn)生的收縮縫隙。當(dāng)水膠比較大時，混凝土中會出現(xiàn)很多毛細(xì)孔，并以此來增加硬化混凝土的收縮程度。

（3）添加充足的礦物細(xì)摻料。采用礦物細(xì)摻料是制作高性能混凝土的一個關(guān)鍵的技術(shù)手段，主要目的是為了降低混凝土中堿骨料反應(yīng)造成的危害。在這里應(yīng)該注意的是，使用礦物細(xì)摻料并不是簡單的替代了水泥部分功用，二是應(yīng)該依據(jù)實際情況來確定礦物細(xì)摻料的種類及用量。實踐證明，采用兩種及其以上的礦物細(xì)摻料時，其綜合效應(yīng)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其分別單獨使用的總和，這就是所謂的超疊加效應(yīng)。

（4）添加高效外加劑。高效外加劑是制作高性能混凝土基本的原材料之一。也正是高效外加劑的研發(fā)和使用為高性能混凝土的制作提供了可能。就目前而言，用于制作高性能混凝土的高效外加劑的種類繁多且超疊加效應(yīng)也同樣適用于兩種或者兩種以上的高效外加劑的復(fù)合使用上。也就是說兩種奈系高效減水劑按照正確的比例復(fù)合使用后，所產(chǎn)生的相互作用的效應(yīng)應(yīng)該遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這兩種外加劑單獨使用效果的總和，而我們現(xiàn)在所要做的就是通過反復(fù)試驗，找出最佳匹配材料與最佳匹配比例。

（5）一般情況下不需要使用高標(biāo)號的水泥，除非對混凝土的設(shè)計強(qiáng)度要求較高，同時，沒有特殊要求，一般不使用早強(qiáng)水泥。

（6）通常在連續(xù)澆注混凝土項目工程時，必須對混凝土具有相同的塌落度提供保障。特別注意的是，混凝土的塌落度不同，其硬化過程產(chǎn)生的收縮效果也不同，因此，兩種或者幾種不同塌落度的混凝土之間極易產(chǎn)生大的收縮縫隙。

（7）依據(jù)建筑項目工程的實際情況使用不同種類的高性能混凝土，使其發(fā)揮到最佳的性能。比如鋼纖維增強(qiáng)混凝土、鋼管混凝土、杜拉纖維增強(qiáng)混凝土等。

5 結(jié) 語

總而言之，在現(xiàn)代建筑工程建設(shè)過程中，混凝土施工是整個施工過程中最為重要也是專業(yè)性最強(qiáng)的一道工序，只有保證了混凝土的施工質(zhì)量，才能夠保證整個建筑項目工程的整體質(zhì)量。高性能的混凝土完全彌補(bǔ)了之前普通混凝土的缺陷，使得混凝土能夠在保持高強(qiáng)度的同時，還能夠保證其對整個工程項目結(jié)構(gòu)的節(jié)能環(huán)保、檢修維護(hù)等性能。因此，高性能的混凝土的成功研制并廣泛應(yīng)用，在混凝土技術(shù)使用的歷史上具有劃時代是意義。未來這種高強(qiáng)度高性能的混凝土技術(shù)也必將有著更廣泛的使用范圍，為人們帶來更大經(jīng)濟(jì)效益和有質(zhì)量保證的建筑工程。

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作者簡介：焦金華（1976～），男，本科，工程師，主要從事建筑工程管理工作。