高性能混凝土發(fā)展中存在的問題與對策

薛曉霞

摘 要：高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性等許多優(yōu)良特性，被認為是目前全世界性能最為全面的混凝土，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程。本文介紹了高性能混凝土發(fā)展的歷史背景及目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡明了高性能混凝土的特性，并對其發(fā)展中存在問題予以分析，給出對策建議。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土 建筑材料 問題對策

中圖分類號：TU528 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）06（a）-0088-01

高性能混凝土這個詞，中國第一次說起它到目前為止，差不多已經(jīng)10年了，本文將回顧和展望它。首先我們從HPC的由來和定義談起。

1 高性能混凝土的由來和定義

1970年起，工程中已經(jīng)將硅粉和高效減水劑加入混凝土。美國有一期刊刊登了一篇叫做《24小時100MPa》，在1983出版，它描述了瑞士西卡公司是如何通過硅粉和高效減水劑在正常條件下1天生產(chǎn)出了100MPa高強度的混凝土。本文的發(fā)表標(biāo)志了混凝土技術(shù)的重大改革的開始。

當(dāng)時，各個公家都面臨著基礎(chǔ)設(shè)施老化的問題。美國國家材料顧問協(xié)會指出，大約有200多萬座混凝土的橋面有了程度不一的破損（很多混凝土橋只是使用了不到20年），而且每一年還在增長30多萬座。許多日本的橋梁，港口建設(shè)，10年左右完成后，混凝土表面出現(xiàn)裂紋，脫落，鋼的腐蝕暴露的問題。英格蘭高架橋，由于撒鹽化雪，2年就出現(xiàn)了鋼筋銹蝕將混凝土脹裂。對于這些設(shè)施的翻修和養(yǎng)護，都需要大量的資金投入，各個國家都意識到：新型的混凝土，可能有對經(jīng)濟帶來幫助。多個國家將其列為了國家級項目。美國國家標(biāo)準(zhǔn)局在1990年舉行的第一次國際研討會，會議內(nèi)容針對于高性能混凝土研究。在這次的會議中，第一次提出了有關(guān)于HPC的定義。

2 高性能混凝土發(fā)展概況

在高性能混凝土提出以來的10年中，各個國家都進行了大量科學(xué)研究。其實，在高性能混凝土被定義以前，世界上已經(jīng)有很多國家都客觀地使用了高性能混凝土，例如：

芝加哥的建筑項目水塔大廈中采用C75混凝土；紐約特朗普塔樓工程中使用了C65混凝土；新斯科舍廣場，建在多倫多的加拿大，該項目采用C80混凝土；雙聯(lián)廣場在西雅圖建成，本項目采用C135混凝土；明石海峽大橋在日本建成，該工程使用了C40混凝土等。

美國也對高性能混凝土進行了很多研究，得到了很多有價值的結(jié)論。美國聯(lián)邦政府在1994年提出了在基礎(chǔ)設(shè)施中使用高性能混凝土的想法，并決定開展研究和開發(fā)，預(yù)計10內(nèi)將會投資2億美元。美國各個機構(gòu)都投入了大量的資金來運行高性能混凝土的研究開發(fā)。

中國對高強混凝土也進行了一系列的研究。20世紀(jì)90年代初，清華大學(xué)著手于高性能混凝土的研究，獲得了很多部門的支持。在我國的所有的主要項目中都不同程度的采用了高性能混凝土。1995至1997年間，我國最高的上海金茂大廈，總高度達到了420.5 m，該建筑使用了C50，C60等高性能混凝土。此外，我國的其他大型建筑，例如首都機場航站樓、深圳地王大廈等工程中都很大程度的的用到了高性能混凝土。

3 我國發(fā)展高性能混凝土存在的問題

高性能混凝土的發(fā)展與研究已成為世界各國的重要研究課題，然而我國高性能混凝土的發(fā)展研究與其他發(fā)達國家相比，還是有很大的差距。有很多的問題在發(fā)展高性能混凝土的過程出現(xiàn)。在中國有很多人將高早強混凝土（HSC）誤認為就是高強混凝土（HPC）。HSC是高早強混凝土，它滿足了人們一直以來所期盼的可以減少混凝土結(jié)構(gòu)物的施工工期，使模板的周期律加快提高了經(jīng)濟效益。但是HSC在配置上例如：水化溫升加劇、損失快、水泥用量增多等出現(xiàn)了一系列的新問題。所以HSC并不是我們所說的HPC。如果將HSC認為成了HPC，不顧它的這些所出現(xiàn)的問題，這對于HPC的發(fā)展是非常不利的。我國與國外的差距，筆者認為有以下幾個方面。

3.1 原材料的選用和生產(chǎn)

骨料在建設(shè)和水行業(yè)被稱為建筑骨料，在建筑材料和運輸也被稱為集料。骨料也就是我們俗稱的建筑用砂石。我國的混凝土成產(chǎn)水平很大程度上受到骨料的優(yōu)劣所制約。由于傳統(tǒng)觀念的影響，人們對于骨料的認識十分的不足，認為骨料就是混凝土中的填充物，其質(zhì)量的好壞無關(guān)重要，只要多加點水泥就行。這一錯誤的觀念致使我國的骨料生產(chǎn)至今還是十分的落后，絕大部分的骨料來自于分散的小采石廠成產(chǎn)，這些小的采石場使用的是落后的顎式破碎機破碎，骨料的粒形通常不好。骨料的表面土和夾層土較多，如果去除則會加大投入，所以骨料通常含泥量很大。品質(zhì)惡劣的骨料需要的漿體量多，不但使膠凝材料用量增多，還使混凝土的變形加大，這對于承受動荷載的道路，橋梁等構(gòu)件的影響十分不利。如果中國骨料的現(xiàn)狀還是這么的一直不完善，高強度混凝土是不可能成規(guī)模的生產(chǎn)使用的。

3.2 混凝土的施工

高性能混凝土的添加劑中一般都有高效減水劑，這可以使水灰比很大程度的降低，攪拌物有了很好的粘聚性，在澆筑和運輸?shù)倪^程中不容易發(fā)生離析，并且這樣的攪拌物會比干硬的混凝土更加容易搗實。高性能混凝土在擁有以上優(yōu)點的同時，也有著一點自身的缺點。主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）由于較為粘稠，在振搗棒搗實的過程中，振動難度加大，由于振搗棒拔出還會有可能造成局部離析的現(xiàn)象。（2）由于較為粘稠，一般的攪拌設(shè)備很難攪拌均勻。若采用先進的設(shè)備攪拌，則不得不使水灰比增大，這也就使得凝膠材料的用量增加，并且也無法得到粘聚性好的攪拌物。（3）由于水灰比降低，泌水減少，混凝土表面的水得不到很好的蒸發(fā)，混凝土收縮所導(dǎo)致的開裂加重，所以養(yǎng)護是非常重要的。一味的認為的長時間澆水就是養(yǎng)護是錯誤的想法，這不但導(dǎo)致大量凈水的浪費，并且加劇了混凝土的開裂。

4 高性能混凝土的前景展望

所有新的技術(shù)與材料的發(fā)展，都會有一個漫長反復(fù)的進程。它發(fā)展過程中所有的困難障礙之中，人們首先面對的就是對它的認識和觀念。目前我國正處于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的高潮，這是一個高性能混凝土的發(fā)展機遇。我們應(yīng)該發(fā)展高性能混凝土這種共識的基礎(chǔ)上，應(yīng)注意提高集料的質(zhì)量，和大批攙雜礦渣混凝土、粉煤灰混凝土可用于中國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，這對混凝土行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展是有利的，并且對于國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展都會有一定的促進作用。

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