高性能混凝土技術(shù)應(yīng)用探討

蔡廣生

（新疆金輝房地產(chǎn)開發(fā)有限責(zé)任公司 烏魯木齊 830000）

1 高性能混凝土的概念及特性

1.1 概念

高性能混凝土的概念是指在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制成的混凝土。

1.2 高性能混凝土的特性

它采用的是高性能外加劑，如高效減水劑或緩凝高效減水劑和摻入足夠的超細(xì)活性摻合料，如：硅灰、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、超細(xì)磨礦渣等達(dá)到低水膠比，并具有耐久性、工作性、各種力學(xué)性能的新型混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途的要求，保證混凝土的適用性和強(qiáng)度并達(dá)到高耐久性、高工作性、高體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。應(yīng)當(dāng)清楚的是，強(qiáng)度高的混凝土不一定就是高性能混凝士，高性能混凝土也不一定就是高強(qiáng)度混凝土。強(qiáng)度高了性能不好，也不是高性能混凝土。建設(shè)部推廣應(yīng)用的是既強(qiáng)度高又性能好的新型混凝土。在實(shí)際推廣應(yīng)用中要避免重強(qiáng)度、輕性能的錯(cuò)誤傾向。

2 高性能混凝土的施工控制

2.1 配合比設(shè)計(jì)原則

⑴高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)應(yīng)采用試驗(yàn)計(jì)算法，其配制強(qiáng)度確定原則應(yīng)與普通混凝土相同，即強(qiáng)度保證率為90%。

⑵粗骨料最大粒徑不宜大于25 mm。這有利于保證混凝土的均勻性，強(qiáng)度和抗氯離子滲透性。

⑶通過試驗(yàn)證明，減水劑與采用的水泥必須匹配。

⑷膠凝材料漿體體積宜為混凝土體積的35%左右。主要為了保證高性能混凝土具有高的尺寸穩(wěn)定性。

⑸應(yīng)通過試驗(yàn)確定最佳砂率。

⑹應(yīng)通過降低水膠比和調(diào)整摻合料的摻量，使抗氯離子滲透性和強(qiáng)度指標(biāo)滿足規(guī)定要求。

2.2 原材料選擇

⑴水泥的選擇

選用的水泥應(yīng)質(zhì)量穩(wěn)定，含堿量低，C3A含量小，強(qiáng)度富余系數(shù)大，活性好，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量小，并且原材料色澤均勻一致，強(qiáng)度等級(jí)不宜低于42.5普通硅酸鹽水泥，保證相鄰結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用的水泥為同一批熟料。

⑵石子的選擇

石子選用的原則是強(qiáng)度高、連續(xù)級(jí)配好且同一顏色的碎石，其產(chǎn)地、規(guī)格必須一致，含泥量小于1%，大于5 mm的泥塊含量要小于0.5%，針片狀顆粒含量不大于15%，骨料不帶雜物。25 mm以下連續(xù)級(jí)配碎石。

⑶砂子的選擇

選用中粗砂，細(xì)度模數(shù)必須在2.3以上，顏色一致，含泥量控制在3%以內(nèi)，大于5 mm的泥塊含量小于1%。

⑷摻和料的選擇

選用優(yōu)質(zhì)的ⅱ級(jí)粉煤灰，摻量控制在膠凝材料總量的35%左右。

⑸外加劑的選擇

采用高效減水劑以盡量減少混凝土的水膠比，從而提高混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗氯因子滲透性能，能滿足混凝土抗?jié)B、抗凍性能要求，且與水泥相適應(yīng)。

2.3 配合比設(shè)計(jì)

提高砼抗?jié)B性和抗化學(xué)侵蝕性措施：摻入粉煤灰摻合料，使混凝土的導(dǎo)電量明顯降低，抗氯離子滲透性明顯提高，可以抵抗溫度、濕度、鹽害和凍害等混凝土耐久性病害的侵蝕。

提高砼抗碳化措施：碳化速度與混凝土密實(shí)度有關(guān)，需通過控制砂石級(jí)配，摻入磨細(xì)摻合料并控制砂率、水膠比等配合比的設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到提高結(jié)構(gòu)密實(shí)度的目的。最終確定砂率42%，水膠比0.34?；炷聊z凝物質(zhì)的總量≥400 kg/m3,坍落度≥120，抗氯因子滲透性(c)≤1 000。

原材料質(zhì)量的合格和質(zhì)量穩(wěn)定性時(shí)保證高性能混凝土質(zhì)量的重要因素。高性能混凝土施工，應(yīng)建立嚴(yán)格的原材料質(zhì)量檢驗(yàn)制度。

2.4 施工

⑴ 攪拌?；炷涟柚频哪康模税丛O(shè)定的配合比達(dá)到均勻混合外，還要達(dá)到強(qiáng)化、塑化的作用。高性能混凝土由于水膠比較小，同時(shí)摻入的摻合料的細(xì)度比水泥細(xì)，所以，高性能混凝土對(duì)單位提及的用水量極為敏感。因此，高性能混凝土拌制時(shí)對(duì)水泥和外加劑的稱量偏差的規(guī)定比普通混凝土嚴(yán)格，因此高性能混凝土原材料稱量允許偏差有嚴(yán)格的要求.稱量最大允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定（按重量計(jì)）：膠凝材料（水泥、摻合料等）±1%；外加劑±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。應(yīng)采用臥軸式、行星式或逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌混凝土，采用電子計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量原材料。攪拌時(shí)間不宜少于2 min，也不宜超過3 min。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝土?xí)r，必須采取有效措施控制原材料溫度，以保證混凝土的入模溫度滿足規(guī)定。

不同的拌合方式與投料程序，對(duì)混凝土拌合的均勻性有較大的影響，高性能混凝土拌合物比較粘稠，為了保證混攪拌均勻，本工程采用性能良好，臥軸式強(qiáng)制攪拌機(jī)，攪拌機(jī)中不得使用磨損的葉片。高性能混凝土拌合物先以拌合料和細(xì)骨料干拌，再加水泥和部分拌合用水，最后加粗骨料、減水劑溶液和余額拌合用水，攪拌時(shí)間應(yīng)比常規(guī)混凝土延長40s以上.

⑵運(yùn)輸。應(yīng)采取有效措施，保證混凝土在運(yùn)輸過程中保持均勻性及各項(xiàng)工作性能指標(biāo)不發(fā)生明顯波動(dòng)。應(yīng)對(duì)運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高（夏季）或受凍（冬季）。應(yīng)采取適當(dāng)措施防止水分進(jìn)入運(yùn)輸容器或蒸發(fā)。

⑶混凝土的澆筑。高性能混凝土的工作性的好壞，直接關(guān)系到混凝土的密實(shí)性、強(qiáng)度和耐久性，高性能混凝土在澆筑時(shí)，應(yīng)不離析、不分層，并保證施工所要求的稠度。

混凝土的保護(hù)層厚度是影響耐久性的重要技術(shù)指標(biāo)，澆筑前應(yīng)仔細(xì)檢查模板、鋼筋、預(yù)埋件、預(yù)留孔、保護(hù)層墊塊等的位置、規(guī)格和數(shù)量，對(duì)于浪濺區(qū)構(gòu)件，保護(hù)層厚度不得有負(fù)偏差。

高性能混凝土應(yīng)采用高頻振搗至混凝土頂面基本上不冒氣泡，當(dāng)混凝土澆筑至頂面時(shí)，宜采用二次振搗及二次抹面。對(duì)于流動(dòng)性大的高性能混凝土，振搗時(shí)應(yīng)注意不能過振，以防止骨料下沉引起的混凝土不均勻現(xiàn)象，混凝土振搗、抹面后，應(yīng)刮去表面浮漿，確?；炷恋拿軐?shí)性。

⑷振搗?？刹捎貌迦胧秸駝?dòng)棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設(shè)備振搗混凝土。振搗時(shí)應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r，宜采用垂直點(diǎn)振方式振搗。每點(diǎn)的振搗時(shí)間以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn)，一般不宜超過30s，避免過振。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置，應(yīng)首先豎向緩慢將振搗棒拔出，然后再將振搗棒移至新的位置，不得將振搗棒放在拌合物內(nèi)平拖。

⑸混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)質(zhì)量對(duì)確保高性能混凝土質(zhì)量非常關(guān)鍵，特別是對(duì)摻合料的高性能混凝土的耐久性影響十分明顯。高性能混凝土早期強(qiáng)度增長較快，一般3天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%，7天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%，大量實(shí)驗(yàn)研究證明，因?yàn)閾胶狭系乃瘻笮?yīng)，如果養(yǎng)護(hù)不夠，摻合料不能充分完成水化反映，使高性能混凝土的潛在高性能優(yōu)勢不能充分發(fā)揮，從而達(dá)不到應(yīng)有的高耐久性。

高性能混凝土收抹后，應(yīng)立即覆蓋、防止水分散失。終凝后，混凝土頂面應(yīng)立即開始持續(xù)潮濕養(yǎng)護(hù)。拆模前12 h，應(yīng)擰松側(cè)模板的緊螺帽，讓水順模板與混凝土脫開面滲下，養(yǎng)護(hù)混凝土側(cè)面。整個(gè)養(yǎng)護(hù)期間，尤其從終凝到拆模的養(yǎng)護(hù)初期，應(yīng)確保混凝土處于有利于硬化及強(qiáng)度增長的溫度和濕度環(huán)境中。在常溫下，應(yīng)至少養(yǎng)護(hù)14 d，氣溫較高時(shí)可適當(dāng)縮短濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間；氣溫較低時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

因而，混凝土早期養(yǎng)護(hù)特別重要。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養(yǎng)護(hù)為主，澆水養(yǎng)護(hù)為輔，使混凝土表面保持濕潤。

3 高性能混凝土的推廣前景

根據(jù)國家建設(shè)部提出的目標(biāo)和措施：在大中城市普及C60級(jí)以下（C60、C55、C50）高性能混凝土在工程中的應(yīng)用，擴(kuò)大C60級(jí)以上高性能混凝土的技術(shù)試點(diǎn)，解決C80級(jí)以下高性能混凝土的應(yīng)用技術(shù)；開發(fā)性能更佳的超塑化劑和超細(xì)活性摻合料，降低水泥用量，改善混凝土性能，到2014年在工程中較普遍使用高性能混凝土。由于高性能混凝土在工程應(yīng)用中有不同的用途、不同的使用部位、不同的施工方法、不同的使用環(huán)節(jié)，因此，其應(yīng)用范圍十分的廣泛。這正是高性能混凝土成為混凝土發(fā)展方向的重要原因。不僅如此，超細(xì)活性摻合料都是利用工業(yè)廢料磨細(xì)而成，是充分地進(jìn)行了廢物利用，與生產(chǎn)水泥相比，減少了對(duì)環(huán)境的污染，達(dá)到了保護(hù)環(huán)境、大量的取代水泥，節(jié)約能源的根本目的。

4 總結(jié)

綜上所述，大量的摻入超細(xì)活性摻合料改善了混凝土的性能，利用高性能混凝土的早強(qiáng)、高性能，可以節(jié)約時(shí)間、原材料、勞力，省時(shí)、省料、省工，而且還延長了建筑物的使用壽命。隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展，高性能混凝土的應(yīng)用前景將會(huì)更寬更廣。

[1]陳鐵虎，高欣欣.基于普通工藝配制高強(qiáng)混凝土的影響因素研究[J].山西建筑.2014，36.

[2]高飛，龐二波，顧瑞，戴銀剛，劉通.活性TH灰在C60鋼板剪力墻混凝土中的應(yīng)用研究[J].施工技術(shù).2014，24.