高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用

李魏魏 馮昌敬

（1.青島工學(xué)院建筑工程學(xué)院 山東青島 266510 2.成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 四川成都 610000）

1 高性能混凝土具有較好的工作性能

高性能混凝土是通過摻加一定數(shù)量的摻和料，使其在強(qiáng)度、耐久性和流動性方面獲得較好的工作性能，與常規(guī)混凝土相比，歸納起來，具有以下特點(diǎn)：

（1）耐久性較好。通過添加高效減水劑和一些礦物質(zhì)超細(xì)粉，能夠在一定程度上減少水的用量，使混凝土內(nèi)部空隙變小，達(dá)到密實(shí)的效果，從而使使混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限比普通混凝土長久，在節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境方面起到很好的作用，這是實(shí)際工程中使用該種混凝土最主要的目的。

（2）體積變化幅度比較小。高性能混凝土的體積變化比較小，具有較高的穩(wěn)定性，是因?yàn)榛炷猎谟不缙谒療彷^低，硬化后期混凝土收縮變形小。

（3）節(jié)省成本。高性能混凝土高強(qiáng)、高耐久性都能使建造成本降低。高性能混凝土因?yàn)榫哂辛己玫哪途眯钥梢栽黾咏Y(jié)構(gòu)的維護(hù)周期，降低維護(hù)次數(shù)，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；由于高性能混凝土的高強(qiáng)可以很大程度的減小構(gòu)件截面尺寸，降低結(jié)構(gòu)本身自重，也可以一定程度上增加建筑使用空間；高強(qiáng)混凝土良好的工作性能可以減少施工程序的復(fù)雜性，工人施工難度降低，增加施工速度，減少施工成本。總的來說，高性能混凝土在滿足結(jié)構(gòu)的安全性，適用性和耐久性的基礎(chǔ)上，使整個(gè)結(jié)構(gòu)的成本降低，具有很好的經(jīng)濟(jì)性，符合混凝土結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)的發(fā)展趨勢。

2 改善高強(qiáng)混凝土性能的幾點(diǎn)方法

2.1 改善混凝土中水泥石的孔結(jié)構(gòu)

以20%的復(fù)合超細(xì)粉等量取代水泥，W/C=0.35制成的水泥凈漿試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)7d、28d，測定含與不含超細(xì)粉的孔結(jié)構(gòu)。7d齡期時(shí)，1000A以上大孔，不含超細(xì)粉的試件含量偏高；而＜1000A的孔，含超細(xì)粉的試件含量高。28d齡期時(shí)，含超細(xì)粉的試件，＞1000A的大孔含量明顯地少于不含超細(xì)粉的試件；＜1000A的小孔含量，明顯地高于不含超細(xì)粉的試件。

試驗(yàn)證明，＞1000A的大孔含量高，對混凝土的強(qiáng)度、抗?jié)B性、耐久性都不利；＜1000A的孔含量高，可以提高混凝土強(qiáng)度，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，提高混凝土的抗?jié)B性能。

由此可見，在混凝土中加入高效減水劑，可以使混凝土的水灰比降低的同時(shí)，使其具有較好的流動性，在現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r減少振搗時(shí)間，甚至是免于振搗，達(dá)到自密實(shí)的效果，這是實(shí)現(xiàn)高性能混凝土的一個(gè)方面。另一方面，通過在混凝土中使用超細(xì)粉，優(yōu)化粗骨料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)，使水泥石之間的孔結(jié)構(gòu)密實(shí)，提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性和強(qiáng)度。

新型高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉是實(shí)現(xiàn)混凝土高性能的物質(zhì)保證，混凝土技術(shù)又必須與環(huán)境相適應(yīng)，即節(jié)能減排、降低污染。

2.2 在混凝土中添加粉煤灰

在混凝土中加入粉煤灰可以在很大程度上降低生產(chǎn)成本，具有一定的經(jīng)濟(jì)性。因?yàn)?，水泥的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于粉煤灰，通過用一定數(shù)量的粉煤灰代替水泥的使用。

新拌混凝土的工作性能得到很大程度的改善。混凝土具有較高的流動性后極易引起其離析和泌水，造成新拌混凝土體積不穩(wěn)定，影響混凝土的工作性能，粉煤灰的添加可以彌補(bǔ)這方面的問題，優(yōu)化混凝土工作性能，保證新拌制混凝土的坍落度。另外，據(jù)試驗(yàn)研究，通過在混凝土里加入粉煤灰可以提高混凝土的強(qiáng)度，對比未加入粉煤灰的混凝土發(fā)現(xiàn)，其在早期強(qiáng)度會稍微減弱，但后期強(qiáng)度增長很快。

配合減水劑使用效果更加突出。粉煤灰與減水劑配合使用有疊加效應(yīng)，通常稀釋粉煤灰顆粒的減水劑使用量量要小于水泥顆粒稀釋的使用量。

2.3 一定程度的降低粗骨料用量

減少粗骨料用量，在一定范圍內(nèi)對自密實(shí)混凝土的強(qiáng)度影響不大，研究結(jié)果表明，粗骨料用量的減少可以增加混凝土的流動性，改善混凝土的工作性能，但是粗骨料用量的減少超過一定范圍后會出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度降低和混凝土泌水離析現(xiàn)象。粗骨料用量的減少需要配合一定的外加劑使用達(dá)到混凝土的高強(qiáng)高性能要求，目前在這一方面的研究還有待深入研究。

3 結(jié)論

混凝土作為結(jié)構(gòu)工程的原材料，其質(zhì)量直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量，混凝土的使用成本降低也會給整個(gè)工程節(jié)省很大的成本。因此，通過一定的技術(shù)手段研制輕質(zhì)高強(qiáng)的混凝土對于節(jié)能節(jié)源和保護(hù)環(huán)境提供了保證。配制高性能混凝土可以通過摻入礦物微細(xì)粉和粉煤灰技術(shù)，使用這些方法一方面可以優(yōu)化混凝土的工作性能，另一方面可以降低混凝土的生產(chǎn)成本。雖然目前我國高性能混凝土具有廣闊的發(fā)展空間發(fā)展，但是要使高性能混凝土在建筑工程領(lǐng)域普遍推廣還具有一定的難度，對于該方面的認(rèn)識和實(shí)踐還有待于提高。隨著我國建筑基礎(chǔ)建設(shè)的不斷增強(qiáng)，建筑高度的不斷增加，高性能混凝土作為重要的建筑工程材料，其發(fā)展進(jìn)程必將影響建筑工程技術(shù)的發(fā)展，也是近年來科研工作者的主要研究方向。