高性能混凝土技術(shù)發(fā)展與應用初探

李紅

大連萬鵬港口工程檢測有限公司 遼寧大連 116600

高性能混凝土是一種新型的高技術(shù)混凝土，它是在提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)的原材料，并在適當?shù)馁|(zhì)量控制下進行的。由于其工作高度、耐久性高、強度高、體積穩(wěn)定等諸多優(yōu)良特性，被認為是世界上最全面的混凝土性能，在建設工程中得到了廣泛的應用。

1 高性能混凝土發(fā)展的背景

一方面，隨著我國基礎(chǔ)設施建設的大規(guī)模發(fā)展以及“一帶一路”倡議的持續(xù)推進，混凝土越來越廣泛地應用于大體積、大跨度、高層、超高層等多種結(jié)構(gòu)形式中，并且混凝土結(jié)構(gòu)的服役環(huán)境趨于多樣，對混凝土工程耐久性的關(guān)注逐漸增強。另一方面，自然資源日益稀缺，大量廢棄物排放帶來的環(huán)境污染問題日益嚴峻。如何實現(xiàn)混凝土性能滿足不同工程及服役環(huán)境的需求，如何在優(yōu)質(zhì)傳統(tǒng)原材料缺乏的現(xiàn)狀下開發(fā)利用地域性原材料，如何節(jié)能減排、高效消納工礦業(yè)固體廢棄物，成為現(xiàn)代混凝土技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)。近年來，行業(yè)內(nèi)對高性能混凝土在減少水泥用量、提高混凝土工程耐久性和服役壽命、促進綠色生產(chǎn)和綠色施工、促進節(jié)能減排、實現(xiàn)建筑物全生命周期的技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境效益最大化等方面已具有普遍認同。推廣應用高性能混凝土成為混凝土行業(yè)現(xiàn)階段的重要課題。

2 高性能混凝土配制及基本性能

隨著混凝土技術(shù)的快速發(fā)展，基于普通工藝所配制的高強高性能混凝土是一種重要的混凝土技術(shù)。高性能混凝土具有良好耐久性、施工和易性且密實均勻性比較好等特性，同時具備上述特性，則被稱作高強高性能混凝土。綜合國內(nèi)《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》以及國外對高強混凝土的相關(guān)研究與應用，一般強度等級大于C60的高性能混凝土稱作高強高性能混凝土。在配制該種混凝土的時候，一般需要使用高標號水泥、高效摻合料和減水劑等為主要原料。對于一些特殊要求的高強度高性能混凝土，還可以在其中添加一些外摻劑改善其性能。比如，為了提升高強高性能混凝土的沖擊韌性、抗彎性和抗拉性等性能，可以在混合料中摻加一些纖維材料；為了提升高強高性能混凝土的耐磨性和密實度，可以在混合料中摻加一些聚合物。然而，混合料常用的外加劑主要包括高性能引氣劑、高效減水劑、防水劑、高效泵送劑以及其他外加劑種類等；混合料的活性混合料常用主要包括硅粉、磨細礦粉、粉煤灰、偏高嶺土以及沸騰石粉等，還可以添加一些石英粉；纖維材料常用的主要包括玻璃纖維、聚酯纖維與鋼纖維等，借此來改善混凝土的性能，如增加其耐磨性等。

3 高強高性能混凝土的應用

3.1 高性能混凝土攪拌系統(tǒng)

A.使用強制混合器混合高性能混凝土。根據(jù)常規(guī)的實際操作，將進料按順序混合，該方法的添加應由試驗確定，采用后拌法減水劑。進料順序：粗骨料、細骨料、噴霧加水→水泥→混合材料→剩余水→減水劑→出(每個步驟間隔30s).B.混凝土原材料按重量計算，允許偏差為：水泥和外加劑土1%、水和外加劑1%，粗、細聚合2%.C.準備高性能混凝土必須準確控制用水量。應及時確定砂、石的含水量，并根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整水耗量和砂石用量。嚴禁在攪拌后加水的機器，必要時可以適當添加減水劑。D.高性能混凝土混合料通過時間損耗迅速下降，通過時間損耗控制坍落度，除選用和水泥相容性高的高效減水劑外，還可在攪拌延遲的情況下加入一些高效減水劑或澆場攪拌機在調(diào)整減水劑外加劑[1]。

3.2 高性能混凝土的運輸

高性能混凝土的運輸設備應根據(jù)混凝土施工的結(jié)構(gòu)特點和工程規(guī)模和道路氣候條件考慮。保持混凝土的均勻性，確保交貨位置不分層，不離析，不滲漏泥漿，并具有所需的坍落度和氣體含量等工作特性。運輸設備采取隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高或結(jié)冰。在運輸過程中嚴禁在混凝土中加水。減少混凝土的數(shù)量和運輸時間，確?；炷翆嶋H使用性能不會受到各項因素的影響，尤其是要保證攪拌機卸料至混凝土澆筑整個流程處于標準時間范圍內(nèi)?；炷恋妮斔鸵话阋揽炕炷帘脕韺崿F(xiàn)，應在混凝土攪拌后將60min在泵內(nèi)完成，并在1/2初始凝固時間前泵，在第一次澆注完成后，由于各種原因?qū)е鲁^15min，每個4-5min每次打開水泵一次，使水泵機器的運動方向呈正向負，同時啟動料斗攪拌機，防止桶內(nèi)混凝土離析。

3.3 性能混凝土澆筑

在泵送高強高性能混凝土期間，由于混凝土具有比較小的水灰比以及比較大的粘性，這會增加了混凝土的泵送阻力，泵送時適宜使用高壓泵管和固定高壓泵。在泵送混凝土期間，泵送速度不能夠過快，避免出現(xiàn)爆卡或爆管等問題。在澆筑高強高性能混凝土期間，由于混凝土具有比較高的黏性，流動速率比較低，很難充盈模板空間，澆筑混凝土注意延長振動時間，同時要放緩振動棒的抽拔速率，且要聘請專門人員進行施工監(jiān)控，避免出現(xiàn)漏振等混凝土振搗問題。在養(yǎng)護高強高性能混凝土期間，由于其水灰比相對較小，不會出現(xiàn)泌水情況，也需要高度重視混凝土養(yǎng)護施工。比如，可以在混凝土模板外側(cè)位置處懸掛兩層棉被，且在拆除模板后及時進行養(yǎng)護液噴涂；在澆筑混凝土之前，要科學地埋置測溫管，密切檢測混凝土內(nèi)外的溫度，避免過大溫差而誘發(fā)溫度裂縫，一般需要將內(nèi)外溫差值控制在25℃以下，否則需要采取相應的溫度控制措施[2]。

4 結(jié)語

綜上所述，由于高性能混凝土具有良好的性能，因而高性能混凝土得以廣泛應用，在工程建設過程中要充分發(fā)揮高性能混凝土技術(shù)的應用價值，使其應用領(lǐng)域不斷擴大。我國高性能混凝土技術(shù)及其標準體系，將在“一帶一路”工程項目中逐漸發(fā)揮價值和影響力。目前亟需整合國內(nèi)資源，從數(shù)量和質(zhì)量上形成我國標準的對外輸出和供給。