高性能混凝土技术发展与应用初探

李红

大连万鹏港口工程检测有限公司 辽宁大连 116600

高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，它是在提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质的原材料，并在适当的质量控制下进行的。由于其工作高度、耐久性高、强度高、体积稳定等诸多优良特性，被认为是世界上最全面的混凝土性能，在建设工程中得到了广泛的应用。

1 高性能混凝土发展的背景

一方面，随着我国基础设施建设的大规模发展以及“一带一路”倡议的持续推进，混凝土越来越广泛地应用于大体积、大跨度、高层、超高层等多种结构形式中，并且混凝土结构的服役环境趋于多样，对混凝土工程耐久性的关注逐渐增强。另一方面，自然资源日益稀缺，大量废弃物排放带来的环境污染问题日益严峻。如何实现混凝土性能满足不同工程及服役环境的需求，如何在优质传统原材料缺乏的现状下开发利用地域性原材料，如何节能减排、高效消纳工矿业固体废弃物，成为现代混凝土技术面临的挑战。近年来，行业内对高性能混凝土在减少水泥用量、提高混凝土工程耐久性和服役寿命、促进绿色生产和绿色施工、促进节能减排、实现建筑物全生命周期的技术、经济和环境效益最大化等方面已具有普遍认同。推广应用高性能混凝土成为混凝土行业现阶段的重要课题。

2 高性能混凝土配制及基本性能

随着混凝土技术的快速发展，基于普通工艺所配制的高强高性能混凝土是一种重要的混凝土技术。高性能混凝土具有良好耐久性、施工和易性且密实均匀性比较好等特性，同时具备上述特性，则被称作高强高性能混凝土。综合国内《混凝土结构设计规范》以及国外对高强混凝土的相关研究与应用，一般强度等级大于C60的高性能混凝土称作高强高性能混凝土。在配制该种混凝土的时候，一般需要使用高标号水泥、高效掺合料和减水剂等为主要原料。对于一些特殊要求的高强度高性能混凝土，还可以在其中添加一些外掺剂改善其性能。比如，为了提升高强高性能混凝土的冲击韧性、抗弯性和抗拉性等性能，可以在混合料中掺加一些纤维材料；为了提升高强高性能混凝土的耐磨性和密实度，可以在混合料中掺加一些聚合物。然而，混合料常用的外加剂主要包括高性能引气剂、高效减水剂、防水剂、高效泵送剂以及其他外加剂种类等；混合料的活性混合料常用主要包括硅粉、磨细矿粉、粉煤灰、偏高岭土以及沸腾石粉等，还可以添加一些石英粉；纤维材料常用的主要包括玻璃纤维、聚酯纤维与钢纤维等，借此来改善混凝土的性能，如增加其耐磨性等。

3 高强高性能混凝土的应用

3.1 高性能混凝土搅拌系统

A.使用强制混合器混合高性能混凝土。根据常规的实际操作，将进料按顺序混合，该方法的添加应由试验确定，采用后拌法减水剂。进料顺序：粗骨料、细骨料、喷雾加水→水泥→混合材料→剩余水→减水剂→出(每个步骤间隔30s).B.混凝土原材料按重量计算，允许偏差为：水泥和外加剂土1%、水和外加剂1%，粗、细聚合2%.C.准备高性能混凝土必须准确控制用水量。应及时确定砂、石的含水量，并根据测量结果调整水耗量和砂石用量。严禁在搅拌后加水的机器，必要时可以适当添加减水剂。D.高性能混凝土混合料通过时间损耗迅速下降，通过时间损耗控制坍落度，除选用和水泥相容性高的高效减水剂外，还可在搅拌延迟的情况下加入一些高效减水剂或浇场搅拌机在调整减水剂外加剂[1]。

3.2 高性能混凝土的运输

高性能混凝土的运输设备应根据混凝土施工的结构特点和工程规模和道路气候条件考虑。保持混凝土的均匀性，确保交货位置不分层，不离析，不渗漏泥浆，并具有所需的坍落度和气体含量等工作特性。运输设备采取隔热措施，防止局部混凝土温度升高或结冰。在运输过程中严禁在混凝土中加水。减少混凝土的数量和运输时间，确保混凝土实际使用性能不会受到各项因素的影响，尤其是要保证搅拌机卸料至混凝土浇筑整个流程处于标准时间范围内。混凝土的输送一般依靠混凝土泵来实现，应在混凝土搅拌后将60min在泵内完成，并在1/2初始凝固时间前泵，在第一次浇注完成后，由于各种原因导致超过15min，每个4-5min每次打开水泵一次，使水泵机器的运动方向呈正向负，同时启动料斗搅拌机，防止桶内混凝土离析。

3.3 性能混凝土浇筑

在泵送高强高性能混凝土期间，由于混凝土具有比较小的水灰比以及比较大的粘性，这会增加了混凝土的泵送阻力，泵送时适宜使用高压泵管和固定高压泵。在泵送混凝土期间，泵送速度不能够过快，避免出现爆卡或爆管等问题。在浇筑高强高性能混凝土期间，由于混凝土具有比较高的黏性，流动速率比较低，很难充盈模板空间，浇筑混凝土注意延长振动时间，同时要放缓振动棒的抽拔速率，且要聘请专门人员进行施工监控，避免出现漏振等混凝土振捣问题。在养护高强高性能混凝土期间，由于其水灰比相对较小，不会出现泌水情况，也需要高度重视混凝土养护施工。比如，可以在混凝土模板外侧位置处悬挂两层棉被，且在拆除模板后及时进行养护液喷涂；在浇筑混凝土之前，要科学地埋置测温管，密切检测混凝土内外的温度，避免过大温差而诱发温度裂缝，一般需要将内外温差值控制在25℃以下，否则需要采取相应的温度控制措施[2]。

4 结语

综上所述，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广泛应用，在工程建设过程中要充分发挥高性能混凝土技术的应用价值，使其应用领域不断扩大。我国高性能混凝土技术及其标准体系，将在“一带一路”工程项目中逐渐发挥价值和影响力。目前亟需整合国内资源，从数量和质量上形成我国标准的对外输出和供给。