對高性能的混凝土技術在建筑工程中的運用

焦金華　邢治鋼

摘 要：高性能混凝土是一種現代新型的高技術混凝土，是運用現代混凝土技術，使用優質的原材料，在嚴格的質量控制下完成的。高性能混凝土是近年以來甚至未來混凝土技術發展的重要趨勢，因其具有便于澆搗、不離析、力學性能穩定、早期強度高、韌性好和體積穩定等特殊性能，特別適用于高層建筑項目、橋梁等建筑結構。本文從高性能混凝土的概念、特點入手，重點闡述了高性能混凝土技術在建筑工程中的運用，旨在為行業相關人員提供一定的借鑒。

關鍵詞：高性能；混凝土；建筑工程；應用

1 引 言

隨著經濟的發展，社會的進步，各建筑項目對于混凝土的使用及施工工藝要求也不斷增強，促使高性能的混凝土也得到不斷的發展。就目前而言，在建筑行業混凝土施工技術和使用方法已經逐漸成熟，而混凝土質量成為當今建筑行業進行質量評估重要標準之一。在所有混凝土的規格中，高性能的混凝土有著極其特殊且至關重要的地位。

2 高性能混凝土概念及特點

2.1 高性能混凝土概念

眾所周知，作為一種新型高技術混凝土，高性能混凝土是在大幅提高普通混凝土性能的基礎上，運用現代混凝土技術，使用優質原材料，在嚴格的質量控制下制成的。其制作工藝比較復雜，除了運用高質量水泥、集料和水之外，制作高性能的混凝土還必須使用低水膠比和添加足量的礦物細摻料與高效的外加劑。其耐久性設計優于強度設計，因此如果盲目追求混凝土的高強度，會極大的影響到混凝土耐久性能。而采用低水膠比和添加足量的礦物細摻料與高效外加劑等方法是提高混凝土耐久性能的關鍵手段。制作高性能混凝土，首先是要提高混凝土的耐久性能，其次才是滿足人們的特殊需要某類特殊性能。

2.2 高性能混凝土的特點

（1）高性能混凝土早期的強度較高，但是后期強度增長速度比一般的混凝土要慢許多。

（2）高性能混凝土因其強度較高，所以抗滲漏、抗凍害、抗碳化、耐腐蝕等耐久性比一般混凝土要高很多，從而能夠極大的提高建筑項目的使用壽命。

（3）因其強度高，可以大大縮小構件截面尺寸，從而改變“梁柱過粗”的不美觀問題，既可以減輕建筑項目自身的重量，還可以增加建筑項目的使用面積。

（4）密實度好，抗滲漏、抗凍害、抗碳化、耐腐蝕等耐久性標準優于一般混凝土，所以高性能混凝土廣泛應用于高層建筑工程、大跨度工程、鐵路、公路、橋梁、、海港、碼頭工程等工程。

3 高性能混凝土在建筑工程中的應用

目前，高性能混凝土技術正得到全球范圍內的廣泛應用，很多國家都將其用在離岸結構物和長大跨橋梁的建造上。此外，高性能混凝土發展的另一重要領域是高性能輕混凝土，比較鋼材而言，一般混凝土的強度/自重比較低，添加了高效減水劑的高性能混凝土則極大的提高了這一比例；而使用大量微小孔隙的輕骨料代替一部分的普通骨料，就能夠進一步提高該比例。目前在美、加、澳、日等過，高性能輕混凝土已廣泛用于漂浮式和固定式鉆井平臺。

3.1 高性能混凝土在高層建筑中的應用

一般情況下，三十層以上高層建筑物的鋼筋混凝土結構中，高性能混凝土（>40MPa）的使用情況比較多見，因為高層建筑工程下部1/3的柱子，使用一般的混凝土時產生的斷面比較大。與鋼結構相比，高性能混凝土不僅能夠節省原材料使用費用，還能夠大大提高施工速度。應用實例：沈陽方園大廈、大西電業園等多項高層建筑中就使用了大量的高性能混凝土；上海88層金茂大廈、明天廣場、上海教育電視臺綜合樓等項目也是大量的使用了高性能混凝土。

3.2 高性能混凝土在路面的應用

隨著對交通運輸條件要求的日益提高，發展“長壽命低維護路面”成為公路發展的一大趨勢，這也意味著高性能道面混凝土需要在路面修筑上廣泛運用，而提高混凝土的抗壓強度與耐久性成為當前高性能道面混凝土的發展一大趨勢。這一點在第十六屆國際混凝土路面會議已經指出：當前，路面設計要求強度和耐久性并舉，也就是說在未來發展方向中，需要將抗拉強度達17MPa的超高強混凝土，用于修筑連續的混凝土路面。因此，提高混凝土道面表面的密實性、抗滲性是非常關鍵的，而實現路面這些特性的重要步驟就是提升高性能混凝土的性能。眾所周知，高性能道面混凝土具有高抗折強度，而修筑路面時使用高性能道面混凝土可以大大提高道面的承載能力，延長路面的使用壽命，同時還可以減薄道面的厚度，降低工程成本。高性能道面混凝土的主要特征是具有足夠的耐久性，能夠抵抗氣候和環境的長期破壞作用，保證在道面的設計使用期限內，混凝土能夠正常工作。

4 高性能混凝土在建筑工程中的運用要點分析

（1）依據建筑項目的使用性能與混凝土結構周邊環境的實際情況，設計混凝土的目標性能。在這里要求混凝土具有全面的高強度、高性能、耐久性是不科學的，且不說以目前的技術水平難以達到，而且還極大的浪費了資源。

（2）使用低水膠比來控制混凝土中水泥的比重。這樣做的目的是為了降低混凝土的升溫幅度，增強混凝土的穩定性，減少混凝土硬化時產生的收縮縫隙。當水膠比較大時，混凝土中會出現很多毛細孔，并以此來增加硬化混凝土的收縮程度。

（3）添加充足的礦物細摻料。采用礦物細摻料是制作高性能混凝土的一個關鍵的技術手段，主要目的是為了降低混凝土中堿骨料反應造成的危害。在這里應該注意的是，使用礦物細摻料并不是簡單的替代了水泥部分功用，二是應該依據實際情況來確定礦物細摻料的種類及用量。實踐證明，采用兩種及其以上的礦物細摻料時，其綜合效應要遠遠大于其分別單獨使用的總和，這就是所謂的超疊加效應。

（4）添加高效外加劑。高效外加劑是制作高性能混凝土基本的原材料之一。也正是高效外加劑的研發和使用為高性能混凝土的制作提供了可能。就目前而言，用于制作高性能混凝土的高效外加劑的種類繁多且超疊加效應也同樣適用于兩種或者兩種以上的高效外加劑的復合使用上。也就是說兩種奈系高效減水劑按照正確的比例復合使用后，所產生的相互作用的效應應該遠遠大于這兩種外加劑單獨使用效果的總和，而我們現在所要做的就是通過反復試驗，找出最佳匹配材料與最佳匹配比例。

（5）一般情況下不需要使用高標號的水泥，除非對混凝土的設計強度要求較高，同時，沒有特殊要求，一般不使用早強水泥。

（6）通常在連續澆注混凝土項目工程時，必須對混凝土具有相同的塌落度提供保障。特別注意的是，混凝土的塌落度不同，其硬化過程產生的收縮效果也不同，因此，兩種或者幾種不同塌落度的混凝土之間極易產生大的收縮縫隙。

（7）依據建筑項目工程的實際情況使用不同種類的高性能混凝土，使其發揮到最佳的性能。比如鋼纖維增強混凝土、鋼管混凝土、杜拉纖維增強混凝土等。

5 結 語

總而言之，在現代建筑工程建設過程中，混凝土施工是整個施工過程中最為重要也是專業性最強的一道工序，只有保證了混凝土的施工質量，才能夠保證整個建筑項目工程的整體質量。高性能的混凝土完全彌補了之前普通混凝土的缺陷，使得混凝土能夠在保持高強度的同時，還能夠保證其對整個工程項目結構的節能環保、檢修維護等性能。因此，高性能的混凝土的成功研制并廣泛應用，在混凝土技術使用的歷史上具有劃時代是意義。未來這種高強度高性能的混凝土技術也必將有著更廣泛的使用范圍，為人們帶來更大經濟效益和有質量保證的建筑工程。

參考文獻

[1]陳思甜.龔尚龍.劉敬瑩.特細砂硅粉高性能混凝土的應用研究及展望[J].重慶交通學院學報.2012年04期.

[2]顏東煌.劉小燕.張峰.魏洪昌.王來永.橋用高強混凝土的強度特性與本構關系研究[J].長沙交通學院學報.2013年04期.

[3]邢鋒.冷發光.馮乃謙.李偉文.高性能混凝土骨料數量效應研究[J].四川建筑科學研究.2011年02期.

作者簡介：焦金華（1976～），男，本科，工程師，主要從事建筑工程管理工作。