高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的關(guān)系探討

張力川　李鴻迪　宋思諭

摘要：長期以來，人們?yōu)椴粩嗵岣呋炷恋膹?qiáng)度和優(yōu)化其他性能進(jìn)行著不懈的努力，在20世紀(jì)40年代正式提出高強(qiáng)混凝土的概念，在90年代又提出了高性能混凝土的概念。高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土并不能完全等同。文章從高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的概念、性能及應(yīng)用出發(fā)，分析了高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土之間的區(qū)別與聯(lián)系。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土；高性能混凝土；工程建設(shè)；混凝土結(jié)構(gòu)；混凝土強(qiáng)度 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU74 文章編號：1009-2374（2015）23-0134-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.068

在工程實踐中，人們對于對高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的概念往往有所混淆，甚至在實際工程建設(shè)中盲目追求混凝土的“高強(qiáng)”、“超高強(qiáng)”，而以此作為混凝土高性能的標(biāo)準(zhǔn)，然而這兩者之間并不能完全等同。高強(qiáng)混凝土是以強(qiáng)度為首要指標(biāo)，強(qiáng)調(diào)在一般環(huán)境條件下混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，然而其耐久性往往低于高性能混凝土；而高性能混凝土則是以耐久性為核心，并顯著改善其他方面的相關(guān)性能，往往包括了高強(qiáng)度的要求。

1 高強(qiáng)混凝土的概念與特點

隨著近年來我國工程建設(shè)的興起，混凝土結(jié)構(gòu)正日益朝著重載、超高和大跨度方向發(fā)展，對所需混凝土強(qiáng)度的要求也不斷提高，利用高強(qiáng)混凝土的特性，能明顯提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力、增加結(jié)構(gòu)的耐用年限、減輕結(jié)構(gòu)的自重，因此在實際工程建設(shè)中得到了廣泛的普及與應(yīng)用。

1.1 高強(qiáng)混凝土的概念

高強(qiáng)混凝土（High Strength Concrete，簡稱HSC），在美國混凝土協(xié)會（ACI）中定義為28d抗壓強(qiáng)度大于或等于50MPa的混凝土。在我國2001年4月推行的《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》（JGJ55-2000）中，將強(qiáng)度等級在C60及以上的混凝土定義為高強(qiáng)混凝土。

1.2 高強(qiáng)混凝土的特點與應(yīng)用

1.2.1 高強(qiáng)混凝土具有較高的抗壓強(qiáng)度，能大幅提高建筑結(jié)構(gòu)中受壓構(gòu)件的承載能力。利用高效減水劑制成的高強(qiáng)混凝土還普遍具有早強(qiáng)和坍落度大的特點，從而加快了澆筑速度和模板周轉(zhuǎn)速度，節(jié)省工期。

1.2.2 高強(qiáng)混凝土在相同荷載條件下，可減少構(gòu)件的截面尺寸，從而降低了結(jié)構(gòu)自重。由于高強(qiáng)混凝土的變形較小，能使構(gòu)件的剛度提高，這對于部分由變形控制截面尺寸的梁板是非常有利的，適應(yīng)了現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向著重載、超高和大跨度方向發(fā)展的需要，并能更好地承受惡劣環(huán)境條件。

1.2.3 高強(qiáng)混凝土具有堅硬、致密的特點，其抗凍抗?jié)B能力均比普通混凝土更佳。因此露天、受海水侵蝕或者容易受到碰撞損害的工程構(gòu)筑物，適宜采用高強(qiáng)混凝土進(jìn)行施工建設(shè)。

綜合而言，高強(qiáng)混凝土主要應(yīng)用于高層建筑的梁、柱、基礎(chǔ)、樓板、大跨度橋梁、海底隧道、海上平臺、混凝土橋面板、灑除冰鹽的車庫等建筑施工中。

2 高性能混凝土的概念與特點

2.1 高性能混凝土的概念

高性能混凝土（High Performance Concrete，簡稱HPC）的概念最初是在1990年提出的，特指具有高強(qiáng)度、高工作性能以及高耐久性能的混凝土。在我國《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）中對高性能混凝土的定義為：以耐久性為基本要求，并滿足工程建設(shè)均質(zhì)性和其他特殊性能要求，采用常規(guī)工藝和常規(guī)材料所制成的混凝土，要求其達(dá)到良好的密實性、均勻性和穩(wěn)定性。

2.2 高性能混凝土的特點與應(yīng)用

2.2.1 密實性好。由于高性能混凝土的用水量偏低，且普遍采用了高效減水劑，并通過添加一定的活性混合料，使得混凝土具有流動性好、抗離析性好的特點，具備了良好的自密實性能。因此，高性能混凝土適宜于建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、采用普通振搗密實方法難以施工建設(shè)的工程。

2.2.2 穩(wěn)定性好。高性能混凝土可針對具體工程建設(shè)中對結(jié)構(gòu)變形的需要，通過優(yōu)選配比骨料、混合料、外加劑等原材料，以實現(xiàn)施工工藝的優(yōu)化，并極大地提高了混凝土結(jié)構(gòu)的體積穩(wěn)定性和抗裂抗?jié)B能力。

2.2.3 抗?jié)B性好，水化熱低。高性能混凝土通過適量添加活性混合材料，可以顯著提高其抗?jié)B性能，且由于添加了大量的火山灰質(zhì)礦物摻合料，其水化熱比高強(qiáng)混凝土更低，這對于大體積混凝土施工也是非常有

利的。

2.2.4 耐久性好。現(xiàn)代混凝土工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計壽命普遍長達(dá)100～200年，這就要求混凝土結(jié)構(gòu)在暴露環(huán)境或侵蝕環(huán)境中，具有很強(qiáng)的抗?jié)B性和抗裂性。而高性能混凝土所具有的抗裂抗?jié)B性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)、應(yīng)變能力好的特點，都使得建筑結(jié)構(gòu)具有較長的使用

壽命。

目前，高性能混凝土主要用于海上鉆井平臺、大跨度橋梁、高速公路橋面板等具有高耐久、長壽命要求的復(fù)雜結(jié)構(gòu)工程建設(shè)當(dāng)中。

3 高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的關(guān)系與區(qū)分

3.1 高強(qiáng)度混凝土不一定具有高性能（耐久性）

在高性能混凝土這一概念最初引入我國時，由于高性能混凝土的制備技術(shù)與高強(qiáng)混凝土有相似之處，且正值高強(qiáng)度混凝土受到設(shè)計研究者的青睞時期，最初的高性能混凝土往往被等同于高強(qiáng)混凝土。已故工程院院士吳中偉先生曾提出：“有人提出高強(qiáng)度混凝土必然具有高性能，這是不全面的，因為高強(qiáng)混凝土往往會帶來不利于耐久性的因素。”在1998年吳中偉先生繼續(xù)談到，建議將高性能混凝土的強(qiáng)度下降到C30左右，以不損及混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)為度，以確保混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和體積穩(wěn)定性，并列舉了當(dāng)時日本的孔石大橋為例，其高性能混凝土的使用只有C20。

從高強(qiáng)度混凝土的概念中我們也可以看到，高強(qiáng)混凝土是以強(qiáng)度等級大小來進(jìn)行表達(dá)的，并以此對普通、高強(qiáng)以及超高強(qiáng)混凝土進(jìn)行劃分。隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，混凝土技術(shù)與強(qiáng)度指標(biāo)也發(fā)生了明顯變化，未來高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)必然會相應(yīng)有所改變。因此，高強(qiáng)度混凝土不一定具有高性能，即高耐久性，往往在實際工程建設(shè)中因片面追求混凝土強(qiáng)度的做法，還會損害到混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。endprint

3.2 高性能混凝土不一定具有高強(qiáng)度

從我國《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計與施工指南》（CCES01-2004）對高性能混凝土的定義中可以看出，高性能混凝土的特性是以耐久性為基礎(chǔ)，并滿足工程建設(shè)均質(zhì)性和其他特殊性能要求，采用常規(guī)工藝和常規(guī)材料所制成的混凝土，要求其達(dá)到良好的耐久性和穩(wěn)

定性。

由于高性能混凝土重點是保證混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性、高強(qiáng)度、穩(wěn)定性、適用性、經(jīng)濟(jì)的綜合性要求，因此，高性能混凝土的含義更加廣泛，更加注重于混凝土綜合性能的提高，并非僅僅追求高強(qiáng)度為其性能目標(biāo)或者將高強(qiáng)度作為其性能目標(biāo)之一。所以高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土是有區(qū)別的，高性能混凝土不一定具有高強(qiáng)度。

綜合高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土兩者之間的關(guān)系，我們可以認(rèn)為高強(qiáng)混凝土不一定具有高耐久性，而高性能混凝土也不一定具有高強(qiáng)度。雖然高性能混凝土是由高強(qiáng)度混凝土發(fā)展而來的，但與高強(qiáng)混凝土相比，高性能混凝土具有更加優(yōu)異的綜合性能，更有利于工程的安全使用與施工。因此，高性能混凝土相比高強(qiáng)混凝土具有更加廣闊的發(fā)展與應(yīng)用前景。

4 結(jié)語

在我國工程實踐中，僅僅依靠增大水泥用量來制作高強(qiáng)混凝土，很難被稱為高性能混凝土，因為這種片面追求混凝土強(qiáng)度的做法，往往損害到了混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。因此，高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土之間并不能等同認(rèn)識，高強(qiáng)混凝土不一定具有高性能，而高性能混凝土也不一定必須高強(qiáng)。本文從高強(qiáng)混凝土、高性能混凝土的概念、性能及應(yīng)用出發(fā)，并具體分析和探討了高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土之間的區(qū)別與聯(lián)系，以此希望能避免實際工程建設(shè)中過于追求混凝土高強(qiáng)度的做法，進(jìn)一步實現(xiàn)高性能混凝土的推廣與應(yīng)用。

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作者簡介：張力川（1989-），女（土家族），貴州思南人，貴州工業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，助教；李鴻迪（1988-），男，貴州貴陽人，貴州省食品藥品檢驗所藥師，研究方向：食品藥品檢驗；宋思諭（1989-），女（苗族），河南許昌人，中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司助理工程師，研究方向：水利工程設(shè)計。

（責(zé)任編輯：蔣建華）endprint