高性能混凝土的施工應用

鄭成廣

(上海建工一建集團有限公司, 上海 200129)

高性能混凝土的施工應用

鄭成廣

(上海建工一建集團有限公司, 上海 200129)

高性能混凝土(High Performance Concrete)簡稱 HPC，由于能大幅度提高混凝土性能，已經在我國廣泛應用。文章將結合具體工程，淺談高性能混凝土的實際應用。

高性能混凝土； 抗滲； 原材料

高性能混凝土作為一種新型的高技術混凝土，不但能大幅度提高混凝土的耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性,而且在節能、節材、經濟性及環境保護方面具有重要意義。

高性能混凝土的配制要求低水膠比，對水泥、水、粗細骨料等原材料均有一定要求，同時，還需要添加礦粉及高效外加劑等。

1 工程概況

成都龍之夢城B地塊位于成都東客站東廣場旁，總建筑面積25×104m2。該工程由兩幢主要單體組成，按功能分為公寓和酒店，其中地下3層，酒店部分地上48層，高度187 m；公寓部分地上31層，高度107 m，建成后將成為成都東客站的地標性建筑。

本工程基礎底板、地下室側墻、地下室頂板及屋面均為抗滲混凝土，其中底板和地下室側墻抗滲級別為P8，其他為P6。根據設計的要求，抗滲混凝土需要加入聚丙烯纖維。

2 抗滲混凝土配合比分析

本工程抗滲混凝土配合比詳見表1。

表1 抗滲混凝土配合比表 kg/m3

2.1 拌合用水

拌合用水采用生活飲用用水

2.2 水泥

高性能混凝土采用的水泥型號為P.O42.5。水泥的比表面積比不大于350 m2/kg, 28d 膠砂強度不低于48 MPa。考慮到高性能混凝土與普通混凝土的區別，選擇時應該注意以下幾點：

(1)不選擇復合硅酸鹽水泥。

原因是復合硅酸鹽水泥中的混合材料比較復雜，成分較多，無法追溯其混合原材品種和含量。而高性能混凝土要求使用高品質原材料，且其品種純凈，來源清晰。

(2)不選擇早強型水泥(即后綴帶“R”的水泥)。

原因是早強型水泥一般C3A或C3S含量高，或者粉磨細度大，用這種水泥制備的混凝土體積穩定性差，容易收縮開裂，影響結構耐久性。

(3)不選擇強度等級為32.5MPa的水泥。

(4)盡量使用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥或火山灰質硅酸鹽水泥。因為上述三者的耐硫酸鹽侵蝕性要優于普通硅酸鹽水泥。

2.3 細骨料

選擇細度模數在2.3～3.0范圍內的中砂，含泥量不大于2.0 %，泥塊含量不大于0.5 %。

2.4 粗骨料

本工程粗骨料采用的是直徑5～25 mm連續級配的碎石。

2.5 礦物摻合料

礦物摻合料主要包括粉煤灰、粒化高爐礦渣粉、硅灰、鋼渣粉、磷渣粉、石灰石粉、天然火山灰等；可采用兩種或兩種以上的礦物摻合料按一定比例混合使用。本工程主要使用的礦物摻合料為粉煤灰、粒化高爐礦渣粉(粒化高爐礦渣粉又稱為礦粉、礦渣微粉)。

用于高性能混凝土的粉煤灰包括直接從電廠煤粉爐煙道氣體中收集和分選的粉煤灰以及在其基礎上進行磨細的粉煤灰。按煤種粉煤灰分為F類和C類：F類粉煤灰是由無煙煤或煙煤燃燒收集的粉煤灰；C類粉煤灰是由褐煤或次煙煤燃燒收集的粉煤灰。本工程采用的是F類粉煤灰。

摻加粉煤灰有利于提高混凝土的抗滲透性能。用于高性能混凝土的粉煤灰應符合表2中的技術要求。

表2 高性能混凝土用粉煤灰技術要求

本工程的抗滲混凝土采用是S75礦粉，即礦粉活性指數28 d≥75%。一般礦渣粉磨得越細，其流動度比越大、活性越高，摻入混凝土后，早期產生的水化熱越大。當粉磨太細時，會產生類似硅灰的性質，活性雖然很高，但是流動度比降低。

根據以往工程的相關經驗，粒徑大于45 μm的礦渣顆粒很難參與水化反應，因此要求用于高性能混凝土的礦渣粉比表面積一般應超過400 m2/kg，充分發揮其活性。

2.6 外加劑

本工程的抗滲混凝土使用的外加劑主要為高性能聚羧酸減水劑及膨脹劑。

在使用高性能聚羧酸減水劑的過程中需要注意的是：

(1)高性能減水劑對集料的含泥量較為敏感，含泥量過大會降低其分散效果；此外，其減水效果還受混凝土原材料、配合比以及試驗條件的影響，需要做好試配工作，否則將嚴重影響實際效果。

(2)高性能聚羧酸減水劑配制的混凝土拌和物對用水量較為敏感，尤其在低用水量的情況下，加水量的波動可能易導致狀態的突變。

(3)高性能減水劑應采用聚乙烯塑料桶或玻璃鋼、不銹鋼桶運輸、儲存，以保證其性能穩定性。

本工程膨脹劑的使用量約為每1 m3混凝土中水泥用量的8%～10%，同時要求混凝土在水中養護14 d時的限制膨脹率不小于2.5×10-4。

2.7 纖維

本工程使用的是合成纖維中的聚丙烯纖維。摻量為每1 m3混凝土0.9 kg，纖維長度不小于19 mm。

聚丙烯纖維由于在堿液和升溫(pH=14，溫度為80℃)條件下，6 h后強度保持率大于95 %，具有非常好的耐堿性能，因此是目前用于混凝土最主要的合成纖維品種。

3 結束語

高性能混凝土的施工應用主要應該從原材料著手，通過添加礦物摻合料、高性能外加劑及纖維等進一步改善混凝土的性能，更為重要的是，需要通過反復試驗，最終確定合適的配合比參數。

由于高性能混凝土既能改善混凝土的性能，又在經濟、環境保護等方面具有一定的優勢，因此必將成為我國混凝土發展中的主要方向。

[1] CECS 207：2006 高性能混凝土應用技術規程[S]

[2] 姚燕，王玲，田培.高性能混凝土[M].北京：中國建筑工業出版社,2006

TU528.31

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[定稿日期]2015-03-10