淺談高性能混凝土

王福軍　王冬兵

[摘要]粉煤灰、礦渣粉的雙摻可提高混凝土工作性能，提高混凝土抗滲性能，降低水化熱和提高混凝土強度，使高性能混凝土在工程中發揮更用效的作用。

[關鍵詞]高性能混凝土；粉煤灰；礦渣粉

據統計：在正常工作條件下，混凝土結構從建成到拆除重建的周期平均為40-50年。設計年限遠大于40-50年，但普通水泥混凝土結構物容易表面開裂，受到Q類腐Q，F融剝Q等危害所以無法實現預計的使用壽命，公元128年Hadrin大帝時期建造的一座建筑物如古羅馬萬神J、古羅馬r形劇場、古羅馬加爾輸水道歷時100多年的波特蘭水泥混凝土建筑物等沿用至今，研究表明存在一種高耐久性的混凝土，這就是高性能混凝土。

1.高性能混凝土基本概念

1.1什么是高性能混凝土：高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土。它以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用途要求，對下列性能重點予以保證：耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水？比，選用優質原材料，且必須G加足夠數量的礦物細G料和高效外加+。耐久性混凝土屬于高性能混凝土的范疇，國家對高性能混凝土沒有定義。一般認為，高性能混凝土是高工作性、高耐久性。

1.2什么結構物是高性能混凝土：根據《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定》，混凝土結構設計使用年限級別。

2.為什么現代混凝土結構不耐久

水泥質量一過細、水化過快（c3A）；水泥用量一過多；水v比一過大；混凝土早期強度—過高；外加+-過亂；施工質量一較差。

3.如何實現混凝土的高性能化

增加混凝土的密實性；增加鋼H的保護層厚度；防止混凝土開裂；改善粗骨料與水泥[體間的薄弱界面和微結構；阻擋和延緩各種有害物質侵入混凝土內部。

4.與普通混凝土相比。高性能混凝土具有如下獨特的性能

高性能混凝土具有一定的強度和高抗滲能力，但不一定具有高強度，中、低強度亦可；高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土，和物應具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；：送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可：性、自密實性能；高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結構設計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結構安全可靠地工作50-100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的；高性能混凝土具有較高的體積穩定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

5.粉煤灰、礦渣粉的雙摻在高性能混凝土中的作用

5.1混凝土工作性能提高混凝土，合物的和易性，流動性提高，q落度保掙l生較好。混凝土粗、細骨料形成混凝土的骨架，其間有大量的空u，這部分空u在不使用G和料時由水泥顆h來填充，盡管水泥顆h很小，但仍有空u。在G入礦：粉和粉9 V后，由于它們的h徑與水泥顆hh徑形成h徑z度，顆h之間相互填充，因此可以進一步減少細集料顆h問的空u，使其更加密實，并且可以使得水泥顆h間的水分得以釋放，形成自由水，提高混凝土的流動性，這是礦：粉和粉9 V的微集料效應。

另外粉9 V的形態效應也使得混凝土的流動性很好，粉9 V的礦物組成是海l OP體和鋁{OP體微珠，這些球形OP體表面光滑，顆h尺寸小，質地致密，在新，合物中起到一定的潤滑作用；礦：粉與水泥顆h之間及礦：粉與礦：粉之間接觸點面積小，且礦：粉的斥水作用使得對減水+吸附作用也較弱，因此礦：粉及粉9 V的雙G可提高混凝土的流動性，和易性，減少q落度損失。

5.2混凝土抗滲性能的提高加入礦：粉和粉9 V后，其微集料效應和火山V效應使得混凝土的結構更為致密，降低了一u率。由于礦：粉的細度高于粉9 V，復合G加后使得材料顆h間相互填充-U，使各組成材料緊密堆積，進一步降低-U率，從而增加混凝土結構的密實度，改善混凝土的抗滲性能。

5.3降低水化熱和提高混凝土強度G入礦：粉的混凝土的水化反應依賴于水泥水化反應產生的f性物質的激發，生成凝？體的速度遠低于純水泥混凝土，礦：粉在水泥顆h間起到分散+的作用。而且粉9 V在水泥水化初期不參與水化反應，而是與水泥水化產物Ca（OH）2進行二次水化，滯后于水泥水化的過程，延緩了由于水化而產生的溫升。同時由于礦：粉及粉9 V的G加替代了大量的水泥，進一步降低了水化熱。在混凝土中加入礦：粉和粉9V后，在混凝土內部的f性環境中，礦：粉和粉9 V吸收水泥水化時形成的Ca（OH）2，進一步水化形成C-S-H凝？，使界面區的ca（0H）2 b h變小，改善了混凝土的微觀結構，使水泥[體的空u率明顯下降，強化了集料界面的y結力，使得混凝土的物理力學性能大大提高。另外礦：粉和粉9 V的微集料效應，使混凝土形成了微觀的自緊密結構，提高了混凝土的強度。

6.耐久性的試驗結果

6.1水？比和電通量：隨齡期增加，電通量逐漸降低，早期影響顯著，后期減小。同一齡期隨水？比降低，電通量降低，56d 1000-2000庫J（水？比0.3-0.5）56d小于1000庫J（水？比0.3-0.4）。

6.2含氣量和電通量：K中含氣量增加，電通量增加不大；當電通量為1000庫J時，對應的含氣量為4%左右。

6.3含泥量和電通量：含泥量增加，電通量增加；當含泥量為4%時，電通量接近1000庫J，再大滿足不了要求。

7.工程實例

杭州灣大橋：海工混凝土粉9 V取代水泥20-40%，三L大2混凝土：粉9 V取代水泥10-40%，大小洋山深水港工程混凝土：礦：粉-粉9 V復合G量65%。

8.結束語

高性能混凝土就是能更好地滿足結構功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結構的使用年限，降低工程造價。高性能混凝土能不能經受上百年的風雨，需要歷史的見證及考驗。endprint