高性能混凝土的發展與應用

李魏魏 馮昌敬

（1.青島工學院建筑工程學院 山東青島 266510 2.成都建筑材料工業設計研究院有限公司 四川成都 610000）

1 高性能混凝土具有較好的工作性能

高性能混凝土是通過摻加一定數量的摻和料，使其在強度、耐久性和流動性方面獲得較好的工作性能，與常規混凝土相比，歸納起來，具有以下特點：

（1）耐久性較好。通過添加高效減水劑和一些礦物質超細粉，能夠在一定程度上減少水的用量，使混凝土內部空隙變小，達到密實的效果，從而使使混凝土結構的使用年限比普通混凝土長久，在節約能源和保護環境方面起到很好的作用，這是實際工程中使用該種混凝土最主要的目的。

（2）體積變化幅度比較小。高性能混凝土的體積變化比較小，具有較高的穩定性，是因為混凝土在硬化早期水化熱較低，硬化后期混凝土收縮變形小。

（3）節省成本。高性能混凝土高強、高耐久性都能使建造成本降低。高性能混凝土因為具有良好的耐久性可以增加結構的維護周期，降低維護次數，延長結構的使用壽命，具有較高的經濟價值；由于高性能混凝土的高強可以很大程度的減小構件截面尺寸，降低結構本身自重，也可以一定程度上增加建筑使用空間；高強混凝土良好的工作性能可以減少施工程序的復雜性，工人施工難度降低，增加施工速度，減少施工成本。總的來說，高性能混凝土在滿足結構的安全性，適用性和耐久性的基礎上，使整個結構的成本降低，具有很好的經濟性，符合混凝土結構輕質高強的發展趨勢。

2 改善高強混凝土性能的幾點方法

2.1 改善混凝土中水泥石的孔結構

以20%的復合超細粉等量取代水泥，W/C=0.35制成的水泥凈漿試件，標準養護7d、28d，測定含與不含超細粉的孔結構。7d齡期時，1000A以上大孔，不含超細粉的試件含量偏高；而＜1000A的孔，含超細粉的試件含量高。28d齡期時，含超細粉的試件，＞1000A的大孔含量明顯地少于不含超細粉的試件；＜1000A的小孔含量，明顯地高于不含超細粉的試件。

試驗證明，＞1000A的大孔含量高，對混凝土的強度、抗滲性、耐久性都不利；＜1000A的孔含量高，可以提高混凝土強度，延長結構的使用壽命，提高混凝土的抗滲性能。

由此可見，在混凝土中加入高效減水劑，可以使混凝土的水灰比降低的同時，使其具有較好的流動性，在現場澆筑混凝土時減少振搗時間，甚至是免于振搗，達到自密實的效果，這是實現高性能混凝土的一個方面。另一方面，通過在混凝土中使用超細粉，優化粗骨料與水泥石的界面結構，使水泥石之間的孔結構密實，提高混凝土的抗滲性、耐久性和強度。

新型高效減水劑和礦物質超細粉是實現混凝土高性能的物質保證，混凝土技術又必須與環境相適應，即節能減排、降低污染。

2.2 在混凝土中添加粉煤灰

在混凝土中加入粉煤灰可以在很大程度上降低生產成本，具有一定的經濟性。因為，水泥的價格遠遠高于粉煤灰，通過用一定數量的粉煤灰代替水泥的使用。

新拌混凝土的工作性能得到很大程度的改善。混凝土具有較高的流動性后極易引起其離析和泌水，造成新拌混凝土體積不穩定，影響混凝土的工作性能，粉煤灰的添加可以彌補這方面的問題，優化混凝土工作性能，保證新拌制混凝土的坍落度。另外，據試驗研究，通過在混凝土里加入粉煤灰可以提高混凝土的強度，對比未加入粉煤灰的混凝土發現，其在早期強度會稍微減弱，但后期強度增長很快。

配合減水劑使用效果更加突出。粉煤灰與減水劑配合使用有疊加效應，通常稀釋粉煤灰顆粒的減水劑使用量量要小于水泥顆粒稀釋的使用量。

2.3 一定程度的降低粗骨料用量

減少粗骨料用量，在一定范圍內對自密實混凝土的強度影響不大，研究結果表明，粗骨料用量的減少可以增加混凝土的流動性，改善混凝土的工作性能，但是粗骨料用量的減少超過一定范圍后會出現混凝土強度降低和混凝土泌水離析現象。粗骨料用量的減少需要配合一定的外加劑使用達到混凝土的高強高性能要求，目前在這一方面的研究還有待深入研究。

3 結論

混凝土作為結構工程的原材料，其質量直接影響到整個工程的質量，混凝土的使用成本降低也會給整個工程節省很大的成本。因此，通過一定的技術手段研制輕質高強的混凝土對于節能節源和保護環境提供了保證。配制高性能混凝土可以通過摻入礦物微細粉和粉煤灰技術，使用這些方法一方面可以優化混凝土的工作性能，另一方面可以降低混凝土的生產成本。雖然目前我國高性能混凝土具有廣闊的發展空間發展，但是要使高性能混凝土在建筑工程領域普遍推廣還具有一定的難度，對于該方面的認識和實踐還有待于提高。隨著我國建筑基礎建設的不斷增強，建筑高度的不斷增加，高性能混凝土作為重要的建筑工程材料，其發展進程必將影響建筑工程技術的發展，也是近年來科研工作者的主要研究方向。