高性能混凝土的研制與發(fā)展現(xiàn)狀

丁文廣

摘要：隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國建設規(guī)模不斷擴大，怎樣保證建筑工程質(zhì)量是工程長久使用的關鍵，在土木工程建設中混凝土應用廣泛，高性能混凝土技術正在快速發(fā)展，高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩(wěn)定性優(yōu)良特性，應用在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程。本文對高性能混凝土的研制與發(fā)展現(xiàn)狀進行探究。

關鍵詞：高性能混凝土；研制；發(fā)展現(xiàn)狀

一、高性能混凝土產(chǎn)生的背景和研究現(xiàn)狀

隨著大跨、高層、海洋、軍事工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展，對于混凝土結(jié)構(gòu)的要求越來越高，處在惡劣環(huán)境的的建筑會有劣化、退化導致的失效，嚴重的會導致嚴重的安全事故，尤其是現(xiàn)狀砂石料枯竭、資源短缺嚴重的影響混凝土的使用，為了提高混凝土的耐久性，多使用天然材料及工業(yè)廢渣保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。混凝土作為人造材料，應考慮其對生態(tài)環(huán)境的影響，混凝土的配比原料需要大量的水、砂、石、電能，而且需要排放出大量的二氧化碳。雖然比其他建筑材料比造成的污染比較小，但是由于用量很大，過度的開采礦石和砂、石骨料造成資源破壞。

1.綠色高性能混凝土

水泥混凝土是人造材料，對資源、能源的消耗對環(huán)境的影響很大，綠色高性能混凝土是粉煤灰混凝土，與過去混凝土比很大程度提高工作性能，降低混凝土硬化階段的水化熱，提高混凝土的強度，節(jié)約水泥，減少污染。

2.超高性能混凝土

超高性能混凝土活性粉末混凝土的特點就是高強度，具有高密實性，是軍事、核電站等特殊工程的應用。

3.智能混凝土

智能混凝土是在原有組分基礎上復合智能型組分，使混凝土材料具有自感知、自適應、自修復特性材料，隨著損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土等出現(xiàn)，為智能混凝土的研究、發(fā)展和智能混凝土結(jié)構(gòu)研究奠定基礎。

二、高性能混凝體的使用與性能分析研究

1.高性能混凝土耐久性更強

與一般的混凝土進行比較，筆者發(fā)現(xiàn)高性能混凝土擁有更為優(yōu)秀的耐久性。一般來說，決定混凝土耐久性的重要參考指標是混凝土的抗?jié)B性能，而抗?jié)B性能又和混凝土內(nèi)沙石的緊密程度以及混凝土當中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有直接的關系。因為在高性能混凝土內(nèi)，添加有高效減水材料，這讓高性能混凝土擁有遠低于一般混凝土的水膠比。在高性能混凝土當中的水泥完全水化以后，混凝土內(nèi)部毛細水的量會變的極少，混凝土中的空隙變得更加細化，直接的結(jié)果就是其密實程度的大幅度上升。再有就是高性能混凝土中添加有一定量的礦物質(zhì)細粉，這些礦物質(zhì)細粉能讓混凝土內(nèi)的縫隙寬度顯著降低，并且改變混凝土中沙石的孔結(jié)構(gòu)。通過觀測，筆者發(fā)現(xiàn)在高性能混凝土當中，因為礦物質(zhì)細粉的加入，在混凝土當中空隙的數(shù)量得到了大幅度降低，并且讓混凝土的抗裂能力能到了很好的強化。上述辦法能夠讓混凝土的抗老化、抗堿集料、抗凍融、抗酸腐蝕性能都得到明顯加強，高效減水劑與礦物質(zhì)細粉進行搭配運用，能夠強化混凝土多方面的綜合性能，由此使得混凝土的耐久性顯著提高。保守估計，高性能混凝土的使用壽命至少在70-100年以上。

2.高性能混凝土擁有更好工作性

混凝土質(zhì)量的重要檢測指標還有坍落度，HPC的坍落度的控制能力優(yōu)秀，在震蕩的過程之中，筆者發(fā)現(xiàn)高性能混凝土擁有較強的粘性，并且在混凝土當中的粗骨料的下沉速度極低。在震蕩時間相同的情況下，若混凝土中粗骨料的下沉速度越低，則代表混凝土擁有越好的均勻性與穩(wěn)定性。并且，因為高性能混凝土中的含水量較低，因此造成了混凝土中擁有較低的水灰比，混凝土中自由水含量很低。同時添加超細粉，所以在高性能混凝土當中，一般不會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，在水泥將當中也擁有較強的粘性，基本不會發(fā)生離析現(xiàn)象。

高性能混凝土還擁有很好的流變學性能，混凝土因為高流動性、不離析、不泌水，在進行施工的過程中混凝土能夠始終保持其均勻性與密實性，針對在施工過程當中的特殊位置，例如梁柱接頭的鋼筋密集分布區(qū)域等。還能夠使用高性能混凝土當中的自流密實成型混凝土，以此對該連接處的穩(wěn)定性與密實性進行強化，降低相關技術施工人員的勞動強度，節(jié)約在進行工程施工過程當中的人力資源消耗。

3.高性能混凝土擁有更好的強度

混凝土其實是一種非均勻分布的建筑材料，所以混凝土自身的強度，會因為很多的原因而產(chǎn)生影響。其中，影響混凝土強度的最為主要的原因就是水灰比。針對普通的混凝土來講，隨著其內(nèi)部水灰比的降低，混凝土本身的抗壓能力就會得到大幅度的提高。而高性能混凝土當中所添加的高效減水劑能夠?qū)炷廉斨械乃嗥鸬綇姺稚⒌淖饔茫⑶腋咝p水劑還可以增強混凝土本身的減水率，所以在配置高性能混凝土的過程當中，其用水量會得到極大程度的減少。而在高性能混凝土中添加適量的礦物質(zhì)超細粉，又可以把混凝土當中水泥顆粒之間的微小縫隙進行填充，有效改良混凝土的原有界面結(jié)構(gòu)，增強混凝土的密實性，由此達到大幅度強化混凝土強度的目的。高性能混凝土還擁有極佳的韌性、優(yōu)秀的體積穩(wěn)定性與長時間的力學性質(zhì)穩(wěn)定，所以高性能混凝土因為其高韌性的特點，在面對地震等突發(fā)事件時，能夠有效抵抗地震所帶來的疲勞荷載、沖擊荷載與地震荷載。高性能混凝土的韌性強化可以依靠在混凝土中使用高性能纖維混凝土等辦法進行混凝土韌性性能的強化。高性能混凝土能夠有優(yōu)良的初期抵抗開裂的性質(zhì)源自于其混凝土本身擁有極佳的體積穩(wěn)定性，因為溫差的變化，高性能混凝土不會產(chǎn)生過大的形變，即使產(chǎn)生應變也只是自身的收縮變形。盡管高性能混凝土已經(jīng)擁有了極低的水灰比，但若在高性能混凝土當中再摻入增粘劑與新型高效減水劑，以此最大程度減少混凝土的用水率，杜絕混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。在施工工程進行混凝土澆筑并搗實完成之后，立刻使用濕草簾或者濕布加附在混凝土上進行覆蓋保養(yǎng)，最大程度降低太陽照射和風吹，減少因為上述原因而形成的高性能混凝土當中的水分的蒸發(fā)。通過這個辦法，高性能混凝土在施工過程當中可能出現(xiàn)的早期開裂這一現(xiàn)象的發(fā)生概率就會大大降低，高性能混凝土中增添了超細粉的普通混凝土的開裂可能會得到明顯的降低。

4.高性能混凝土擁有優(yōu)秀的體積穩(wěn)定性

高性能混凝土擁有優(yōu)秀的體積穩(wěn)定性，簡單的說就是在混凝土早期的硬化過程當中，產(chǎn)生的水化熱能量很低，因此高性能混凝土不會產(chǎn)生過大的形變。并且在高性能混凝土完全硬化之后，也不會產(chǎn)生過大的收縮變形。

結(jié)語

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，社會基礎設施不斷增加，高性能混凝土的市場需求量巨大，本文對高性能混凝土配合比設計的基本要求和技術途徑進行探討，設計出準確、簡捷、適用范圍廣及程序化特點的混凝土，這種混凝土具有良好的工作性、力學性和耐久性，使其被人們廣泛的認可。

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