时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：高强高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它兼有强度高、耐久性好等特点。随着现代建筑业的迅速发展，全国各大中城市出现越来越多高层及超高层建筑，从而高强高性能混凝土的应用也日益广泛。本文首先对高性能混凝土进行了概述，然后从原材料、配合比和配合比的试验结果三方面对高性能混凝土试验中的相关问题进行了探讨，最后探讨了其质量检测中的相关问题。
关键词：高性能混凝土,试验检测,原材料,配合比,水灰比
一、高性能混凝土概述
高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。具体是：1)拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，便于浇筑密实;2)在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小;3)有很高的抗渗性。其中高工作性是高性能混凝土必须具备的首要条件，即高流动性、高抗分离性、高间隙通过性、高填充性、高密实性、高稳定性;并同时具备低成本的技术经济合理性。高性能混凝土具有很丰富的技术内容，其核心是保证耐久性。
二、高性能混凝土试验中的相关问题
(一)原材料的选择
1、水泥
高性能混凝土的特点之一是低水灰比，保持其具有极高的流动性，故所用水泥的流变性比强度更重要。配制高性能混凝土水泥用量不能过大，试验结果表明，水泥用量增加到一定值，混凝土的胶凝强度不再提高，甚至反而降低，还会造成水化热大等不利影响。高性能混凝土采用的水泥最好是强度较高且同时具有良好的流变性能，并与常用的高效减水剂有很好的相容性。配制高强度混凝土用的水泥一般可用52.5R硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，并加入适量的高质量掺和料。
2、碎石
石子的级配和粒形对高性能混凝土配制性能有很大影响。最好选用粒径为5～20mm 的坚硬岩石碎石，要求级配合理，压碎指标为5.0%。因为随着混凝土强度的增加，石子最大粒径还要减小，石子粒径较小，骨料增加，水泥浆界面应力差较小，岩石破碎时强度就越大。
3、砂
配制高性能混凝土应采用干净的河砂，必须重视砂中含泥量对高强混凝土性能，尤其是强度性能的影响。普通混凝土在满足强度等性能要求后，砂率宜尽量低，当水泥浆量一定时，砂率在混凝土中的最主要作用是影响新拌混凝土的和易性。选用砂率应根据水泥用量、水灰比、单位用水量、含气量及集料的粒径、粒形等的不同而相应变化。
4、高效减水剂
高性能混凝土用外加剂要满足在低水胶比下提高混凝土流动性的要求，即减水率要大(一般在20%以上)，混凝土坍落度的经时变化要小。这就要选择能增加水泥粒子表面电位，降低拌和水的表面张力，能使水泥粒子分散好的外加剂。用得较多的是高效减水剂、引气减水剂及缓凝剂的复合外加剂。选择高性能混凝土高效减水剂，既与普通混凝土有相同的地方,如水泥适应性、石膏形态等，又有其特殊性低水胶比、高流动度、高耐久性，所以水泥活性、水泥矿物成分、碱含量与外加剂的相容性就显得更为突出，同时还须考虑与矿物掺和料之间的适应性等特点。
5、矿物掺和料
在配制高性能混凝土时，常用的矿物掺和料是粉煤灰、磨细矿渣和硅粉。配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、细度低、需水量低的优质粉煤灰,其掺量一般不超过水泥用量的30%。配制早期强度要求不是很高的高性能混凝土时，所用粉煤灰的品质及掺量不受上述条件限制。
(二)高性能混凝土配合比的确定
基于高性能混凝土的配制要求，除按普通混凝土配合比设计的一般程序外, 混凝土设计应突出以下几点:
1、控制水灰比及水泥用量
水灰比的大小不仅影响强度，而且影响混凝土的密实性、耐久性。保证足够的水泥用量和控制水泥用量的超量，也是保证混凝土密实性、耐久性的重要措施。
2、掺用高效减水剂
高效减水剂是配制高性能混凝土的重要组成部分，高效减水剂的加入，可以大大降低水灰比，增加流动性，使坍落度达到20cm 左右，有利于梁片的浇筑与施工。
3、掺入矿物活性材料
高性能混凝土水灰比一般较小，水泥石中有一部分水泥不能水化，只能起填充作用，因此在配置高性能混凝土时，需掺入矿物活性材料来置换水泥，同时掺入矿物活性材料可以大大改善混凝土的工作性能。
(三)配合比试验结果
为增强混凝土体积的稳定性，假设胶凝材料总量不超过600kg/m3，其中固定水泥用量为450kg/m3;预选砂率为35%，假设混凝土拌和物的干密度为0.25 kg/m3;通过调节减水剂用量来控制拌和物的坍落度为180～200mm。通过多次试验室试配，得出了如下表所列混凝土配合比及相应的7d、28d、90d 抗压强度。从下表中可以得到:采用水泥及矿渣二元胶凝材料体系及水泥、粉煤灰和矿渣三元胶凝材料体系均可配制出高性能混凝土。
在保持坍落度不变时，水胶比下降，但是水灰比不变，原先被水泥水化产物填充的空间，掺入矿物掺和料后，由矿物掺和料填充。所以，在低水胶比情况下掺入水化缓慢的Ⅱ级粉煤灰也能较大幅度地提高混凝土的强度。矿物掺和料活性增加，除填充作用外,还会产生较强的火山灰反应，会进一步提高混凝土强度。值得注意的是:矿物掺和料的活性越大，需水量也越大，价格也大幅度上升。但是，要制备超高强超高性能混凝土，一般要掺入超细矿渣粉、硅粉或它们的复合物，同时调整减水剂的种类及掺量。#p#分页标题#e#
三、高性能混凝土质量检测中的相关问题
(一)施工前检验
在确定混凝土的主要原材料过程中，施工单位应按照下表的要求对混凝土主要原材料的品质进行检验。
采用合格的原材料进行混凝土配合比选定试验时，施工单位应对配合比混凝土的下列性能进行检验：抗冻性、抗渗性、护筋性、抗氯离子渗透性、抗裂性、抗碱——骨料反应性。
(二)施工过程检测
施工过程中，应对混凝土用水泥、骨料、外加剂、掺合料、拌合水等主要原材料的品质进行抽检。
1、水泥：按同厂家、同批号、同品种、同强度等级、同进场日期每200t为一批，不足200t，按等同处理。生产日期超过三个月或对水泥质量有怀疑时，应进行复检。检验内容为强度、细度、安定性、凝结时间。
2、外加剂：按同厂家、同批号、同品种、同规格每100t为一批，不足100t，按等同处理。检验内容为匀质性、掺外加剂混凝土性能。
3、骨料：按同料源连续进场数量不超过400m3，为一批。当新选原料产地、或同料源产地但更换矿山、或连续使用同一产地产品长达一年之久时，应进行全项检验。
细骨料检验其外观、筛分、细度模数、含泥量、泥块含量、有机物含量。粗骨料检验内容为外观、筛分、含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量、压碎指标、卵石中的有机物含量。
4、掺合料：按同厂家、同规格、同批号每200t为一批，不足200t，按等同
处理。检验的内容为细度、含水率、烧失量、需水量比、三氧化硫含量、抗压强度比。
5、水：水位有明显变化时，应及时抽检水中有害物含量。检验其pH值、不溶物、可溶物、氯化物、硫酸盐、硫化物。
6、每次拌制混凝土之前，应并对拌合站首盘混凝土的坍落度、含气量及0.5泌水率进行检验。坍落度、含气量检验每50m3不少于一次。
7、根据不同结构物及结构物所处环境条件的实际情况，进行混凝土耐久性抽检。
(三)施工后检验
用肉眼观察实体混凝土结构表面是否存在非外力裂缝。当混凝土表面出现非外力裂缝时，裂缝宽度不得大于0.20mm。
(四)检验批量
1、混凝土原材料
下列任一情况下，应对原材料的品质进行检验：
①在开工前制订或调整混凝土配合比时;
②原材料生产场地发生改变时;
③正常施工期间，应按要求进行批量检验。
2、混凝土的配合比及其性能
下列任一情况下，应对混凝土强度、含气量、泌水率、弹性模量(仅对预应力混凝土结构而言)以及混凝土耐久性进行检验：
① 在开工前制订或调整混凝土配合比时;
② 原材料发生较大改变时;
③ 施工一定批量以后。
结语
通过高性能混凝土的试验与检测，可得出以下结论：
1、高性能混凝土的获得，必须通过一系列综合的措施，采用高性能的原材料以及与之相适应的制作工艺;
2、复合化: 混凝土本身就是水泥基复合材料，高性能混凝土必须有活性细掺料和外加剂，特别是高性能高效减水剂的掺入。必要时还需同时采用几种外加剂复合掺配，以期取得要求。
3、高性能混凝土的施工必须加强制作和养护的质量控制。
混凝土浇捣后逐渐硬化，必须加强对混凝土的养护工作，特别是掺入高效减水剂的高性能混凝土，养护工作更为重要。
参考文献：
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