【正文】 年。我國近年來在鐵路、公路、橋梁建設中、高層建筑及機場建設等工程中已廣泛應用 C60 高性能混凝土； C80 混凝土也在工程中試點應用。 因此，未來的混凝土必須從根本上減少水泥用量，必須更多地利用各種工業(yè)廢渣作為其原 材料；必須充分考慮廢棄混凝土的再生利用，未來的混凝土必須是高性能的，尤其是耐久的。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產(chǎn)混凝土所消耗的能源和造成的污染相對較小或小得多，混凝土本身也是一種潔凈材料，但由于它的用量龐大，過度開采礦石和砂、石骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴重影響環(huán)境和天然景觀。這些混凝土工程施工難度大，使用環(huán)境惡劣、維修困難，因此要求混凝土不但施工性能要好，盡量在澆筑時不產(chǎn)生缺陷，更要耐久性好，使用壽命長。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界水泥產(chǎn)量 已超過 13 億噸，折合混凝土不少于 40 億立方米。 關鍵詞 :高性能混凝土；原材料；配合比；質量控制；綠色混凝土 2 高性能混凝土（ HighPerformanceConcrete，簡寫為 HPC）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(xiàn)代混凝土技術制作的混凝土，它以高性能作為設計的主要指標，具有高耐久性、高強度與高工作性能（高流動性、高粘聚性、高可澆筑性）?？偠灾?，是一種高技術混凝土。水泥混凝土與其他常用建筑材料如鋼鐵、木材、塑料等相比，生產(chǎn)能耗低、原料來源廣、工藝簡單，因而生產(chǎn)成本低，并具有耐久、防火、適應性強、應用方便等特點。 混凝土作為用量最大的人造材料，不能不考慮它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響。有些大城市現(xiàn)已難以獲得質量合格的砂石。耐久和高強都意味著節(jié)約資源。在國際上強度為 90MPa、100MPa、 110MPa、 120MPa，甚至大于 150MPa、 200MPa 的高性能混凝土，在工程中都獲得了應用。針對混凝土的過早劣化，發(fā)達國家在 20 世紀 80 年代中期掀起了一個以改善混凝土材料耐久性為主要 目標的“高性能混凝土”開發(fā)研究的高潮，并得到了各國政府的重視。綠色高性能混凝土研究和應用較多的是粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土與基準 混凝土相比，大大提高了新拌混凝土的工 4 作性能，明顯降低混凝土硬化階段的水化熱，提高混凝土強度特別是后期強度。隨著損傷自診斷混凝土、溫度自調節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機敏混凝土的出現(xiàn)，為智能混凝土的研究、發(fā)展和智能混凝土結構的研究應用奠定了基礎。比如美國學者更強調高強度和尺寸穩(wěn)定性，歐洲學者更注重耐久性，而日本學者偏重于高工作性。高效減水劑和礦物質超細粉的配合使用，能夠有效的減少用水量，減少混凝土內(nèi)部的空隙，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。 (3).力學性能。高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)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。前蘇聯(lián)學者研究發(fā)現(xiàn)用 C110~C137的高性能混凝土替代 C40~C60的混凝土，可以節(jié)約 15%~25%的鋼材和 30%~70%的水泥。ch 提出的相圖 [4]，當水灰比 時，水泥全部水化后，水泥石中含有水泥 凝膠、凝膠水、毛細水和空隙。為使混凝土具有良好的工作性能，高效減水劑除了具有高的減水率外，還應具有有效控制塌落度損失的功能。 三、 高性能混凝土質量與施工控制 （一）高性能混凝土原材料及其選用 。 。最大粒徑不應大于 25mm,以 10mm～ 20mm 為佳 ,這是因為 ,較小粒徑的粗集料 ,其內(nèi)部產(chǎn)生缺陷的幾率減小 ,與砂漿的粘結面積增大 ,且界面受力較均勻。配制高性能混凝土時 ,摻入活性細摻合料可以使水泥漿的流動性大為改善 ,空隙得到充分填充 ,使硬化后的水泥石強度有所提高。粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐排出 的煙道灰 ,它能有效提高混凝土的抗?jié)B性 ,顯著改善混凝土拌合物的工作性 ,大摻量粉煤灰混凝土還對環(huán)境保護和節(jié)約資源有重要意義。 。因大 部分高性能混凝土施工時采用泵送 ,故摻減水劑后混凝土拌合物的坍落度損失不能太快太大 ,否則影響泵送。粉煤灰在混凝土中的主要作用包括以下幾個方面 :①填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤滑層 ,產(chǎn)生“滾珠潤滑”效應 。⑤可減小混凝土溫度開裂的危險 ,同時由于加快了火山灰反應 ,還可提高 28d 強度。硅粉主要由非常微小、表面光滑的玻璃態(tài)球形顆粒組成，粒徑為 m～ m,是水泥粒徑的 1/50～ 1/100,一般比表面積為18500 ㎡ /kg～ 20210 ㎡ /kg,主要化學成分為二氧化硅 ,其含量在 90%以上。③提高了混凝土的耐久性。②比表面積和活性 SiO2 含量是硅粉的重要指標 ,硅粉比表面積越大、活性 SiO2 含量越高 ,硅粉性能越好 ,配制硅粉混凝土需選擇具有良好性能的硅粉。 (2).膠凝材料用量及粉煤灰所占比例 在進行配合比參數(shù)設計時，為保證混凝土的耐久性，混凝土中膠凝材料總量應處在一個適宜范圍內(nèi)，不僅有最低限要求，同時，對于 C30 及以下混凝土，膠凝材料總量不宜高于 400kg/m3， C35～ C40 不宜高于 450kg/m3。在《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(guī)定》中明確規(guī)定，一般情況下，礦物摻和料摻量不宜小于膠凝材料總量的 20%，當大于 30%時，混凝土的水膠比不得大于 。因此，客運專線規(guī)定，即使配制非抗凍混凝土時，含氣量也應不小于 2%，并且作為施工質量控制的必檢項目之一。以往多是以抗?jié)B性來評價混凝土的密實程度，但實踐證明，抗?jié)B試驗只適合于判定較低強度等級混凝土的密實性，當強度等級超過 C30 后，抗?jié)B等級幾乎都能達到 P20 以上，再往下試驗 10 比較困難?；宜纫唤?jīng)確定，不能隨意變動。 (3).最小單位用水量或最小膠凝材料用量法則：在灰水比固定、原材料一定的情況下，使用滿足工作性的最小加水量（即最小的漿體量），可得到體積穩(wěn)定、經(jīng)濟的混凝土。《普通混凝土配合比設計技術規(guī)程》 [5]中由于對耐久性有要求，規(guī)定了最大水灰比與最小水泥用量 。如陜西鐘佳墻采用 的水膠比，摻加Ⅱ級粉煤灰配制出 C80 的泵送達流動性混凝土 [6]。根據(jù)經(jīng)驗， HPC 的膠凝材料總量以不超過 550 kg/m3為宜，并隨混凝土強度等級的下降而減少，但最少不能低于 300 kg/m3。 (3).砂率：在水泥漿量一定的情況下，細集料對混凝土配合比的影響比粗集料更為顯著，重量一定時，細集料的表面積比粗集料大得多，所有集料的表面都需要有膠凝材料漿體包裹，因而砂的顆粒級配以及砂率的大小均對漿體的需要量有直接的影響。如內(nèi)蒙古杭美艷 采用 的砂率，摻加 650 ㎡ /kg 的超細礦渣配制出C80 的高性能混凝土 [7]。當膠凝材料用量較大時，高效減水劑的摻量需要增加。 1%；骨料177。攪拌時間不宜少于 2min,也不宜超過3min。應對運輸設備采取保溫隔熱措施 ,防止局部混凝土溫度升高 (夏季 )或受凍 (冬季 )?；炷恋娜肽囟纫话阋丝刂圃?5～ 30℃ (2)混凝土澆筑時的自由傾落高度不得大于 2m 當大于 2m 時 ,應采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土 ,保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。可采用插入式振動棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設備振搗混凝土。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置 ,應首先豎向緩慢將振搗棒拔出 ,然后再將振搗棒移至新的位置 ,不得將振搗棒放在拌合物內(nèi)平拖。養(yǎng)護時間不少于14 天。 如果材料選擇與配合比設計正確，高性能混凝土 的耐久性在很大程度上決定于施工質量是否優(yōu)良，混凝土的制造和施工決定了混凝土的性能。但由于 HPC 膠凝材料用量大，水灰比較小，混凝土拌合物比較粘稠，坍落度損失較快，如果坍落度損失過大將不利于混凝土的澆筑、密實和均勻化，影響結構整體質量。 1994 年 ,美