【正文】 HPC本身的價(jià)格偏高，但是其優(yōu)異的性能使其具有了良好的經(jīng)濟(jì)性。由于混凝土是一種非均質(zhì)材料,強(qiáng)度受諸多因素的影響，水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，對(duì)于普通混凝土，隨著水灰比的降低，混凝土的抗壓強(qiáng)度增大，高性能混凝土中的高效減水劑對(duì)水泥的分散能力強(qiáng)、減水率高，可大幅度降低混凝土單方用水量。比如美國(guó)學(xué)者更強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，歐洲學(xué)者更注重耐久性，而日本學(xué)者偏重于高工作性。隨著損傷自診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機(jī)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(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。綠色高性能混凝土研究和應(yīng)用較多的是粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土與基準(zhǔn)混凝土相比，大大提高了新拌混凝土的工作性能，明顯降低混凝土硬化階段的水化熱，提高混凝土強(qiáng)度特別是后期強(qiáng)度。從20世紀(jì)80年代開始，各國(guó)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中逐漸突出了耐久設(shè)計(jì)的考慮，從只重視強(qiáng)度設(shè)計(jì)向強(qiáng)度與耐久性并重。因此，未來(lái)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(lái)的混凝土必須是高性能的，尤其是耐久的。每用1t水泥，2t砂、3t以上的石子；，并排放1tCO2，而大氣中CO2濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。原材料生產(chǎn)、開采造成的生態(tài)環(huán)境惡化以及砂石料枯竭、資源短缺嚴(yán)重影響進(jìn)一步發(fā)展的嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)。高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是20世紀(jì)80年代末90年代初，一些發(fā)達(dá)國(guó)家基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)提出的一種全新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計(jì)指標(biāo)，這種混凝土有可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命。從20世紀(jì)以來(lái)，混凝土就己成為房屋建筑、橋梁、水利、公路等現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)首選材料，混凝土作為土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程。摘 要隨著我國(guó)改革開放和現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，我國(guó)的建設(shè)規(guī)模正日益增大，如何保證建筑工程質(zhì)量的同時(shí)也能使工程能長(zhǎng)久的安全使用下去，日益受到各級(jí)政府和社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。本文主要介紹了高性能混凝土發(fā)展的歷史背景及目前國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡明了高性能混凝土的特性，列舉了高性能混凝土在國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用中的重要成果，并對(duì)其發(fā)展趨勢(shì)作出展望。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今我國(guó)每年混凝土用量約109m3，并且隨著我國(guó)近年來(lái)工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，其用量將繼續(xù)快速增長(zhǎng)。區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被各國(guó)學(xué)者所接受，被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。這就要求混凝土不斷提高以耐久性為重點(diǎn)的各項(xiàng)性能, 多使用天然材料及工業(yè)廢渣保護(hù)環(huán)境, 走可持續(xù)發(fā)展的道路, 高性能混凝土就是在這種背景下出現(xiàn)并逐步完善與發(fā)展的。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(duì)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(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源。進(jìn)入20世紀(jì)90后代以后，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法成為土木工程領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。而且，節(jié)約水泥，減少環(huán)境污染，成為綠色高性能混凝土的代表性材料。二、高性能混凝土的性能研究和應(yīng)用分析（一）高性能混凝土的概念高性能混凝土是近20余年發(fā)展起來(lái)的一種新型混凝土。但是他們的基本點(diǎn)都是高耐久性，這方面的認(rèn)識(shí)是一致的。坍落度是評(píng)價(jià)混凝土工作性的主要指標(biāo)，HPC的坍落度控制功能好，在振搗的過程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振動(dòng)時(shí)間內(nèi)，下沉距離短，穩(wěn)定性和均勻性好。在高性能混凝土中摻入礦物超細(xì)粉可以填充水泥顆粒之間的空隙，改善界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的密實(shí)度，提高強(qiáng)度。高性能混凝土較高的強(qiáng)度、良好的耐久性和工藝性都能使其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。概括起來(lái)說(shuō)，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價(jià)。三、高性能混凝土質(zhì)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(yīng)大于25mm,以10mm～20mm為佳,這是因?yàn)?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(jié)面積增大,且界面受力較均勻。配制高性能混凝土?xí)r,摻入活性細(xì)摻合料可以使水泥漿的流動(dòng)性大為改善,空隙得到充分填充,使硬化后的水泥石強(qiáng)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(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源有重要意義。因大部分高性能混凝土施工時(shí)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(gè)方面:①填充骨料顆粒的空隙并包裹它們形成潤(rùn)滑層,產(chǎn)生“滾珠潤(rùn)滑”效應(yīng)。⑤可減小混凝土溫度開裂的危險(xiǎn),同時(shí)由于加快了火山灰反應(yīng),還可提高28d強(qiáng)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，～,是水泥粒徑的1/50～1/100,一般比表面積為18500㎡/kg～20000㎡/kg,主要化學(xué)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(biāo),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。在進(jìn)行配合比參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，為保證混凝土的耐久性，混凝土中膠凝材料總量應(yīng)處在一個(gè)適宜范圍內(nèi)，不僅有最低限要求，同時(shí)，對(duì)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(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)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(dāng)大于30%時(shí)。因此，客運(yùn)專線規(guī)定，即使配制非抗凍混凝土?xí)r，含氣量也應(yīng)不小于2%，并且作為施工質(zhì)量控制的必檢項(xiàng)目之一。以往多是以抗?jié)B性來(lái)評(píng)價(jià)混凝土的密實(shí)程度，但實(shí)踐證明，抗?jié)B試驗(yàn)只適合于判定較低強(qiáng)度等級(jí)混凝土的密實(shí)性，當(dāng)強(qiáng)度等級(jí)超過C30后，抗?jié)B等級(jí)幾乎都能達(dá)到P20以上，再往下試驗(yàn)比較困難?；炷猎牧蠎?yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進(jìn)行準(zhǔn)確稱量,稱量最大允許偏差應(yīng)符合下列規(guī)定(按重量計(jì)):膠凝材料(水泥、摻合料等)177。1%。（4）新澆混凝土與鄰接的己硬化混凝土或巖土介質(zhì)間澆筑時(shí)的溫差不得大于15℃。采用插入式振搗器振搗混凝土?xí)r,宜采用垂直點(diǎn)振方式振搗。高性能混凝土早期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,一般3天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的60%,7天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%,因而,混凝土早期養(yǎng)護(hù)特別重要。除施工前嚴(yán)格進(jìn)行原材料質(zhì)量檢查外，在混凝土施工過程中，應(yīng)對(duì)混凝土的以下指標(biāo)進(jìn)行檢查控制：混凝土拌合物：水膠比、坍落度、含氣量、入模溫度、泌水率、勻質(zhì)性。由于高性能混凝土摻加了高效減水劑,其水膠比很低(≤0138),水泥全部水化后,混凝土沒有多余的毛細(xì)水,孔隙細(xì)化,最可幾孔徑很小, 總孔隙率低。鐵路客運(yùn)專線大力提倡使用粉煤灰、礦渣粉等礦物摻和料，與普通硅酸鹽水泥一起作為膠凝材料。含氣量的要求也是客運(yùn)專線高性能混凝土與普通混凝土的重要區(qū)別之一。為適當(dāng)提高混凝土的含氣量，并獲得較佳的減水和保塑效果，可使用新型聚羧酸鹽減水劑。這正是用電通量指標(biāo)取代抗?jié)B標(biāo)號(hào)作為混凝土耐久性控制的主要原因。1%；外加劑177。應(yīng)采用臥軸式、行星式或逆流式強(qiáng)制攪拌機(jī)攪拌混凝土,采用電子計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量原材料。應(yīng)采取有效措施，保證混凝土在運(yùn)輸過程中保持均勻性及各項(xiàng)工作性能指標(biāo)不發(fā)生明顯波動(dòng)。(1)混凝土入模前,應(yīng)采用專用設(shè)備測(cè)定混凝土的溫度、坍落度、含氣量、水膠比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合設(shè)計(jì)或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。4．振搗。每點(diǎn)的振搗時(shí)間以表面泛漿或不冒大氣泡為準(zhǔn),一般不宜超過30s,避免過振。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養(yǎng)護(hù)為主,澆水養(yǎng)護(hù)為輔,使混凝土表面保持濕潤(rùn)。硬化混凝土：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度、同條件養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B性、電通量等。再者高性能混凝土中摻加礦物質(zhì)超細(xì)粉后,混凝土中骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)孔隙能得到明顯的降低,而且礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加還能改善水泥石的孔結(jié)構(gòu), 使其≥100μm的孔含量得到明顯減少,礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。使用粉煤灰等礦物摻和料，并不是單純地考慮降低混凝土成本，首先是為了混凝土耐久性的需要，特別是可以有效改善混凝土抵抗化學(xué)侵蝕的能力（包括氯化物侵蝕、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應(yīng)等）。以往工程僅在有抗凍要求時(shí)才考慮適當(dāng)提高混凝土的含氣量，這是對(duì)混凝土耐久性的規(guī)律認(rèn)識(shí)不足的表現(xiàn)。該指標(biāo)是客運(yùn)專線對(duì)混凝土耐久性最重要、最具體的指標(biāo)?；炷恋碾娡恐饕Q于水膠比，通過大量試驗(yàn)得到規(guī)律， 的要求。1%；骨料177。攪拌時(shí)