【正文】 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。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。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。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)。從20世紀(jì)以來，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。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。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)。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。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源。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。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。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。概括起來說，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)。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)。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。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《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)。以往多是以抗?jié)B性來評(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。1%。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。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。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。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。1%；外加劑177。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)。4．振搗。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)。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。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)?；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。攪拌時(shí)間不宜少于2min,也不宜超過3min。混凝土的入模溫度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于2m當(dāng)大于2m時(shí),應(yīng)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。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置,應(yīng)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。四、高性能混凝土的特點(diǎn)（一）高耐久性能高性能混凝土的重要特點(diǎn)是具有高耐久性, 而耐久性則取決于抗?jié)B性。國(guó)內(nèi)外的大量研究表明，粉煤灰的摻量在20%以上時(shí)，改善混凝土耐久性的效果較佳，更有研究資料表明，粉煤灰的最大摻量可達(dá)到50%左右。目前我國(guó)尚無電通量試驗(yàn)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，鐵路行業(yè)電通量試驗(yàn)方法是以美國(guó)ASTMC1202 快速電量測(cè)定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測(cè)指標(biāo)可以最大程度地區(qū)分和評(píng)價(jià)混凝土的密實(shí)度，而密實(shí)度正是影響混凝土耐久性最為關(guān)鍵的因素。2%；拌合用水177。應(yīng)采取適當(dāng)措施防止水分進(jìn)入運(yùn)輸容器或蒸發(fā)。振搗時(shí)應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。6．質(zhì)量檢驗(yàn)控制。（二）高工作性能高性能混凝土具有良好的流變學(xué)性能, 高流動(dòng)性,不泌水,不離析,能在正常施工條件下保證混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和均勻性,對(duì)于某些結(jié)構(gòu)的特殊部位(如梁柱接頭等鋼筋密集處)還可采用自流密實(shí)成型混凝土,從而保證該部位的密實(shí)性,這樣就可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約施工能耗。五、綠色高性能混凝土（一）研發(fā)綠色高性能混凝土的必要性1990年美國(guó)首先提出了高性能混凝土,得到了世界各國(guó)和專家的認(rèn)可,法國(guó)政府組織包括政府研究機(jī)構(gòu)、高等院校、建筑公司等單位開展了高性能混凝土的研究。以粉煤灰為例,現(xiàn)已研發(fā)與使用的綠色高性能混凝土,絕大部分把粉煤灰作主要摻料,粉煤灰是工業(yè)廢料,如不很好利用,會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染,在綠色高性能混凝土中采用粉煤灰,即解決了二次污染,又降低了混凝土的成本,同時(shí)提高了混凝土的性能,主要表現(xiàn)在提高了混凝土的耐久性和工作性。（三）綠色高性能混凝土的發(fā)展1997年3月的“高強(qiáng)與高性能混凝土”會(huì)議上,吳中偉院士首次出“綠色高性能混凝土(GHPC) ”的概念,并指出: GHPC是混凝土的發(fā)展方向,更是混凝土的未來。由此可見,高性能混凝土并不一定強(qiáng)調(diào)高強(qiáng),我國(guó)目前也己完成了普通混凝土的高性能化的研究和應(yīng)用。21世紀(jì)前后, 吳中偉等提出了綠色混凝土的概念,在高性能混凝土的基礎(chǔ)上增加了三個(gè)含義:1)節(jié)約資源、能源。如今我國(guó)HPC發(fā)展形勢(shì)一片良好，但是要使HPC 在建筑工程中推廣使用還需一個(gè)認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的過程?；谏鲜鎏攸c(diǎn),高性能混凝土成為我國(guó)近期混凝土技術(shù)的主要發(fā)展方向。大力開展綠色高性能混凝土的研究和應(yīng)用高性能混凝土具有普通混凝土無法比擬的優(yōu)良性能,對(duì)混凝土的發(fā)展將起重要作用, 并為HPC的發(fā)展指明了非常明確的方向。納米混凝土、再生混凝土、免振搗自密實(shí)高性能混凝土等都是綠色高性能混凝土。人類已經(jīng)進(jìn)入21世紀(jì),混凝土應(yīng)該更多地?fù)郊庸I(yè)廢渣摻和料,更多地節(jié)約水泥,有更高的強(qiáng)度和耐久性。1991年美國(guó)在提交國(guó)會(huì)《國(guó)家公路與橋梁現(xiàn)狀》的報(bào)告中指出,為了修理或更換現(xiàn)已存在缺陷的橋梁,需投資91 億美元如拖延維護(hù)進(jìn)程,費(fèi)用將增至1310億美元,美國(guó)每年用于混凝土維修的費(fèi)用大約300億美元。1994年,美國(guó)聯(lián)邦政府16個(gè)機(jī)構(gòu)聯(lián)合提出了一個(gè)在基礎(chǔ)設(shè)施施工中應(yīng)用高性能混凝土的決議,并決定在10年投資2億美元進(jìn)行研究。高性能混凝土的高韌性要求其具有能較好地抵抗地震荷載、疲勞荷載及沖擊荷載的能力,混凝土的韌性可通過在混凝土摻加引氣劑或采用高性能纖維混凝土等措施得到提高。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。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。(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。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。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。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。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。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。（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℃。混凝土原材料應(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。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。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