【正文】 3 (2) :1822183. [7] 陳家輝 .高性能混凝土應(yīng)用現(xiàn)狀及其前景 [J]廣東土木與建筑 , 2021,(05). 致 謝 在大專的三年 學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。 七 、高 性能混凝土的發(fā)展前景 隨著 HPC的開發(fā)和應(yīng)用 , 建筑對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響正引起社會的關(guān)注。建設(shè)部部長汪光熹在第 2屆國際智能綠色節(jié)能大會上表示 :中國將大力開展科技創(chuàng)新以支援和促進(jìn)行業(yè)發(fā)展 ,將對既有建筑節(jié)能改造成套技術(shù) ,低能耗大型公關(guān)建筑技術(shù)等加快技術(shù)公關(guān) ,推動以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保為核心的建筑技術(shù)發(fā)展 ,逐步提高綠色建筑比重。高性能混凝土摻加了粉的普通混凝土都得到了顯著降低 , 這對于大體積混凝土的溫控和防裂十分有利。 高性能混凝土早期強(qiáng)度增長較快 ,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。 。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。 6．質(zhì)量檢驗(yàn)控制。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)。目前我國尚無電通量試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)，鐵路行業(yè)電通量試驗(yàn)方法是以美國 ASTMC1202 快速電量測定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測指標(biāo)可以最大程度地區(qū)分和評價混凝土的密實(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。同時 ,根據(jù)減水劑性能及需求的減水需求來選擇合適的摻量。大量的實(shí)踐證明 :摻用粉煤灰的混凝土 ,其長期性能可得到大幅度的改善 ,對延長構(gòu)筑物的使用壽命有重要意義。 。雖然 HPC 本身的價格偏高，但是其優(yōu)異的性能使其具有了良好的經(jīng)濟(jì)性。比如美國學(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。 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。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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)今我國每年混凝土用量約 109m3，并且隨著我國近年來工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，其用量將繼續(xù)快速增長。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源。但是他們的基本點(diǎn)都是高耐久性，這方面的認(rèn)識是一致的。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，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價。 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(yīng) 。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。以往多是以抗?jié)B性來評價混凝土的密實(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)度等級混凝土的密實(shí)性，當(dāng)強(qiáng)度等級超過 C30后，抗?jié)B等級幾乎都能達(dá)到 P20以上，再往下試驗(yàn)比較困難。 。 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。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。 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。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。國內(nèi)已有研究表明 ,對于外摻加 40%粉煤灰的高性能混凝土 ,不管是在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)還是在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下 ,其 360d齡期的徐變度 (單位徐變應(yīng)力的徐變值 )均小于同強(qiáng)度等級的普通混凝土 ,高性能混凝土徐度度僅為普通混凝土的50%左右。因此 ,研發(fā)綠色 高性能混凝土體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀 ,是利國利民 ,惠及子孫之事。建筑物在建造和運(yùn)行的過程中需消耗大量的自然資源和能源 ,并對環(huán)境產(chǎn)生不同程 度的影響。 在此論文的完成之際 ,首先非常感謝老師的關(guān)心與指導(dǎo)。因此 ,高性能混凝土的技術(shù)核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時 ,堅(jiān)持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。 （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。 六 、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年美國首先提出了高性能混凝土 ,得到了世界各國和專家的認(rèn)可 ,法國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。 6．質(zhì)量檢驗(yàn)控制。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)。目前我國尚無電通量試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)，鐵路行業(yè)電通量試驗(yàn)方法是以美國 ASTMC1202 快速電量測定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測指標(biāo)可以最大程度地區(qū)分和評價混凝土的密實(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。 四、高性能混凝土的特點(diǎn) 一 （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 ?；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(dāng) 大于 2m時 ,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。混凝土的電通量主要取決于水膠比，通過 大量試驗(yàn)得到規(guī)律，一般水膠比小于 基本可滿足電通量小于 2021 的要求，水膠比小于 1500的要求。 （二）配合比設(shè)計(jì)控制要點(diǎn) 在以往的配合比設(shè)計(jì)方法中，是按混凝土的強(qiáng)度等級要求計(jì)算水灰比，而現(xiàn)在則是按耐久性的要求，首先根據(jù)環(huán)境作用等級確 定電通量指標(biāo)，由此來選擇水膠比、控制膠凝材料最小用量以及摻和料的比例。③粉煤灰和聚集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng) ,生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物 ,加強(qiáng)了薄弱的過渡區(qū) ,對改善混凝土的各項(xiàng)性能有顯著作用 ?；钚约?xì)摻合料是高性能混凝土必用的組成材料。在 高性能混凝土 的施工過程中，施工人員的技術(shù)水平有限，養(yǎng)護(hù)措施不到位，使 HPC的密實(shí)性和質(zhì)量不穩(wěn)定；在 高性能混凝土 的耐久性方面，由于 高性能混凝土 微管中水分的蒸發(fā)與凝聚而產(chǎn)生的收縮，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，這對 HPC的抗碳化、抗凍融循環(huán)作用以及抗氯離子擴(kuò)散等都是不利的， 高性能混凝土 的水泥用量高，水灰比低，硬化 后長期處于水中時，水分通過微管擴(kuò)散到內(nèi)部，未水化的水泥粒子進(jìn)一步水化，產(chǎn)生微膨脹也會使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，為各種有害介質(zhì)滲透提供通道，給氯離子侵入、堿骨料反應(yīng)的發(fā)生和鋼筋銹蝕創(chuàng)造可能；在 高性能混凝土 的設(shè)計(jì)方面，由于 高性能混凝土 的后期強(qiáng)度增長不及普通混凝土，而且脆性大，需要特別注意。高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)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(jié)構(gòu)安全可靠地工作 50～ 100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。 （二）研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 針對混凝土的過早劣化，發(fā)達(dá)國家在 20 世紀(jì) 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(biāo)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?；炷聊芊耖L期作為最主要的建筑結(jié)構(gòu)材料，其本身必須具有高強(qiáng)度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是混凝土的發(fā)展方向。隨著我國建筑向高層化、大型化、現(xiàn)代化的發(fā)展， HPC 必將成為新世紀(jì)的重要建筑工程材料。有些大城市現(xiàn)已難以獲得質(zhì)量合格的砂石。歐洲混凝土學(xué)會和國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會將 HPC定義為水膠比低于 ；在日本，將高流態(tài)的自密實(shí)混凝土（即 免振混凝土）稱為 HPC；中國土木工程學(xué)會高強(qiáng)與高性能混凝土委員會將 HPC定義為以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土。 高性能混凝土 良好的耐久性可以減少結(jié)構(gòu)的維修費(fèi)用，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，收到良好的經(jīng)濟(jì)效益； 高性 能混凝土 的高強(qiáng)度可以減少構(gòu)件尺寸，減小自重，增加使用空間； HPC 良好的工作性可以減少工人工作強(qiáng)度，加快施工速度，減少成本。另外 ,粗集料還應(yīng)注意集料的粒型、級配和巖石種類 ,一般采取連續(xù)級配 ,其中尤以級配良好、表面粗糙的石灰?guī)r碎石為最好。 。另外 ,在配制硅粉混凝土?xí)r必須注意 :①由于硅粉的需水量比水泥大 ,在配制硅粉混凝土?xí)r ,一般要摻加減水劑。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。 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。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。以往工程僅在有抗凍要求時才考慮適當(dāng)提高混凝土的含氣量，這是對混凝土耐久性的規(guī)律認(rèn)識不足的表現(xiàn)。攪拌時間不宜少于 2min,也不 宜超過3min。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