【文章內容簡介】 這樣能大大減小溫度應力,從而提高混凝土的體積穩(wěn)定性。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。更重要的是,加入活性細摻合料改善了混凝土中水泥石與骨料的界面結構,使混凝土的強度、抗?jié)B性與耐久性均得到提高?；钚约殦胶狭鲜歉咝阅芑炷帘赜玫慕M成材料。在高性能混凝土中常用的活性細摻合料有硅粉(SF)、磨細礦渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。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。配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、細度低、需水量低的優(yōu)質粉煤灰。礦渣是高爐煉鐵排出的熔融礦渣在高溫狀態(tài)下迅速水淬冷卻而成的,用于高性能混凝土的磨細礦渣細度大于水泥,能提高混凝土的工作性和耐久性。硅粉是電爐法生產硅鐵合金所排放的煙道灰,SiO2含量大于90﹪,平均粒徑約011μm,比表面積20000㎡/kg,借助大劑量高效減水劑和強力攪拌作用,可以填充到水泥或其他摻合料的間隙中去,并且具有很高的活性,在各種摻合料中對混凝土的增強作用最為顯著,是國際上制備超高強混凝土最通用的超細活性摻合料。由于高性能混凝土具有較高的強度,且一般混凝土拌合物的坍落度較大(15～20㎝左右),在低水膠比(一般＜)一般的情況下,要使混凝土具有較大的坍落度,就必須使用高效減水劑,且其減水率宜在20﹪以上。有時為減少混凝土坍落度的損失,在減水劑內還宜摻有緩凝的成份。此外,由于高性能混凝土水膠比低,水泥顆粒間距小,能進人溶液的離子數量也少,因此減水劑對水泥的適應性表現更為敏感。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。(1)粉煤灰,粉煤灰是燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細微粉末,又稱“飛灰”(Fly Ash),其顆粒多呈球形,表面光滑。大量的實踐證明:摻用粉煤灰的混凝土,其長期性能可得到大幅度的改善,對延長構筑物的使用壽命有重要意義。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,產生“滾珠潤滑”效應。②對水泥顆粒起物理分散作用,使其分布得更均勻。③粉煤灰和聚集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結晶發(fā)生火山灰反應,生成具有膠凝性質的產物,加強了薄弱的過渡區(qū),對改善混凝土的各項性能有顯著作用。④粉煤灰延緩了水化速度,減小混凝土因水化熱引起的溫升,對防止混凝土產生溫度裂縫十分有利。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。值得注意的是,粉煤灰的水泥取代率對強度影響顯著,較好的早期強度和后期強度的水泥取代率應小于10%。當粉煤灰摻量較低時,只會對水泥早期水化熱有影響,但對7d齡期的水化熱幾乎沒有影響。(2)硅粉(Silica Fume,簡寫SF)又稱硅灰,是從生產硅鐵或硅鋼等合金所排放的煙氣中收集到的顆粒極細的煙塵。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,主要化學成分為二氧化硅,其含量在90%以上。在混凝土中摻加少量硅粉或以硅粉取代部分水泥,結合應用減水劑,可使混凝土各方面的物理力學性能都得到顯著提高,硅粉的適宜摻量為水泥用量的5﹪～10﹪。硅粉的加入,對混凝土的性能的影響主要有:①改善了新拌混凝土的粘聚性、保水性,提高了需水量。② 提高了混凝土的強度,增大了彈性模量和混凝土的干縮。③ 提高了混凝土的耐久性。另外,在配制硅粉混凝土時必須注意:① 由于硅粉的需水量比水泥大,在配制硅粉混凝土時,一般要摻加減水劑。在選擇減水劑時,應使之與所用的水泥具有相容性,否則,容易影響混凝土的工作性能。同時,根據減水劑性能及需求的減水需求來選擇合適的摻量。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。③ 硅粉混凝土的干縮一般比普通混凝土大,配制高性能混凝土時應采取補償收縮的措施,如摻加粉煤灰等。（二）配合比設計控制要點在以往的配合比設計方法中，是按混凝土的強度等級要求計算水灰比，而現在則是按耐久性的要求，首先根據環(huán)境作用等級確定電通量指標，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。由于客專隧道的襯砌和仰拱設計強度等級為C30或C35，一般來說，為滿足電通量要求和水膠比限值要求，混凝土的強度一般都是超強的。在進行配合比參數設計時，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，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。鐵路客運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。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侵蝕的能力（包括氯化物侵蝕、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應等）。國內外的大量研究表明，粉煤灰的摻量在20%以上時，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到50%左右。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。含氣量的要求也是客運專線高性能混凝土與普通混凝土的重要區(qū)別之一。以往工程僅在有抗凍要求時才考慮適當提高混凝土的含氣量，這是對混凝土耐久性的規(guī)律認識不足的表現。實際上，混凝土中適量的引氣，不僅能改善抗凍性，同時可顯著減輕混凝土的泌水性，使水在拌合物中的懸浮狀態(tài)更加穩(wěn)定，從而提高混凝土材料的均勻性和穩(wěn)定性。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。為適當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。該指標是客運專線對混凝土耐久性最重要、最具體的指標。目前我國尚無電通量試驗的國家標準，鐵路行業(yè)電通量試驗方法是以美國ASTMC1202 快速電量測定方法為基礎制定的，其所測指標可以最大程度地區(qū)分和評價混凝土的密實度，而密實度正是影響混凝土耐久性最為關鍵的因素。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，再往下試驗比較困難。這正是用電通量指標取代抗?jié)B標號作為混凝土耐久性控制的主要原因?；炷恋碾娡恐饕Q于水膠比，通過大量試驗得到規(guī)律， 的要求。（三）高性能混凝土的施工控制混凝土原材料應嚴格按照施工配合比要求進行準確稱量,稱量最大允許偏差應符合下列規(guī)定(按重量計):膠凝材料(水泥、摻合料等)177。1%；外加劑177。1%；骨料177。2%；拌合用水177。1%。應采用臥軸式、行星式或逆流式強制攪拌機攪拌混凝土,采用電子計量系統計量原材料。攪拌時間不宜少于2min,也不宜超過3min。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝土時,必須采取有效措施控制原材料溫度,以保證混凝土的入模溫度滿足規(guī)定。對高效減水劑的摻加可采用分次摻加法，做法是在拌合物出機前摻入一部分高效減水劑，到工地卸料前再加入其余高效減水劑，并在加入高效減水劑后繼續(xù)攪拌至少1min后卸料。分次摻加法有利于減小坍落度損失，尤其適用于混凝土運送距離較遠的工程。應采取有效措施，保證混凝土在運輸過程中保持均勻性及各項工作性能指標不發(fā)生明顯波動。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)。應采取適當措施防止水分進入運輸容器或蒸發(fā)?；炷烈嗽跀嚢韬?0min內泵送完畢，且在1/2初凝時間前入泵。全部混凝土應在初凝前澆筑完畢。在交通擁堵和氣候炎熱等情況下，應采取特殊措施防止混凝土坍落度損失過大。(1)混凝土入模前,應采用專用設備測定混凝土的溫度、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計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。混凝土的入模溫度一般宜控制在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,保證混凝土不出現分層離析現象。(3)混凝土的澆筑應采用分層連續(xù)推移的方式進行,間隙時間不得超過90min,不得隨意留置施工縫。(4)新澆混凝土與鄰接的己硬化混凝土或巖土介質間澆筑時的溫差不得大于15℃?？刹捎貌迦胧秸駝影簟⒏街狡桨逭駬v器、表面平板振搗器等振搗設備振搗混凝土。振搗時應避免碰撞模板、鋼筋及預埋件。采用插入式振搗器振搗混凝土時,宜采用垂直點振方式振搗。每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準,一般不宜超過30s,避免過振。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平拖?；炷翑嚢柰戤吅罂偸呛邢喈敂盗康姆稚⒃诩峡障吨械目諝馀?。當拌合物布入模板后，又因粘滯性很大而不能在自重下流動，并與模板和鋼筋以及旱先入模的拌合物相接觸，總要留下許多尺寸較人的形狀不規(guī)則的空洞。振動增實是關系到工程質量的主要環(huán)節(jié)?；炷琳駝臃椒ū仨毐苊獯旨蠌幕炷林蟹蛛x出來，個別集料分離出來不一定有害，但粗集料分離出來聚集成堆則會影響混凝土質量。在這種情況下，需要把粗集料重新分散到混凝土中進行搗實，以免產生蜂窩狀空隙和麻面。振搗時，振動棒應等間距地垂直插入，均勻地搗實全部范圍的混凝土。要做到不漏振，不過振，振動時間以混凝土停止下沉、不冒氣泡表而平坦、泛漿為止,混凝土表面用木抹搓毛。振搗時應避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其它預理件。養(yǎng)護指混凝土拌合物經密實成型后，保證水泥能正常完成早期水化反應，以使獲得預定的物理力學性能和耐久性能所采取的工藝控制措施。養(yǎng)護是獲得優(yōu)質混凝土的關鍵工藝之一，當表層混凝土迅速干燥到相對濕度75%以下，水泥水化停止,混凝土各項性能受到損害。做好混凝土成型壓光和覆蓋澆水養(yǎng)護，防止混凝土出現裂縫。養(yǎng)護一般采用草簾或麻袋覆蓋，并經常澆水保持濕潤，養(yǎng)護期視水泥品種和氣溫而定。養(yǎng)護期在最初三天內自天每隔2h澆水一次，夜間至少兩次，以后每晝夜至少澆水四次，干燥和陰雨天適當增減。大體積混凝土的養(yǎng)護需按照大體積混凝土的專項研究確定方案進行。高性能混凝土早期強度增長較快,一般3天達到設計強度的60%,7天達到設計強度的80%,因而,混凝土早期養(yǎng)護特別重要。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養(yǎng)護為主,澆水養(yǎng)護為輔,使混凝土表面保持濕潤。養(yǎng)護時間不少于14天。除施工前嚴格進行原材料質量檢查外，在混凝土施工過程中，應對混凝土的以下指標進行檢查控制：混凝土拌合物：水膠比、坍落度、含氣量、入模溫度、泌水率、勻質性。硬化混凝土：標準養(yǎng)護試件抗壓強度、同條件養(yǎng)護試件抗壓強度、抗?jié)B性、電通量等。混凝土也是一種產品，對于具體的工程，也有一定的質量要求。由于混凝土是一種非均質的材料，其組成質量變化較大，因此全過程質量控制對混凝土的使用性能至關重要?；炷临|量控制的最終目標是得到質量均勻的、體積穩(wěn)定的、耐久的、滿足設計強度而且經濟的混凝土。要得到這樣的優(yōu)質混凝土，必須使拌和物有良好的工作性能，便于攪拌、運輸、澆筑、振搗密實、充滿模型，并且始終均勻。因此，拌和物質量控制的目標是具有施工條件要求的足夠流動性、體積穩(wěn)定性以及盡可能低的溫度應力。對于高性能混凝土拌和物的要求：流動性—坍落度在170mm以上，坍落流動度在430mm以上（不振搗的拌和物坍落度為240～270mm，坍落流動度為550～700mm）；體積穩(wěn)定性—不離析、不泌水，有穩(wěn)定的表觀密度；溫度應力—澆筑的混凝土內外溫度差不高于25℃，澆筑時拌和物溫度夏季不高于35℃，冬季不低于12℃。與普通混凝土相比，HPC的生產和施工并不需要特殊的工藝，但是在工藝個環(huán)節(jié)中普通混凝土不敏感的因素，HPC卻會很敏感，因而需要嚴格控制和管理。尤其是在工地現場施工時，包括試配、原材料管理、攪拌、澆筑、振搗成型、拆模養(yǎng)護等問題，需要做特別強調。四、高性能混凝土的特點（一）高耐久性能高性能混凝土的重要特點是具有高耐久性, 而耐久性則取決于抗?jié)B性?？?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結構有關?；炷恋哪途眯灾饕Q于其滲透性,在這個方面高強混凝土應被稱之為高性能混凝土,但若裂縫的產生和發(fā)展不在控制之下,其優(yōu)勢將會喪失。眾所周知,隨著強度的提高,大多數結構材