【正文】 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)。 基于上述特點 ,高性能混凝土成為我國近期混凝土技術(shù)的主要發(fā)展方向。 如今我國 HPC發(fā)展形勢一片良好，但是要使 HPC 在建筑工程中推廣使用還需一個認(rèn)識和實踐的過程 。 通過對高性能混凝土抗凍性能試驗研究可得出以下結(jié)論 ,混凝土的抗凍性主要與所引入的空氣含量 、 氣泡的質(zhì)量 、 混凝土強度和水膠比等因素密切相關(guān) ， 高性能混凝土的含氣量宜為 2%～ 4%， 這樣配制的混凝土具有 200次以上的抗凍性能 。 通過摻入礦物微細粉和高性能化學(xué)外加劑的技術(shù)途徑來配制高性能混凝土， 既可改善混凝土的性能，又能降低生產(chǎn)成本，有利于高性能混凝土的推廣應(yīng)用 。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。2)不破壞環(huán)境 ,更有利于環(huán)境 。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 ,堅持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。建筑物在建造和運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。綠色高性能混凝土已被廣泛應(yīng)用于市政工程、民用建筑和工業(yè)建筑 ,與普通混凝土相比 ,高性能混凝土具有更好的 施工性能和耐久性 ,同時可以更多地利用工業(yè)廢渣及其它廢棄物 ,有良好的經(jīng)濟指標(biāo)和環(huán)保意義 ,因此 ,綠色高性能混凝土是混凝土的發(fā)展方向。因此 ,傳統(tǒng)的 GHPC的應(yīng)用范圍可以進一步擴大 ,可以將歐美對 HPC強度的低限 50MPa降低到 C30左右 ,原則是只要不損害混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如孔結(jié)構(gòu)、水化物結(jié)構(gòu)與界面結(jié)構(gòu)等 ,保證混凝土具有良好的耐久性與體積穩(wěn)定性。例如日本跨海明石大橋基墩混凝土 (50萬 m3)要求高耐久性、高抗沖刷性與低升溫 ,而強度只要求 20MPa,使用的就 是摻加了復(fù)合外加劑與復(fù)合細摻料的 HPC。因此 ,高性能混凝土本身就可成為綠色混凝土。(2)更多地摻加工業(yè)廢料為主的細摻料 。人類已經(jīng)進入 21世紀(jì) ,混凝土應(yīng)該更多地摻加 工業(yè)廢渣摻和料 ,更多地節(jié)約水泥 ,有更高的強度和耐久性。 （三） 綠色高性能混凝土的發(fā)展 1997年 3月的“高強與高性能混凝土”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。因 16 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。 （二） 綠色高性能混凝土的可行性 綠色高性能混凝土是混凝土發(fā)展的方向 ,是我國國情的需要 ,是建筑工程發(fā)展的需要 ,是為了子孫后代造福的需要 , 2021年建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于進一步做好建筑業(yè) 10項新技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》 (建質(zhì)〔 2021〕 )26號 )文件中第 2項既是“高性能混凝土技術(shù)”。 1991年美國在提交國會《國家公路與橋梁現(xiàn)狀》的報告中指出 ,為了修理或更換現(xiàn)已存在缺陷的橋梁 ,需投資 91 億美元如拖延維護進程 ,費用將增至 1310億美元 ,美國每年用于混凝土維修的費用大約 300億美元。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 ,會對環(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。我國人多地少 ,資源缺乏 ,同時也是世界上能源消耗的大國 ,以水泥和混凝土為例 ,我國水泥的年產(chǎn)量大約 9億噸 ,占世界水泥產(chǎn)量的三分之一 ,混凝土產(chǎn)量約 12億 m3,世界混凝土年產(chǎn)量大約 30億 m3,混凝土的大量使用 ,需要大量水泥 ,水泥的生產(chǎn)又極大地影響了環(huán)境 ,直接影響子孫后代的生活 ,所以綠色高性能的發(fā)展是事在必行。國外有位學(xué)者寫一篇綜述 ,題為“昨天和今天的水泥 ,明天的混凝土” ,文中指出 21世紀(jì)水泥工業(yè)應(yīng)改名為水硬性膠凝材料工業(yè) ,而且應(yīng)是一種綠色工業(yè)。 1994年 ,美國聯(lián)邦政府 16個機構(gòu)聯(lián)合提出了一個 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 2億美元進行研究。 15 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。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)護還是在蒸壓養(yǎng)護條件下 ,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。雖然高性能混凝土的水灰比比較低 , 但是如果將新型高效減水劑和增粘劑一起使用 , 盡可能地降低單方用水量 , 防止離析 ,澆筑振實后立即用濕布或濕草簾加以覆蓋養(yǎng)護 , 避免太陽光照射和風(fēng)吹 , 防止混凝土的水分蒸發(fā) , 這樣高性能混凝土早期開裂就會得到有效的抑制。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。 （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 密實性和均勻性 ,對于某些結(jié)構(gòu)的特殊部位 (如梁柱接頭等鋼筋密集處 )還可采用自流密實成型混凝土 ,從而保證該部位的密實性 ,這樣就可以減輕施工勞動強度 ,節(jié)約施工 能耗。再者高性能混凝土中摻加礦物質(zhì)超細粉后 ,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)超細粉的摻加還能改善水泥石的孔結(jié)構(gòu) , 使其≥ 100μ m的孔含量得到明顯減少 ,礦物質(zhì)超細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。抗?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。硬化混凝土：標(biāo)準(zhǔn)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。 6． 質(zhì)量檢驗控制 。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。 。每點的振搗時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。振搗時應(yīng)避免 碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。 4．振搗 。（ 3）混凝土的澆筑應(yīng)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。 (1)混凝土入模前 ,應(yīng)采用專用設(shè)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(shè)計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。應(yīng)采取適當(dāng)措施防止水分進入運輸容器或蒸發(fā)。 應(yīng)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(biāo)不發(fā)生明顯波動。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝土?xí)r ,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。應(yīng)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(tǒng)計量原材料。 2%；拌合用水177。 1%；外加劑177。 （三）高性能混凝土的施工控制 。這正是用電通量指標(biāo)取代抗?jié)B標(biāo)號作為混凝土耐久性控制的主要原因。目前我國尚無電通量試驗的國家標(biāo)準(zhǔn)，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(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度，而密實度正是影響混凝土耐 13 久性最為關(guān)鍵的因素。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。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。 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。國內(nèi)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。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。以上這些措施對于混凝土的抗凍融、抗中性化、抗堿 集料反應(yīng)、抗硫酸鹽腐蝕 ,以及其它酸性和鹽類侵蝕等性能都能得到有效的提高。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水 ,孔隙細化 ,最可幾孔徑很小 , 總孔隙率低 。 12 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 。 除施工前嚴(yán)格進行原材料質(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。養(yǎng)護時間不少于 14天。 高性能混凝土早期強度增長較快 ,一般 3天達到設(shè)計強度的 60%,7天達到設(shè)計強度的 80%,因而 ,混凝土早期養(yǎng)護特別重要。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。采用插入式振搗器振 搗混凝土?xí)r ,宜采用垂直點振方式振搗?？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(shè)備振搗混凝土。（ 4）新澆混凝土與鄰接的己硬化混凝土或巖土介質(zhì)間澆筑時的溫差不得大于 15℃?；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。 。應(yīng)對運輸設(shè)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 )。 。攪拌時間不宜少于 2min,也不宜超過 3min。 1%。 1%；骨料177。 混凝土原材料應(yīng)嚴(yán)格按照施工配合比要求進行準(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 ):膠凝材料 (水泥、摻合料等 )177?；炷恋碾娡恐饕Q于水膠比，通過大量試驗得到規(guī)律，一般水膠比小于 2021 的要求，水膠比小于 量小于 1500的要求。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(dāng)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。 該指標(biāo)是客運專線對混凝土耐久性最重要、最具體的指標(biāo)。因此，客運專線規(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)量控制的必檢項目之一。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)。在《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)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(dāng)大于 30%時，混凝土的水膠比不得大于 。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）。 在進行配合比參數(shù)設(shè)計時，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。再者高性能混凝土中摻加礦物質(zhì)超細粉后 ,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)超細粉的摻加還能改善水泥石的孔結(jié)構(gòu) , 使其≥ 100μ m的孔含量得到明顯減少 ,礦物質(zhì)超細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?？?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。硬化混凝土：標(biāo)準(zhǔn)