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【摘 要】随着科学技术的发展，建筑行业的发展速度也随之加快，在现代的一些高层重载和大跨度的建筑工程中，通常会应用到高强高性能混凝土技术，随着高强高性能混凝土技术在这些高层重载和大跨度建筑工程中的应用，使得高层重载和大跨度建筑工程的质量和性能都有了实质性的提升，因此使得高强高性能混凝土在当前的高层重载和大跨度建筑工程中深受欢迎。
【关键词】高强高性能混凝土；优缺点；项目应用。
引言：
高性能高强混凝土是用常规水泥、砂石料做为原材料，使用常规制作工艺，主要依靠外加高效减水剂或同时外加一定数量活性矿物材料（如粉煤灰、矿粉、硅灰等），使混合料具有良好的工作度，并在硬化后具有高强、高耐久性能的水泥混凝土。在高性能方面强调了良好的工作度、高强度及高耐久性。与传统混凝土相比高性能高强混凝土在原材料上有两点不同：低水胶比和多组分。其目的是为了增加混凝土的密实程度，改善骨料和水泥浆体之间的界面性能，从而达到高强度、高工作性和良好的耐久性。
一、高性能高强混凝土研究和应用情况
1.建设部在1994年就把高性能混凝土技术列入建筑业10项新技术进行重点推广。我国也先后于2002年发布的“混凝土结构设计规范”（GB50010-2002）和2004年发布的“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”（JTGD62-2004）中，将混凝土强度等级提高到C80，对混凝土的耐久性也做出了相应规定。
2.北京城建集团混凝土公司于2003年研制成功了C100高性能混凝土，具有强度高、工作性能好、耐久性优异的特点。
3.近年来我国多座大桥的建设中已投入使高强度高性能混凝土：如杭州湾大桥、东海大桥、湖南洞庭大桥等。
4.2004年我国建设部将推广应用高性能高强混凝土工作纳入了我国“工程建设中钢铁、水泥应用的可持续发展战略”，在新的钢筋混凝土规范修改稿中已将混凝土标号提到C100。
二、高强高性能混凝土的主要优缺点
1、高强高性能混凝土的早期强度高，但后期强度增长速度比普通混凝土要慢得多。
2、高强度高性能混凝土由于强度高，故抗渗、抗冻、抗碳化、耐蚀等耐久性指标比普通混凝土都要高，从而可以大大提高建筑物的使用年限。
3、由于高强高性能混凝土强度高，因此构件截面尺寸可大大缩小，从而可以改变“梁柱肥大”而不美观的问题，既可以减轻建筑物的自重，还可以增加建筑物的使用面积。
4、由于高强高性能混凝土的密实度好，抗渗、抗冻、抗碳化、耐蚀等耐久性指标均优于普通混凝土，因此，高强高性能混凝土出高层建筑工程和大跨度工程外，还可以广泛用在铁路、公路、桥梁（隧道）、海港、码头工程，它耐海水侵蚀和冲刷的能力也大大高于普通混凝土，可以延长使用年限。
5、由于高强高性能混凝土的强度比传统的混凝土要高，因此对水泥的强度要求也更高，而由于高强水泥在水化时会产生极大的热量，因此很容易时混凝土产生裂缝或者导致混凝土易脆裂，从而影响到混凝土的质量和性能。
6、由于胶黏材料种类增加，各组分的有效成分的含量及有害成分（如游离碳）的含量直接影响混凝土的质量。
三、高性能混凝土的性能研究和应用分析
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：
1.耐久性。高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性，而耐久性则取决于抗渗性；抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂，其水胶比很低（≤0138），水泥全部水化后，混凝土没有多余的毛细水，孔隙细化，最可几孔径很小，总孔隙率低；再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后，混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低，而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构，使其≥100μm的孔含量得到明显减少，矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱-集料反应、抗硫酸盐腐蚀，以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
2.工作性。坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC的坍落度控制功能好，在振捣的过程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。同时，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。高性能混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于某些结构的特殊部位（如梁柱接头等钢筋密集处）还可采用自流密实成型混凝土，从而保证该部位的密实性，这样就可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。
3.强度。由于混凝土是一种非均质材料，强度受诸多因素的影响，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于普通混凝土，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度增大，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高，可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，提高强度。高性能混凝土具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。高性能混凝土的高韧性要求其具有能较好地抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力，混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性，低的温度变形、低徐變及低的自收缩变形。虽然高性能混凝土的水灰比比较低，但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用，尽可能地降低单方用水量，防止离析，浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护，避免太阳光照射和风吹，防止混凝土的水分蒸发，这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。高性能混凝土掺加了粉的普通混凝土都得到了显著降低，这对于大体积混凝土的温控和防裂十分有利。国内已有研究表明，对于外掺加40%粉煤灰的高性能混凝土，不管是在标准养护还是在蒸压养护条件下，其360d龄期的徐变度（单位徐变应力的徐变值）均小于同强度等级的普通混凝土，高性能混凝土徐度度仅为普通混凝土的50%左右。高性能混凝土长期的力学稳定性要求其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性4.体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 5.经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。前苏联学者研究发现用C110～C137的高性能混凝土替代C40～C60的混凝土，可以节约15%～25%的钢材和30%～70%的水泥。虽然HPC本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良好的经济性。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。
四、工程项目应用
天津滨海新区某高层项目在塔楼的角部采用了钢管混凝土，内灌C80高强度高性能混凝土。塔楼地下结构剪力墙及其连梁。组合柱、T型组合墙采用C60高强度高性能混凝土。根据混凝土规范要求控制了最大氯离子含量（0.06%），最大碱含量（3Kg/m?），可溶性盐份的总量：细骨料0.08%，粗骨料0.04%。塌落度220-260mm，扩展度不小于600mm，倒筒时间不大于8s，初凝时间8h，终凝时间12h，U型箱高差不大于360mm。浇筑过程温升控制内外温差最大23.2℃。经过预埋的镀锌钢管进行了超声波检测结果声学参数无异常，混凝土质量合格。
钢管混凝土浇筑施工现场照片
结束语：
高性能高强混凝土作为一种新型的建筑材料，其耐久性超出普通混凝土的耐久性，可有效增加混凝土结构安全及使用寿命，减少造成修补或拆除的浪费。在建造过程中，可大量利用工业副产品和废弃物，减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染；收缩徐变小，适合建造高效预應力结构；高性能高强混凝土还具有优异的施工性能，便于施工，可节省劳力，减少振捣用电，降低环境噪声。高性能高强混凝土适用于高层超高层、大跨桥梁、海底隧道、高速公路及严酷环境中使用的结构物，因此，高性能高强混凝土技术的发展及其应用推广，具有显著的经济效益、社会效益和深远的社会意义。
参考文献：
【1】王铁龙.工程结构裂缝控制北京：中国建筑工业出版社，2003.
【2】吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中国铁道出版社，1999
【3】丁新建.确保高性能混凝土施工质量的技术措施[J].陕西建筑，2009，
【4】李兆海，刘子全等.高性能混凝土的应用发展[J].福建建材，2008
【关键词】高强高性能混凝土；优缺点；项目应用。
引言：
高性能高强混凝土是用常规水泥、砂石料做为原材料，使用常规制作工艺，主要依靠外加高效减水剂或同时外加一定数量活性矿物材料（如粉煤灰、矿粉、硅灰等），使混合料具有良好的工作度，并在硬化后具有高强、高耐久性能的水泥混凝土。在高性能方面强调了良好的工作度、高强度及高耐久性。与传统混凝土相比高性能高强混凝土在原材料上有两点不同：低水胶比和多组分。其目的是为了增加混凝土的密实程度，改善骨料和水泥浆体之间的界面性能，从而达到高强度、高工作性和良好的耐久性。
一、高性能高强混凝土研究和应用情况
1.建设部在1994年就把高性能混凝土技术列入建筑业10项新技术进行重点推广。我国也先后于2002年发布的“混凝土结构设计规范”（GB50010-2002）和2004年发布的“公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范”（JTGD62-2004）中，将混凝土强度等级提高到C80，对混凝土的耐久性也做出了相应规定。
2.北京城建集团混凝土公司于2003年研制成功了C100高性能混凝土，具有强度高、工作性能好、耐久性优异的特点。
3.近年来我国多座大桥的建设中已投入使高强度高性能混凝土：如杭州湾大桥、东海大桥、湖南洞庭大桥等。
4.2004年我国建设部将推广应用高性能高强混凝土工作纳入了我国“工程建设中钢铁、水泥应用的可持续发展战略”，在新的钢筋混凝土规范修改稿中已将混凝土标号提到C100。
二、高强高性能混凝土的主要优缺点
1、高强高性能混凝土的早期强度高，但后期强度增长速度比普通混凝土要慢得多。
2、高强度高性能混凝土由于强度高，故抗渗、抗冻、抗碳化、耐蚀等耐久性指标比普通混凝土都要高，从而可以大大提高建筑物的使用年限。
3、由于高强高性能混凝土强度高，因此构件截面尺寸可大大缩小，从而可以改变“梁柱肥大”而不美观的问题，既可以减轻建筑物的自重，还可以增加建筑物的使用面积。
4、由于高强高性能混凝土的密实度好，抗渗、抗冻、抗碳化、耐蚀等耐久性指标均优于普通混凝土，因此，高强高性能混凝土出高层建筑工程和大跨度工程外，还可以广泛用在铁路、公路、桥梁（隧道）、海港、码头工程，它耐海水侵蚀和冲刷的能力也大大高于普通混凝土，可以延长使用年限。
5、由于高强高性能混凝土的强度比传统的混凝土要高，因此对水泥的强度要求也更高，而由于高强水泥在水化时会产生极大的热量，因此很容易时混凝土产生裂缝或者导致混凝土易脆裂，从而影响到混凝土的质量和性能。
6、由于胶黏材料种类增加，各组分的有效成分的含量及有害成分（如游离碳）的含量直接影响混凝土的质量。
三、高性能混凝土的性能研究和应用分析
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：
1.耐久性。高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性，而耐久性则取决于抗渗性；抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂，其水胶比很低（≤0138），水泥全部水化后，混凝土没有多余的毛细水，孔隙细化，最可几孔径很小，总孔隙率低；再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后，混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低，而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构，使其≥100μm的孔含量得到明显减少，矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱-集料反应、抗硫酸盐腐蚀，以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
2.工作性。坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC的坍落度控制功能好，在振捣的过程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。同时，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。高性能混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于某些结构的特殊部位（如梁柱接头等钢筋密集处）还可采用自流密实成型混凝土，从而保证该部位的密实性，这样就可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。
3.强度。由于混凝土是一种非均质材料，强度受诸多因素的影响，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于普通混凝土，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度增大，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高，可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，提高强度。高性能混凝土具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。高性能混凝土的高韧性要求其具有能较好地抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力，混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性，低的温度变形、低徐變及低的自收缩变形。虽然高性能混凝土的水灰比比较低，但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用，尽可能地降低单方用水量，防止离析，浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护，避免太阳光照射和风吹，防止混凝土的水分蒸发，这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。高性能混凝土掺加了粉的普通混凝土都得到了显著降低，这对于大体积混凝土的温控和防裂十分有利。国内已有研究表明，对于外掺加40%粉煤灰的高性能混凝土，不管是在标准养护还是在蒸压养护条件下，其360d龄期的徐变度（单位徐变应力的徐变值）均小于同强度等级的普通混凝土，高性能混凝土徐度度仅为普通混凝土的50%左右。高性能混凝土长期的力学稳定性要求其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性4.体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 5.经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。前苏联学者研究发现用C110～C137的高性能混凝土替代C40～C60的混凝土，可以节约15%～25%的钢材和30%～70%的水泥。虽然HPC本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良好的经济性。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。
四、工程项目应用
天津滨海新区某高层项目在塔楼的角部采用了钢管混凝土，内灌C80高强度高性能混凝土。塔楼地下结构剪力墙及其连梁。组合柱、T型组合墙采用C60高强度高性能混凝土。根据混凝土规范要求控制了最大氯离子含量（0.06%），最大碱含量（3Kg/m?），可溶性盐份的总量：细骨料0.08%，粗骨料0.04%。塌落度220-260mm，扩展度不小于600mm，倒筒时间不大于8s，初凝时间8h，终凝时间12h，U型箱高差不大于360mm。浇筑过程温升控制内外温差最大23.2℃。经过预埋的镀锌钢管进行了超声波检测结果声学参数无异常，混凝土质量合格。
钢管混凝土浇筑施工现场照片
结束语：
高性能高强混凝土作为一种新型的建筑材料，其耐久性超出普通混凝土的耐久性，可有效增加混凝土结构安全及使用寿命，减少造成修补或拆除的浪费。在建造过程中，可大量利用工业副产品和废弃物，减少自然资源和能源的消耗，减少对环境的污染；收缩徐变小，适合建造高效预應力结构；高性能高强混凝土还具有优异的施工性能，便于施工，可节省劳力，减少振捣用电，降低环境噪声。高性能高强混凝土适用于高层超高层、大跨桥梁、海底隧道、高速公路及严酷环境中使用的结构物，因此，高性能高强混凝土技术的发展及其应用推广，具有显著的经济效益、社会效益和深远的社会意义。
参考文献：
【1】王铁龙.工程结构裂缝控制北京：中国建筑工业出版社，2003.
【2】吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土[M].北京：中国铁道出版社，1999
【3】丁新建.确保高性能混凝土施工质量的技术措施[J].陕西建筑，2009，
【4】李兆海，刘子全等.高性能混凝土的应用发展[J].福建建材，2008