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摘要：本文首先介绍了高性能混凝土的特点，然后分析了目前存在的问题，最后概述建筑工程高性能混凝土的设计要点。
关键词：建筑工程，高性能混凝土，设计要点。
中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：
一、引言
自从 1824 年硅酸盐水泥发明以来，混凝土已经成为了土木工程中最重要的材料之一，目前在工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑以及基础工程等领域内得到了广泛的应用。但是随着混凝土结构服役时间的延长和人类生产活动的发展，混凝土质量的劣化问题逐渐出现，大量混凝土结构提前失效造成巨大的经济损失甚至安全事故；同时各种超长、超高、超大型混凝土构筑物不断出现，要求在严酷环境下使用的重大混凝土结构如跨海大桥、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等也不断增加，这些混凝土工程不仅要求混凝土有良好的施工性能，更要具备良好的耐久性，保证结构的使用寿命长。这就使得传统的混凝土技术越来越不能满足要求。
20 世纪 90 年代出现的高性能混凝土将混凝土材料的强度、耐久性和工作性提高到了相同的高度，已经成为了近期混凝土技术发展的主要方向。随着研究和实践的不展，目前我国学者逐渐脱离了单纯對高强度的追求，向耐久性、大流动性、超高泵送、自密实免振捣等高性能方向发展。
二、高性能混凝土的特点
高性能混凝土应是以耐久性为基本要求，并具有以下特点
(1)新拌高性能混凝土拌合物具有良好的流变性，不泌水，不离析，甚至可自流密实，不需振捣即可保证混凝土施工浇筑质量；
(2)高性能混凝土在硬化过程中体积稳定，水化热低，干燥收缩小，无裂缝或有少量微裂缝；
(3)高性能混凝土凝结硬化后，结构密实，孔隙率低，强度高，并且不易产生裂缝，具有优异的抗渗、抗冻及耐久性。
三、高性能混凝土目前存在的问题
1.配合比设计
尽管高性能混凝土一直是国内外学者的研究重点和热点，但一直没有一种大家公认的配合比设计方法。国内外学者所提出的设计方法或是半理论半经验公式，或是提供几个基本要点，或是通过试验得出的最佳配合比，对高性能混凝的配合比缺乏系统性的研究，使得高性能混凝土的工程应用推广受到了限制。目前，选择合适的原材料，优化配比参数，有目的地减少试配，将试配结果根据性能—配比参数再次优化得出最佳配合比，是配合比设计的合理途径。
2.高性能混凝土的早期开裂问题
由于混凝土具有高胶凝材料用量，低水胶比及掺入大量掺合料等特点，致使高性能混凝土硬化特点和内部结构与普通混凝土具有很大差异，早期水化产生的收缩值比普通混凝土要大，易造成混凝土构件的早期开裂，使混凝土抗渗性降低，强度降低，严重影响混凝土结构的耐久性。改善高性能混凝土的开裂性已成为高性能混凝土研究中所急需解决的问题。目前，有效地抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂纹产生的主要途径包括：降低混凝土的单方用水量：增加矿物超细粉用量，减小水泥胶凝材料用量，在混凝土中引入微小气孔，减小混凝土总收缩值：在混凝土中掺入纤维，避免连通毛细孔的形成：加强混凝土的早期湿养护等。
3.高性能混凝土的脆性问题
随着混凝土（特别是高强混凝土）强度增长，抗拉强度与抗压强度的比值会降低，脆性变大，使混凝土容易出现脆性开裂，造成结构的耐久性、抗震性下降，制约高强高性能混凝土的推广。防止混凝土脆性破坏通常是通过结构上的设计来避免。如在构件的受力区域布置钢筋，但是由于混凝土本身的脆性并未得到改善，往往使得构件受拉区钢筋的保护层首先发生开裂，进而钢筋开始锈蚀，而钢筋的锈蚀又进一步促进混凝土的开裂，最终导致构件的破坏。提高混凝土本身的延性和韧性是非常重要的。而目前主要通过添加纤维来改善混凝土本身的脆性，提高混凝土的变形性能。
⒋性能测试方法的问题
高性能混凝土的研究应用只是有二十年多年的历史，现有的性测试方法基本上都是借鉴普通混凝土的测试方法。由于高性能混凝土在原材料组成、配合比设计、结构以及性能方面与普通混凝土有很大的不同，适用于普通混凝土的测试办法不一定适合高性能混凝土。如，坍落度就不适合于测试粘稠的、大流动度的高性能混凝土。
四、高性能混凝上的设计要点
1 应用“均匀密实”理论，调整骨料级配使之达到最大容重。骨料密实骨料空隙最小，胶凝材料总量最少，水泥用量最少，水用量最少，使结构均匀密实。以减少化学收缩、温度裂缝、干湿裂缝;同时水泥用量少，析出的Ca(OH)，避免了碱骨料反应的产生;水泥水化生成的水化铝酸钙少，与硫酸盐反应引起的混凝上裂缝也减少;混凝上孔隙小，混凝上结构结构密实性高，防止了硫酸盐、氯离子的侵蚀，进一步减少了侵蚀裂缝的产生。
2 应根据工程使用功能与混凝上结构周围环境的具体情况设计混凝上的目标性能。中国的传统混凝上工程面临“四害”—盐害(钢筋混凝上的氯离子腐蚀)、冻害、碱害、环境水质和大气腐蚀。因此，高性能混凝上的设计要根据工程环境提出的耐久性要求并结合工程的使用功能，用“整体理论”的方法设计混凝上的目标性能。
3在控制水灰比的同时控制水骨比，使混凝上满足高强度的同时基本上不易腐蚀。按Rush提出的相图，当混凝上的水灰比W/C >0.38时，水泥全部水化，但水泥石中有毛细水和孔隙，混凝上抗渗性、耐久性降低;当W/C<0.38时水泥颗粒没有完全水化，混凝上强度低;当W/C=0.38时，水泥水化后、既无毛细孔也没有未水化的水泥颗粒，混凝上的强度高、抗渗性、抗侵蚀性好。
对普通混凝上W/C可控制混凝上强度;对高强混凝上W/B(水胶比)可控制其强度;对高性能混凝上就须增加一个参数—W/S(水骨比)来控制其耐久性。W/S越小高性能混凝上的耐久性越好，当W/S<0.08时，混凝上基本上不易被腐蚀。
4根据工程的使用需要掺加合适的矿物超细粉，代替部分水泥。在高性能混凝上中用合适的矿物超细粉替代等量水泥可使混凝上优化，具体体现在:
a.使胶凝材料密实度提高，胶凝材料水化后密实度、强度也提高，抗侵蚀能力提高。
b.可改善混凝上中水泥石与粗骨料间的界面结构，混凝土的强度、耐久性都得到提高。
c.降低硬化后混凝土中的Ca(OH),CAH量，提高混凝上的抗侵蚀能力。
d.可减少化学收缩、干缩、降低水化热，减少开裂，使混凝土强度、耐久性好。
e.可改善混凝上的孔隙结构，对其抗渗性、耐久性十分有利。
5对于碱活性骨料的应用加以限制、)研究表明碱一骨料反应的三个条件是:使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥、混凝上结构所处的环境中有水。碱一骨料反应除可以用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外，也可以采用破坏喊一骨料反应发生的条件等方面加以避免。
6掺加高效减水剂
掺加高效减水剂，可降低单位用水量，增加拌和物流动性，使混凝上质量均匀，混凝土强度高、耐久性好。
五、结语
高性能混凝土是混凝上发展的必由之路。在进行高性能混凝土设计时，应在考虑高强度的同时注意混凝上裂缝、孔隙等引起的耐久性问题，运用“均匀密实”及“整体理论”的方法才能获得高性能混凝土。
参考文献：
[1] 吴中伟,廉慧珍. 高性能混凝土. 北京:中国铁道出版社,1999
[2] 廉慧珍 , 阎培渝 . 21 世纪的混凝土及其面临的几个问题 . 建筑技术 ,1999,(1):14-16
[3] 李永康 建筑工程中高性能混凝土的设计要点分析 民营科技 2012，08
关键词：建筑工程，高性能混凝土，设计要点。
中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：
一、引言
自从 1824 年硅酸盐水泥发明以来，混凝土已经成为了土木工程中最重要的材料之一，目前在工业与民用建筑、交通设施、水利水电建筑以及基础工程等领域内得到了广泛的应用。但是随着混凝土结构服役时间的延长和人类生产活动的发展，混凝土质量的劣化问题逐渐出现，大量混凝土结构提前失效造成巨大的经济损失甚至安全事故；同时各种超长、超高、超大型混凝土构筑物不断出现，要求在严酷环境下使用的重大混凝土结构如跨海大桥、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等也不断增加，这些混凝土工程不仅要求混凝土有良好的施工性能，更要具备良好的耐久性，保证结构的使用寿命长。这就使得传统的混凝土技术越来越不能满足要求。
20 世纪 90 年代出现的高性能混凝土将混凝土材料的强度、耐久性和工作性提高到了相同的高度，已经成为了近期混凝土技术发展的主要方向。随着研究和实践的不展，目前我国学者逐渐脱离了单纯對高强度的追求，向耐久性、大流动性、超高泵送、自密实免振捣等高性能方向发展。
二、高性能混凝土的特点
高性能混凝土应是以耐久性为基本要求，并具有以下特点
(1)新拌高性能混凝土拌合物具有良好的流变性，不泌水，不离析，甚至可自流密实，不需振捣即可保证混凝土施工浇筑质量；
(2)高性能混凝土在硬化过程中体积稳定，水化热低，干燥收缩小，无裂缝或有少量微裂缝；
(3)高性能混凝土凝结硬化后，结构密实，孔隙率低，强度高，并且不易产生裂缝，具有优异的抗渗、抗冻及耐久性。
三、高性能混凝土目前存在的问题
1.配合比设计
尽管高性能混凝土一直是国内外学者的研究重点和热点，但一直没有一种大家公认的配合比设计方法。国内外学者所提出的设计方法或是半理论半经验公式，或是提供几个基本要点，或是通过试验得出的最佳配合比，对高性能混凝的配合比缺乏系统性的研究，使得高性能混凝土的工程应用推广受到了限制。目前，选择合适的原材料，优化配比参数，有目的地减少试配，将试配结果根据性能—配比参数再次优化得出最佳配合比，是配合比设计的合理途径。
2.高性能混凝土的早期开裂问题
由于混凝土具有高胶凝材料用量，低水胶比及掺入大量掺合料等特点，致使高性能混凝土硬化特点和内部结构与普通混凝土具有很大差异，早期水化产生的收缩值比普通混凝土要大，易造成混凝土构件的早期开裂，使混凝土抗渗性降低，强度降低，严重影响混凝土结构的耐久性。改善高性能混凝土的开裂性已成为高性能混凝土研究中所急需解决的问题。目前，有效地抑制混凝土早期干缩微裂及离析裂纹产生的主要途径包括：降低混凝土的单方用水量：增加矿物超细粉用量，减小水泥胶凝材料用量，在混凝土中引入微小气孔，减小混凝土总收缩值：在混凝土中掺入纤维，避免连通毛细孔的形成：加强混凝土的早期湿养护等。
3.高性能混凝土的脆性问题
随着混凝土（特别是高强混凝土）强度增长，抗拉强度与抗压强度的比值会降低，脆性变大，使混凝土容易出现脆性开裂，造成结构的耐久性、抗震性下降，制约高强高性能混凝土的推广。防止混凝土脆性破坏通常是通过结构上的设计来避免。如在构件的受力区域布置钢筋，但是由于混凝土本身的脆性并未得到改善，往往使得构件受拉区钢筋的保护层首先发生开裂，进而钢筋开始锈蚀，而钢筋的锈蚀又进一步促进混凝土的开裂，最终导致构件的破坏。提高混凝土本身的延性和韧性是非常重要的。而目前主要通过添加纤维来改善混凝土本身的脆性，提高混凝土的变形性能。
⒋性能测试方法的问题
高性能混凝土的研究应用只是有二十年多年的历史，现有的性测试方法基本上都是借鉴普通混凝土的测试方法。由于高性能混凝土在原材料组成、配合比设计、结构以及性能方面与普通混凝土有很大的不同，适用于普通混凝土的测试办法不一定适合高性能混凝土。如，坍落度就不适合于测试粘稠的、大流动度的高性能混凝土。
四、高性能混凝上的设计要点
1 应用“均匀密实”理论，调整骨料级配使之达到最大容重。骨料密实骨料空隙最小，胶凝材料总量最少，水泥用量最少，水用量最少，使结构均匀密实。以减少化学收缩、温度裂缝、干湿裂缝;同时水泥用量少，析出的Ca(OH)，避免了碱骨料反应的产生;水泥水化生成的水化铝酸钙少，与硫酸盐反应引起的混凝上裂缝也减少;混凝上孔隙小，混凝上结构结构密实性高，防止了硫酸盐、氯离子的侵蚀，进一步减少了侵蚀裂缝的产生。
2 应根据工程使用功能与混凝上结构周围环境的具体情况设计混凝上的目标性能。中国的传统混凝上工程面临“四害”—盐害(钢筋混凝上的氯离子腐蚀)、冻害、碱害、环境水质和大气腐蚀。因此，高性能混凝上的设计要根据工程环境提出的耐久性要求并结合工程的使用功能，用“整体理论”的方法设计混凝上的目标性能。
3在控制水灰比的同时控制水骨比，使混凝上满足高强度的同时基本上不易腐蚀。按Rush提出的相图，当混凝上的水灰比W/C >0.38时，水泥全部水化，但水泥石中有毛细水和孔隙，混凝上抗渗性、耐久性降低;当W/C<0.38时水泥颗粒没有完全水化，混凝上强度低;当W/C=0.38时，水泥水化后、既无毛细孔也没有未水化的水泥颗粒，混凝上的强度高、抗渗性、抗侵蚀性好。
对普通混凝上W/C可控制混凝上强度;对高强混凝上W/B(水胶比)可控制其强度;对高性能混凝上就须增加一个参数—W/S(水骨比)来控制其耐久性。W/S越小高性能混凝上的耐久性越好，当W/S<0.08时，混凝上基本上不易被腐蚀。
4根据工程的使用需要掺加合适的矿物超细粉，代替部分水泥。在高性能混凝上中用合适的矿物超细粉替代等量水泥可使混凝上优化，具体体现在:
a.使胶凝材料密实度提高，胶凝材料水化后密实度、强度也提高，抗侵蚀能力提高。
b.可改善混凝上中水泥石与粗骨料间的界面结构，混凝土的强度、耐久性都得到提高。
c.降低硬化后混凝土中的Ca(OH),CAH量，提高混凝上的抗侵蚀能力。
d.可减少化学收缩、干缩、降低水化热，减少开裂，使混凝土强度、耐久性好。
e.可改善混凝上的孔隙结构，对其抗渗性、耐久性十分有利。
5对于碱活性骨料的应用加以限制、)研究表明碱一骨料反应的三个条件是:使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥、混凝上结构所处的环境中有水。碱一骨料反应除可以用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外，也可以采用破坏喊一骨料反应发生的条件等方面加以避免。
6掺加高效减水剂
掺加高效减水剂，可降低单位用水量，增加拌和物流动性，使混凝上质量均匀，混凝土强度高、耐久性好。
五、结语
高性能混凝土是混凝上发展的必由之路。在进行高性能混凝土设计时，应在考虑高强度的同时注意混凝上裂缝、孔隙等引起的耐久性问题，运用“均匀密实”及“整体理论”的方法才能获得高性能混凝土。
参考文献：
[1] 吴中伟,廉慧珍. 高性能混凝土. 北京:中国铁道出版社,1999
[2] 廉慧珍 , 阎培渝 . 21 世纪的混凝土及其面临的几个问题 . 建筑技术 ,1999,(1):14-16
[3] 李永康 建筑工程中高性能混凝土的设计要点分析 民营科技 2012，08