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【摘 要】高性能混凝土是一种是以耐久性为主要指标,同时具备高强、高早强、高施工性等优异性能的新型混凝土。应该通过制备的科学性以及提高浇筑、捣实等施工方法和工艺来提高混凝土的高施工性、高强度和体积稳定性,从而提高道路桥梁的使用寿命和整体经济效益。
【关键词】高性能混凝土；特性；施工应用
0.前言高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。
1.高性能混凝土的特性1.1具有一定的强度和高抗渗能力高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。至于高性能混凝土应达到多高强度,世界各国暂无统一的明确规定。1.2具有良好的工作性高性能混凝土具有良好的工作性,在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性,施工时能达到自流平,坍落度经时损失小,具有良好的可泵性。论文百事通这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀,提高施工效率。1.3使用寿命长高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。1.4具有较高的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,硬化过程中不开裂,收缩徐变小。硬化后期具有较小的收缩变形,不易产生施工裂缝。
2.高性能混凝土的配备及应用2.1高性能混凝土的配备原则在高性能混凝土按配合比拌制之前,必须对原材料进行检验,尤其要控制好集料,水泥和矿物掺合料的质量,主要的技术指标必须达到施工规范提出的要求。由于高性能混凝土用水量少,水胶比低,拌合时较稠,因此在具体的操作中,应需要采用拌合性能好的搅拌设备。配制的基本原则是:采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂如硅灰、粉煤灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑,以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。粉煤灰能有效地提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌合物的工作性,拌合用水采用无污染、无杂质的饮用纯净水。另外,制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确。2.2高性能混凝土的应用范围随着材料科学的不断发展,耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标.高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。目前,高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。另外,由于高性能混凝土可以显著降低结构的重量,显著提高受弯构件刚度,在预应力结构中则可施加更高的预应力值,并可利用早强特点提高张拉。并且,高性能混凝土还具有较强的抵抗大气环境作用和化学物质侵蚀的能力以及耐磨能力,可以广泛应用于露天工程或地下工程以及道路桥梁工程当中。
3.保证高性能混凝土施工质量的具体对策3.1严格控制高性能混凝土的拌制和运输高性能混凝土拌制前,严格按照施工配合比进行准确计量在具体的施工配备中,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员也应该认真操作,在其稠度发生波动时,及时加以调整,从根源上确保高性能混凝土的特性。搅拌前严格测定粗细骨料的含水率,及时调整施工配合比。对于高性能混凝土运输设备限定,则应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑后确定,在运输过程中还要尽可能保持混凝土的均匀性。运输时间应保证混凝土在初凝前浇入模板内并振捣密实。要求道路尽可能平坦且运距尽可能短,最大限度上减少混凝土的转运次数,确保高性能混凝土特性在具体施工中的正常发挥。3.2高性能混凝土的科学合理浇筑混凝土的浇筑质量好坏直接关系到具体道路桥梁结构的承载能力和耐久性。浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序,混凝土浇筑工作十分关键,所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求,保证结构构件几何尺寸准确,钢筋和预埋件位置准确,拆摸后混凝土表面平整光洁。同时,还要正确留置施工缝,采用分层连续浇筑,严格控制所浇混凝土的入模温度。在浇筑过程中,采用插入式高频振捣器按要求振捣密实。加强检查支撑系统的稳定性,浇筑后按照工艺仔细抹面压平,严禁洒水。
4.高性能混凝土发展中所面临的问题4.1高性能混凝土是否一定要高工作性高性能混凝土又被人们称为3高混凝土，其中一高就是高工作性。但是不是只有高工作性才是高性能混凝土呢?诚然混凝土拌合物的流动性从10年前普遍的70～90 mm发展到现在大量预拌混凝土的180—200 mm，甚至已经有自密实的混凝土的浇筑，这也是混凝土技术的一种进步：减轻了振捣的劳动量，推动了预拌混凝土的发展，并大大减少了“蜂窝”、“狗洞”等质量事故，提高了混凝土的匀质性。但高的工作性一般是在提高混凝土浆体含量的情况下产生的，浆体含量的提高也就意味着混凝土开裂的可能性增加，同时，高的流动性也将使混凝土浇筑时容易振捣离析。因此，不能把流动性作为混凝土拌合物“高性能”的指标，而应当根据不同工程特点，注重拌合物的施工性能。坍落度的大小应服从于混凝土的匀质性和体积稳定性。4.2高性能混凝土的开裂问题高性能混凝土的出现，给土木工程界最直接的冲击是对混凝土耐久性的重视有所加强了，粉煤灰、矿渣等掺合料的使用增多了，预拌混凝土更普遍了。目前上海、北京、沈阳已能供应C80以上商品预拌混凝土，实际上我国部分地区的混凝土企业目前已经具备了供应超高强商品混凝土的能力。但是，近年来在国内外却发生较多“高性能混凝土”结构开裂，特别是早期开裂的问题。由于高性能混凝土一般具有高胶凝材料用量、低水胶比与掺人大量活性掺合料等配制特点，致使高性能混凝土的硬化特点与内部结构，同传统的普通混凝土相比具有很大的差异，随之带来了它的早期体积稳定性差、容易开裂等问题。而混凝土的裂缝正是在使用阶段环境侵蚀性介质侵入的通道，进而削弱其耐久性。高性能混凝土在国内外的应用实践表明，早期开裂问题已成为制约其在工程中应用的重要因素。因此，改善高性能混凝土的抗裂性是高性能混凝土研究中急需解决的问题。
【参考文献】
［１］陈益民,贺行洋,李永鑫,等.矿物掺合料研究进展及存在的问题[J].材料导报,2006,(08).
【关键词】高性能混凝土；特性；施工应用
0.前言高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。
1.高性能混凝土的特性1.1具有一定的强度和高抗渗能力高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。至于高性能混凝土应达到多高强度,世界各国暂无统一的明确规定。1.2具有良好的工作性高性能混凝土具有良好的工作性,在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性,施工时能达到自流平,坍落度经时损失小,具有良好的可泵性。论文百事通这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀,提高施工效率。1.3使用寿命长高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。1.4具有较高的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,硬化过程中不开裂,收缩徐变小。硬化后期具有较小的收缩变形,不易产生施工裂缝。
2.高性能混凝土的配备及应用2.1高性能混凝土的配备原则在高性能混凝土按配合比拌制之前,必须对原材料进行检验,尤其要控制好集料,水泥和矿物掺合料的质量,主要的技术指标必须达到施工规范提出的要求。由于高性能混凝土用水量少,水胶比低,拌合时较稠,因此在具体的操作中,应需要采用拌合性能好的搅拌设备。配制的基本原则是:采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂如硅灰、粉煤灰、矿渣等,并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑,以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。粉煤灰能有效地提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌合物的工作性,拌合用水采用无污染、无杂质的饮用纯净水。另外,制备高性能混凝土时,各种原材料的计量应尽量准确。2.2高性能混凝土的应用范围随着材料科学的不断发展,耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标.高性能混凝土具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能,早期强度高,韧性高和体积稳定性好,在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。目前,高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造,包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基,硅粉混合水泥。另外,由于高性能混凝土可以显著降低结构的重量,显著提高受弯构件刚度,在预应力结构中则可施加更高的预应力值,并可利用早强特点提高张拉。并且,高性能混凝土还具有较强的抵抗大气环境作用和化学物质侵蚀的能力以及耐磨能力,可以广泛应用于露天工程或地下工程以及道路桥梁工程当中。
3.保证高性能混凝土施工质量的具体对策3.1严格控制高性能混凝土的拌制和运输高性能混凝土拌制前,严格按照施工配合比进行准确计量在具体的施工配备中,即使搅拌设备上装有先进的含水量测定及控制设备,操作人员也应该认真操作,在其稠度发生波动时,及时加以调整,从根源上确保高性能混凝土的特性。搅拌前严格测定粗细骨料的含水率,及时调整施工配合比。对于高性能混凝土运输设备限定,则应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑后确定,在运输过程中还要尽可能保持混凝土的均匀性。运输时间应保证混凝土在初凝前浇入模板内并振捣密实。要求道路尽可能平坦且运距尽可能短,最大限度上减少混凝土的转运次数,确保高性能混凝土特性在具体施工中的正常发挥。3.2高性能混凝土的科学合理浇筑混凝土的浇筑质量好坏直接关系到具体道路桥梁结构的承载能力和耐久性。浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序,混凝土浇筑工作十分关键,所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求,保证结构构件几何尺寸准确,钢筋和预埋件位置准确,拆摸后混凝土表面平整光洁。同时,还要正确留置施工缝,采用分层连续浇筑,严格控制所浇混凝土的入模温度。在浇筑过程中,采用插入式高频振捣器按要求振捣密实。加强检查支撑系统的稳定性,浇筑后按照工艺仔细抹面压平,严禁洒水。
4.高性能混凝土发展中所面临的问题4.1高性能混凝土是否一定要高工作性高性能混凝土又被人们称为3高混凝土，其中一高就是高工作性。但是不是只有高工作性才是高性能混凝土呢?诚然混凝土拌合物的流动性从10年前普遍的70～90 mm发展到现在大量预拌混凝土的180—200 mm，甚至已经有自密实的混凝土的浇筑，这也是混凝土技术的一种进步：减轻了振捣的劳动量，推动了预拌混凝土的发展，并大大减少了“蜂窝”、“狗洞”等质量事故，提高了混凝土的匀质性。但高的工作性一般是在提高混凝土浆体含量的情况下产生的，浆体含量的提高也就意味着混凝土开裂的可能性增加，同时，高的流动性也将使混凝土浇筑时容易振捣离析。因此，不能把流动性作为混凝土拌合物“高性能”的指标，而应当根据不同工程特点，注重拌合物的施工性能。坍落度的大小应服从于混凝土的匀质性和体积稳定性。4.2高性能混凝土的开裂问题高性能混凝土的出现，给土木工程界最直接的冲击是对混凝土耐久性的重视有所加强了，粉煤灰、矿渣等掺合料的使用增多了，预拌混凝土更普遍了。目前上海、北京、沈阳已能供应C80以上商品预拌混凝土，实际上我国部分地区的混凝土企业目前已经具备了供应超高强商品混凝土的能力。但是，近年来在国内外却发生较多“高性能混凝土”结构开裂，特别是早期开裂的问题。由于高性能混凝土一般具有高胶凝材料用量、低水胶比与掺人大量活性掺合料等配制特点，致使高性能混凝土的硬化特点与内部结构，同传统的普通混凝土相比具有很大的差异，随之带来了它的早期体积稳定性差、容易开裂等问题。而混凝土的裂缝正是在使用阶段环境侵蚀性介质侵入的通道，进而削弱其耐久性。高性能混凝土在国内外的应用实践表明，早期开裂问题已成为制约其在工程中应用的重要因素。因此，改善高性能混凝土的抗裂性是高性能混凝土研究中急需解决的问题。
【参考文献】
［１］陈益民,贺行洋,李永鑫,等.矿物掺合料研究进展及存在的问题[J].材料导报,2006,(08).