高性能混凝土技术特点及应用
介绍了高性能混凝土的优越性能，从低水灰比、坍落度、流动性等方面阐述了高性能混凝土施工中遇到的一些问题，并提出相应的措施分析了高性能混凝土对材料的要求，以推广高性能混凝土的广泛应用。

标签：高性能混凝土坍落度
混凝土科学书和工程材料研究范畴属于应用科学，其目的是追求经济效益的最大化，混凝土具有良好的耐久性，较低的成本和能耗，较强的适应性以及丰富的原材料，能够消化很多工业废渣，上述优点使其成为一种用量最多且应用广泛的建材。

据不完全统计，世界水泥年产量高于15亿t，折合成混凝土最少为45亿m3，我国就用了15亿m3。

目前，大跨度桥梁、海底隧道和高层建筑快速发展，工程建设往往不再局限于普通混凝土之上，发展工作性更佳、性能和耐久性更好、强度更高的混凝土是大势所趋。

这里的高强度混凝土指的是标号超过C60（混凝土轴心抗压设计强度fc=27.5MPa）的混凝土，且采用强度在42.5级以上、骨料级配优良的水泥，并和较低水灰比在强烈振捣密实作用下制取的混凝土。

高强混凝土的流动性、强度、工作性和耐久性等都较高，这是其区别于普通混凝土的特点。

1 高性能混凝土的特点
1.1 混凝土的耐久性
因为高强混凝土的耐久性（包括混凝土稳定性、抗渗透性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性）比一般的混凝土较高，在任何严酷环境中使用的大体积混凝土结构如搞成建筑、海底隧道和跨海大桥等，采用高性能混凝土能够延长工程使用寿命，同时取得的经济效益也非常可观。

1.2 混凝土的强度
高强度混凝土具有较大的强度，但不会出现过大的变形，这就提高了构件的刚度，而且在很大成度上使建筑物的变形性能得到改善。

1.3 混凝土的成本
在成本方面，即使高强混凝土略高于一般的混凝土，但因为其截面尺寸变小了，结构自重也减轻了，则钢筋用量及地基负荷也相应的减少了，在一些自重占荷载的大部分的建筑中，这一点意义重大。

混凝土强度等级由C30提升至C60，对受弯构件能够减少10%—20%的混凝土，受压构件能够减少30%—40%的混凝土用量，这样减少了很多建材及施工成本，若年产15亿m3混凝土中运用高性能混凝土的比例为20%，以商品混凝土350元/m3均价来计算，能够减少210亿元的资金投入，但取得的经济效益十分可观；此外，减小了梁柱截面，也使建筑上肥梁胖柱的不美观的问题得到解决，扩大了使用面积及有效空间，从而间接的也取得了一定的经济效益。

在建设环节，混凝土用量减少了，相应的也能降低水、煤、砂、矿石和土地等的能耗，也就减少了排放的废渣、有害气体，同时也能降低使用环节养护维修的费用，促进能源节约，从而获得很好的社会效益。

高性能混凝土以其良好的耐久性为重要技术指标，并因其自身的特性被广泛应用于很多重要工程中，同时也在海上平台、大跨度桥梁和高层建筑等施工中彰显出其独特的优越性。

在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面带来的效益比较显著，而且受到了广泛的关注。

2 高性能混凝土的发展过程中，在材料、施工上存在很多问题
2.1 低水灰比，大坍落度
一般而言，高性能混凝土要求的水灰比较低，水灰比往往都在0.4以下，但是因为混凝土在水灰比较低的状态下，坍落度不够，不利于捣实及成型，不能应用于现浇混凝土上。

所以，高性能混凝土拌合物的工作性是确保混凝土现浇质量的重中之重，要求其具备大于180mm的坍落度，若在免振时，坍落度应该不小于250mm，且该拌合物的体积必须稳定，不出现泌水和离析等问题。

2.2 坍落度损失问题
将超塑化剂掺入高性能混凝土中，可大幅度提升其坍落度的流动度，坍落度从初始的5cm提升至20cm，但这种较大的坍落度只能维持十几分钟，此后坍落度逐渐下降到1h左右就有降低至初始坍落度的可能，只有在工地上利用该超塑化剂搅拌并制成流动混凝土，否则会由于坍落度不够而不利于工程施工，也会对工程质量带来影响。

但现代城市的混凝土施工使用的混凝土往往是商品混凝土，运输时间较长。

在运送途中，时间越长，混凝土的坍落度就越小，就越不利于高强混凝土的施工。

2.3 混凝土足够的流动性问题
水灰比较小，但流动性大是高性能混凝土的特性，为确保混凝土的流动性满足要求，就应该适当加大胶凝材料的总用量，但混凝土的弹性模量往往会随着浆集比的不断变大而降低，同时会在一定程度上增加混凝土的收缩。

对耐久性进行分析，浆体浓度、数量一定要满足要求，才可确保混凝土具有良好的耐久性。

若
胶凝材料用料过小，混凝土就容易出现分层和离析等现象，混凝土硬化后，短时间内会产生很多薄弱界面，从而降低了混凝土抵抗腐蚀性介质侵蚀的能力。

所以，若胶凝材料总用量不够，就不利于混凝土形成良好的耐久性。

这就要求必须处理好混凝土流动性问题，以确保混凝土具备良好的耐久性及可泵性。

3 从原材料方面分析高性能混凝土的要求
高性能混凝土具有一定的强度、工作性及耐久性，若条件允许也能制取，在土木工程建设中，混凝土的优越性决定了其被广泛应用，同时创造的社会经济效益也非常可观。

在原材料上，一般的混凝土与高性能混凝土大致相同，矿物细掺料、外加剂都必不可少。

但是因为高性能的配比及要求，原材料中的某些因素不会明显影响到普通混凝土的性能，但可能会明显影响到高性能混凝土，以下是从原材料方面分析的高性能混凝土的要求：
3.1 水泥
高性能混凝土要求的水灰比小，若要在施工时保持良好的工作性，就用加大水泥用量，但为使混凝土收缩减小，减缓内部升温，水泥用量不宜过多。

为确保混凝土的弹性模量达标，维持体积的稳定性，也不宜采用过多的胶凝材料，所以用于高性能混凝土的水泥的流动性能比强度更重要。

高性能混凝土采用具有较高的强度且流动性较好的水泥，同时能和当前采用的高效减水剂相容。

3.2 粗骨料混凝土
使用金属矿石粗骨料制取的高性能混凝土具备了很好的延性及耐久性，以及较高的强度。

若混凝土的强度等级是C60，其粗骨料最好采用31.5mm以下的最大粒径；若混凝土强度超过C60，则其粗骨料的最大粒径最好在25mm以下。

3.3 矿物细掺料（如磨细矿渣、粉煤灰和硅灰等）
配置混凝土的过程中掺加大量的矿物细掺料，能够减少温升，使工作性得到改善，增进后期强度，还能使混凝土内部结构得以改善，提升抗腐蚀能力，从而使混凝土具备良好的耐久性。

其中，在火山灰质硅酸盐水泥中掺入了20%—50%的火山灰质材料，在矿渣硅酸盐水泥中掺入了20%—70%的矿渣，粉煤灰硅酸盐水泥中掺入了20%—40%的粉煤灰。

水泥和矿物掺合料的总量最好在600kg/m3以下。

3.4 外加剂
指的是无需取代水泥而外掺低于5%的化合物。

其目的是使新拌制的混凝土及硬化混凝土的性能得到改善。

高性能混凝土中
一般会掺加引气剂、缓凝剂和减水剂等外加剂。

外加剂的掺量都很少，若掺入外加剂，为均匀拌合，搅拌时间需要适当延长。

高性能混凝土配置在实验室进往往比较方便，但若要在施工的全过程都要求混凝土保持稳定的质量就不太容易，所以在施工时一定要注重施工条件及出现各种状况，同时按照具体的变化情况对工艺参数及配合比做出调整。

建议在施工过程中运用高效减水剂后掺法，因为高效减水剂能够和水泥发生反应，最后掺入石子能充分拌合水泥与高效减水剂，从而使高效减水剂发挥应有的作用。

参考文献：
[1]李蕙民，贾宏俊.建筑工程技术与计量[M].北京：中国计划出版社，2001.
[2]GB5001022002.混凝土结构设计规范[S].。