高性能混凝土的发展与应用

李魏魏 冯昌敬

（1.青岛工学院建筑工程学院 山东青岛 266510 2.成都建筑材料工业设计研究院有限公司 四川成都 610000）

1 高性能混凝土具有较好的工作性能

高性能混凝土是通过掺加一定数量的掺和料，使其在强度、耐久性和流动性方面获得较好的工作性能，与常规混凝土相比，归纳起来，具有以下特点：

（1）耐久性较好。通过添加高效减水剂和一些矿物质超细粉，能够在一定程度上减少水的用量，使混凝土内部空隙变小，达到密实的效果，从而使使混凝土结构的使用年限比普通混凝土长久，在节约能源和保护环境方面起到很好的作用，这是实际工程中使用该种混凝土最主要的目的。

（2）体积变化幅度比较小。高性能混凝土的体积变化比较小，具有较高的稳定性，是因为混凝土在硬化早期水化热较低，硬化后期混凝土收缩变形小。

（3）节省成本。高性能混凝土高强、高耐久性都能使建造成本降低。高性能混凝土因为具有良好的耐久性可以增加结构的维护周期，降低维护次数，延长结构的使用寿命，具有较高的经济价值；由于高性能混凝土的高强可以很大程度的减小构件截面尺寸，降低结构本身自重，也可以一定程度上增加建筑使用空间；高强混凝土良好的工作性能可以减少施工程序的复杂性，工人施工难度降低，增加施工速度，减少施工成本。总的来说，高性能混凝土在满足结构的安全性，适用性和耐久性的基础上，使整个结构的成本降低，具有很好的经济性，符合混凝土结构轻质高强的发展趋势。

2 改善高强混凝土性能的几点方法

2.1 改善混凝土中水泥石的孔结构

以20%的复合超细粉等量取代水泥，W/C=0.35制成的水泥净浆试件，标准养护7d、28d，测定含与不含超细粉的孔结构。7d龄期时，1000A以上大孔，不含超细粉的试件含量偏高；而＜1000A的孔，含超细粉的试件含量高。28d龄期时，含超细粉的试件，＞1000A的大孔含量明显地少于不含超细粉的试件；＜1000A的小孔含量，明显地高于不含超细粉的试件。

试验证明，＞1000A的大孔含量高，对混凝土的强度、抗渗性、耐久性都不利；＜1000A的孔含量高，可以提高混凝土强度，延长结构的使用寿命，提高混凝土的抗渗性能。

由此可见，在混凝土中加入高效减水剂，可以使混凝土的水灰比降低的同时，使其具有较好的流动性，在现场浇筑混凝土时减少振捣时间，甚至是免于振捣，达到自密实的效果，这是实现高性能混凝土的一个方面。另一方面，通过在混凝土中使用超细粉，优化粗骨料与水泥石的界面结构，使水泥石之间的孔结构密实，提高混凝土的抗渗性、耐久性和强度。

新型高效减水剂和矿物质超细粉是实现混凝土高性能的物质保证，混凝土技术又必须与环境相适应，即节能减排、降低污染。

2.2 在混凝土中添加粉煤灰

在混凝土中加入粉煤灰可以在很大程度上降低生产成本，具有一定的经济性。因为，水泥的价格远远高于粉煤灰，通过用一定数量的粉煤灰代替水泥的使用。

新拌混凝土的工作性能得到很大程度的改善。混凝土具有较高的流动性后极易引起其离析和泌水，造成新拌混凝土体积不稳定，影响混凝土的工作性能，粉煤灰的添加可以弥补这方面的问题，优化混凝土工作性能，保证新拌制混凝土的坍落度。另外，据试验研究，通过在混凝土里加入粉煤灰可以提高混凝土的强度，对比未加入粉煤灰的混凝土发现，其在早期强度会稍微减弱，但后期强度增长很快。

配合减水剂使用效果更加突出。粉煤灰与减水剂配合使用有叠加效应，通常稀释粉煤灰颗粒的减水剂使用量量要小于水泥颗粒稀释的使用量。

2.3 一定程度的降低粗骨料用量

减少粗骨料用量，在一定范围内对自密实混凝土的强度影响不大，研究结果表明，粗骨料用量的减少可以增加混凝土的流动性，改善混凝土的工作性能，但是粗骨料用量的减少超过一定范围后会出现混凝土强度降低和混凝土泌水离析现象。粗骨料用量的减少需要配合一定的外加剂使用达到混凝土的高强高性能要求，目前在这一方面的研究还有待深入研究。

3 结论

混凝土作为结构工程的原材料，其质量直接影响到整个工程的质量，混凝土的使用成本降低也会给整个工程节省很大的成本。因此，通过一定的技术手段研制轻质高强的混凝土对于节能节源和保护环境提供了保证。配制高性能混凝土可以通过掺入矿物微细粉和粉煤灰技术，使用这些方法一方面可以优化混凝土的工作性能，另一方面可以降低混凝土的生产成本。虽然目前我国高性能混凝土具有广阔的发展空间发展，但是要使高性能混凝土在建筑工程领域普遍推广还具有一定的难度，对于该方面的认识和实践还有待于提高。随着我国建筑基础建设的不断增强，建筑高度的不断增加，高性能混凝土作为重要的建筑工程材料，其发展进程必将影响建筑工程技术的发展，也是近年来科研工作者的主要研究方向。