高強、高性能混凝土技術(shù)是國家建設部建筑新技術(shù)促進應用辦公室向全國建筑業(yè)推廣的10 項新技術(shù)中的其中一項技術(shù)。它是一項新型的高技術(shù)混凝土,這項技術(shù)在國外早已大量應用于建筑業(yè)中。我國起步較晚,到20 世紀90 年代,高強、高性能混凝土的研究才在起步階段。到90 年代末,國家建設部提出在建筑業(yè)推廣應用高強、高性能混凝土技術(shù)。下面就高強、高性能混凝土的技術(shù)與同行們進行探討,以期得到更好的推廣應用。

一、高強混凝土的概念及特性

1. 概念

　　混凝土強度級別大于或等于C60 的混凝土稱為高強混凝土。

2. 特性

　　(1) 強度高。由于高強混凝土的強度高、彈模高,可以利用這一特性大幅度的減少高層和超高建筑物縱向受力結(jié)構(gòu)的截面尺寸,擴大建筑使用面積,很大程度上改善了建筑物的使用功能;還由于結(jié)構(gòu)截面尺寸的減小,大大減少了建筑物結(jié)構(gòu)的自重,從而解決了建筑物的結(jié)構(gòu)自重占主要因素的問題。不僅如此,由于混凝土強度的提高,還能節(jié)約混凝土的原材料、加快施工進度提高建筑工程的經(jīng)濟效益。

　　(2) 耐久性好。高強混凝土的密實性很好,其抗?jié)B性和抗凍性遠遠優(yōu)于常規(guī)混凝土,所以高強混凝土的耐久性能優(yōu)于常規(guī)混凝土.

　　(3) 變形小。由于高強混凝土的強度高,所以其變形很小,使得混凝土的鋼度大大增加,減少了混凝土預應力的損失。因此,高強混凝土能適應現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)向大跨度、重載、超高層和承受惡劣環(huán)境條件的需要。

二、高性能混凝土的概念及特性

1. 概念

　　高性能混凝土是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎上,采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制成的混凝土。

2. 特性

　　它采用的是高性能外加劑,如高效減水劑或緩凝高效減水劑和摻入足夠的超細活性摻合料,如:硅灰、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、超細磨礦渣等達到低水膠比,并具有耐久性、工作性、各種力學性能、適應性、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟合理性等性能的新型混凝土。它以耐久性做為設計的主要指標,針對不同用途的要求,保證混凝土的適用性和強度并達到高耐久性、高工作性、高體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。

　　應當清楚的是,強度高的混凝土不一定就是高性能混凝土,高性能混凝土也不一定就是高強混凝土。強度高了性能不好,也不是高性能混凝土。建設部推廣應用的是即強度高又性能好的新型混凝土. 在實際推廣應用中要避免重強度、輕性能的錯誤傾向。

三、高強、高性能混凝土的技術(shù)內(nèi)容

　　高強、高性能混凝土的技術(shù)要求是在符合強度要求的前提下,達到高工作性和高耐久性。

　　如何達到高工作性和高耐久性? 即采用摻入高性能混凝土外加劑的方法來改善混凝土拌合物的特性,確?；炷涟韬衔锏奶匦院头€(wěn)定性;采用高性能混凝土外加濟和超細活性摻合料,來改善硬化后混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高混凝土的密實度和保持混凝土高度的體積穩(wěn)定性。

1. 高性能混凝土外加劑

　　混凝土外加劑的選擇是配制高強、高性能混凝土的關(guān)鍵技術(shù)之一,它是提高混凝土流動性和密實性不可缺少的技術(shù)措施. 高性能外加劑與一般外加劑相比具有高減水率、引氣量小或引氣后具有良好的孔結(jié)構(gòu)、增稠、增強、減縮、保塑性好的特姓,更適合現(xiàn)代化施工的需要。

　　高減水率是指在用水量相同的情況下,使混凝土拌合物具有更大的流動性;在流動性相同的情況下,用水量更少,使混凝土密實度和耐久性更好。在混凝土中引入一定量的孔,對提高混凝土的施工性能也有良好的作用。增稠,即能增加混凝土拌合物的稠度,提高混凝土的抗離析性能。

　　減縮,即減少混凝土的收縮,避免澆筑后的混凝土產(chǎn)生裂縫。增強,即在摻量和混凝土配合比相同的條件下,混凝土的抗壓強度大幅度增長,一般增長10 %以上。保塑性好,即能使混凝土拌合物在比較長的時間里,保持良好的流動性,一般至少在120min 以上,更好地滿足施工的需要。

2. 高性能超細活性摻合料

　　超細活性摻合料的應用,使混凝土技術(shù)的先進性向前推進了很大的一步。由于超細活性摻合料在混凝土中的摻入,改變了混凝土中的亞微觀結(jié)構(gòu)。超細顆粒填充了混凝土中的各種形態(tài)的空隙,因此混凝土的孔隙率很低,增強了混凝土的密實度;混凝土中極少或沒有100nm 以上的有害孔;有很好的水泥結(jié)晶度; Ca (OH) 2 少;消除了集料和水泥石的界面薄弱層,提高了粗骨料與砂漿的界面粘接度,使界面強度接近水泥石或集料強度。而且,由于超細活性摻合料的摻入調(diào)節(jié)了混凝土拌合物的稠度,進一步降低了混凝土的水灰比。摻入較大量的超細活性摻合料,還可以降低混凝土內(nèi)部溫度的上升,改善工作性能,增加混凝土的后期強度,改善混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu),提高混凝土的抗腐蝕能力。超細活性摻合料還可以大量取代水泥,取代量高達30 - 60 % ,最多可達60 - 80 %。節(jié)約水泥,節(jié)約能源。

3. 高強、高性能混凝土對材料選用的要求與常規(guī)混泥土的區(qū)別高強、高性能混凝土在材料上的選用要特別重視,特別是骨料。骨料的質(zhì)量、性能及其粗細骨料的相對含量對它的影響特別大。對材料選用的要求與常規(guī)混泥土的區(qū)別如下表:

　4. 原材料的計量和攪拌

　　高強、高性能混凝土對原材料的計量要求比較高,砂石的計量要采用二次計量方法,計量誤差應小于1 % ,水泥、外加劑和水的計量誤差應小于0.5 %。

　　對于高強、高性能混凝土的攪拌則要求更嚴,攪拌時間相對常規(guī)混凝土要長,應不小于2min。攪拌機應使用攪拌效果好的強制式攪拌機。

5. 高強、高性能混凝土的質(zhì)量控制

　　為確保高強、高性能混凝土的質(zhì)量,在設計、生產(chǎn)、施工、驗收等每一個環(huán)節(jié)上,都必須遵循規(guī)定的程序,嚴格控制每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量。

　　在設計時,必須符合以下基本要求: ①高耐久性; ②強度; ③高工作性;(4) 經(jīng)濟性。遵循以下法則: ①水膠比定則; ②絕對體積法則; ③最小用水量法則; ④最小水泥用量法則。在生產(chǎn)過程中,應制定《生產(chǎn)質(zhì)量控制規(guī)程》。在《規(guī)程》中應明確原材料的來源、性能指標、驗收規(guī)則、混凝土原材料的計量精度、混凝土的攪拌程序,加料順序和攪拌時間、混凝土性能的檢驗等,確保高強、高性能混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量。

　　在施工過程中,應根據(jù)混凝土特定的性能制定《施工技術(shù)規(guī)程》,對模板工程、混凝土的運輸、澆筑、養(yǎng)護等方面作具體規(guī)定和注意事項,以保證混凝土的施工質(zhì)量。

　　在產(chǎn)品的驗收上,應制定《產(chǎn)品質(zhì)量標準》,明確規(guī)定混凝土拌合物和硬化后的性能指標及產(chǎn)品的驗收方法、規(guī)則等。

四、高強、高性能混凝土的推廣前景

　　根據(jù)國家建設部提出的目標和措施:在大中城市普及C60 級以下(C60、C55、C50) 高強混凝土在工程中的應用,擴大C60 級以上高強混凝土的技術(shù)試點,解決C80 級以下高強混凝土的應用技術(shù);開發(fā)性能更佳的超塑化劑和超細活性摻合料,降低水泥用量,改善混凝土性能。到2005 年達到在工程中較普遍使用高強、高性能混凝土。由于高強、高性能混凝土在工程應用中有不同的用途、不同的使用部位、不同的施工方法、不同的使用環(huán)節(jié),因此,其應用范圍十分的廣泛。這正是高強、高性能混凝土成為混凝土發(fā)展方向的重要原因。不僅如此,超細活性摻合料都是利用工業(yè)廢料磨細而成,是充分地進行了廢物利用,與生產(chǎn)水泥相比,減少了對環(huán)境的污染,達到了保護環(huán)境、大量的取代水泥,節(jié)約能源的根本目的。

　　綜上所述,大量的摻入超細活性摻合料改善了混凝土的性能,利用高性能混凝土的早強、高強,可以節(jié)約時間、原材料、勞力,省時、省料、省工,而且還延長了建筑物的使用壽命。隨著混凝土技術(shù)的不斷發(fā)展,高強、高性能混凝土的應用前景將會更寬更廣。