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高性能混凝土应用中的几个问题

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【摘 要】高性能混凝土由于其耐久性优良被广泛应用于各个领域,也促进了循环经济发展、节能资源和能源。但在高性能混凝土应用过程中,由于认识的差异,理解各不相同,客观上对高性能混凝土的推广与应用产生了制约,本文中,对当前存在的一些问题进行论述,以期统一认识,纠正错误理解。

【关键词】高性能混凝土;应用;问题

引言

高性能混凝土(HPC)是混凝土技术发展的主要方向,国外学者曾称之为21 世纪混凝土。近年来,在我国的国家重点建设工程中,高性能混凝土得到了普遍应用,但实际上,不同的人有着不同的理解与认识,这是很不利于工程质量的。

一、高性能混凝土

1990年由美国国家标准与技术研究院(NIST)与美国混凝土学会(ACI)共同主办的一次研讨会上正式定名高性能混凝土。大会规定高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土,必须采用严格的施工工艺,采用优质材料配制,便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土,特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。

我们可以这样理解:高性能混凝土不是混凝土的一种,而是采用常规材料和生产工艺,能保证混凝土结构所要求的各项力学性能,并具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。高性能混凝土是在普通混凝土的基础上掺加各种矿物掺合料(替换部分水泥)和外加剂为主要特征。

在某种程度上,高性能混凝土的提法给人一种错觉,即高性能混凝土是混凝土的一种,只应用在某些特殊构造物。可能有利于高性能混凝土推广的一种提法是普通混凝土的高性能化,任何种类的混凝土,都有综合性能进一步提高的要求,从这一点上,更容易被人接受,或是说“只要能满足设计基准期内各种性能要求的混凝土,都可以称之为高性能混凝土”,也就是说,高性能混凝土是一个相对的概念。

二、对高性能混凝土的几个错误认识

(一)掺入了掺和料的混凝土就是高性能混凝土

掺和料是指为改善混凝土性能、减少水泥用量及降低水化热而掺入混凝土中的活性或惰性材料。常用的有粉煤灰、工业废渣(磨细矿渣、磷渣)等材料,是当代混凝土工程中不可缺少的重要组成材料。混凝土中的掺和料不但起到分散、填充作用,改善混凝土的施工性能,尤为重要的是掺和料还参与水泥的水化作用,对混凝土的强度发展、密实度、抗渗性能都有较大贡献。

对掺和料的认识人们也走过很多弯路,早期,掺和料在很多工程上都属禁用的,认为是偷工减料,随着人们认识的不断加深,很多人有从一个极端走向另一个极端,动不动就要大掺量,合理掺用掺和料是节能降耗保障耐久性的关键,这里要强调一个合理的问题,高性能与掺入量、掺和料品质和所用结构部位息息相关。

(二)关于高性能混凝土的经济性

提到高性能混凝土许多人的第一感觉就是一定造价高,这种认识是片面地的。表1为北京曾经进行的一次调研统计[1],从表1种我们可以看出,普通混凝土的造价要高于同等强度等级的高性能混凝土,而且强度等级越高,其经济性能越好。

表1 普通混凝土与高性能混凝土的造价比较

(三)高性能混凝土就是大坍落度?

高性能混凝土体现在高工作性、高耐久性,但很多技术人员对高工作性的认识就是高大坍落度,这是个非常错误的认识。由于我们现在提倡预拌混凝土,集中搅拌运输减少污染,要求所生产的混凝土坍落度偏大,工作性能和泵送性能良好,而且混凝土的坍落度经时损失小,同时具备良好的初期强度和后期强度,但是,大坍落度往往造成砂浆与石料的分离,不利于结构的耐久性,在不同的结构上,根据实际要求有着不同的坍落度要求,而非一味大坍落度,比如路面混凝土,属于半干硬性,就不能大坍落度。

(四)高性能混凝土更容易开裂?

高性能混凝土的特点是低水胶比、高矿物掺和料、复掺外加剂,这与普通混凝土是不同的。这使得高性能混凝土在施工的质量控制、养护措施都与普通混凝土不同。低水胶比决定于混凝土的粘性变大,在混凝土的运输、浇注、振捣工艺上必须严格控制,有的施工人员为方便施工而掺水,结果强度、耐久性大幅度下降;高矿物掺和料要求混凝土的养护必须到位,普通混凝土早期强度高水化快,对养护不是很敏感,但高性能混凝土则不同,因为掺和料的活性比水泥小得多,对矿粉混凝土,要求潮湿养护14d,而粉煤灰混凝土则要养护21d才能达到预期效果,否则会发生表面掉面、耐磨性差等;复掺外加剂要求混凝土的拌合时间必须要长,外加剂的用量很小,若不保证拌合时间,根本分散不开,均匀性变差,致使外加剂不仅起不到作用,反而使混凝土表面质量下降。很多施工人员不注意这个特点,还沿用以前的野蛮施工方法,造成混凝土表层开裂而归罪于高性能混凝土本身,这是不对的,养护是特别关键的环节。

三、结语

高性能混凝土是今后的发展方向,消除大家对高性能混凝土的一些错误认识对这项技术的推动与发展有着重要作用,高性能混凝土是相对的,要考虑环境、气候、施工条件等多方面因素,理解了这些,才能更好实现预期的结构安全性和耐久性。

参考文献:

[1 ] 高丹盈,赵军,朱海堂.钢纤维混凝土设计与应用[M]. 北京:中国建筑工业出版社. 2002