高強、高性能混凝土技術是國家建設部建筑新技術促進應用辦公室向全國建筑業推廣的10 項新技術中的其中一項技術。它是一項新型的高技術混凝土,這項技術在國外早已大量應用于建筑業中。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推廣應用高強、高性能混凝土技術。下面就高強、高性能混凝土的技術與同行們進行探討,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構的截面尺寸,擴大建筑使用面積,很大程度上改善了建筑物的使用功能;還由于結構截面尺寸的減小,大大減少了建筑物結構的自重,從而解決了建筑物的結構自重占主要因素的問題。不僅如此,由于混凝土強度的提高,還能節約混凝土的原材料、加快施工進度提高建筑工程的經濟效益。

　　(2) 耐久性好。高強混凝土的密實性很好,其抗滲性和抗凍性遠遠優于常規混凝土,所以高強混凝土的耐久性能優于常規混凝土.

　　(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代化建筑結構向大跨度、重載、超高層和承受惡劣環境條件的需要。

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混凝土性能的基礎上,采用現代混凝土技術制成的混凝土。

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、優質粉煤灰、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、體積穩定性和經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、高體積穩定性和經濟性。

　　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內容

　　高強、高性能混凝土的技術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,確保混凝土拌合物的特性和穩定性;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部結構,提高混凝土的密實度和保持混凝土高度的體積穩定性。

1. 高性能混凝土外加劑

　　混凝土外加劑的選擇是配制高強、高性能混凝土的關鍵技術之一,它是提高混凝土流動性和密實性不可缺少的技術措施. 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構、增稠、增強、減縮、保塑性好的特姓,更適合現代化施工的需要。

　　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構。超細顆粒填充了混凝土中的各種形態的空隙,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節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,改善混凝土的內部結構,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 %。節約水泥,節約能源。

3. 高強、高性能混凝土對材料選用的要求與常規混泥土的區別高強、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混泥土的區別如下表:

　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、高性能混凝土的質量控制

　　為確保高強、高性能混凝土的質量,在設計、生產、施工、驗收等每一個環節上,都必須遵循規定的程序,嚴格控制每一個環節的質量。

　　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。在生產過程中,應制定《生產質量控制規程》。在《規程》中應明確原材料的來源、性能指標、驗收規則、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質量。

　　在施工過程中,應根據混凝土特定的性能制定《施工技術規程》,對模板工程、混凝土的運輸、澆筑、養護等方面作具體規定和注意事項,以保證混凝土的施工質量。

　　在產品的驗收上,應制定《產品質量標準》,明確規定混凝土拌合物和硬化后的性能指標及產品的驗收方法、規則等。

四、高強、高性能混凝土的推廣前景

　　根據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試點,解決C80 級以下高強混凝土的應用技術;開發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、不同的使用環節,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廢料磨細而成,是充分地進行了廢物利用,與生產水泥相比,減少了對環境的污染,達到了保護環境、大量的取代水泥,節約能源的根本目的。

　　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。隨著混凝土技術的不斷發展,高強、高性能混凝土的應用前景將會更寬更廣。