張守慶 高海燕

【摘要】隨著城市建設(shè)進(jìn)程的加快，我國(guó)的建筑房地產(chǎn)行業(yè)發(fā)展迅速，與之相關(guān)的建筑材料技術(shù)也在不斷提升提高了建筑工程的質(zhì)量和水平。高性能混凝土是一種新型高效的材料，具有強(qiáng)度高、力學(xué)性能穩(wěn)定和耐久性好等特點(diǎn)，因此廣泛的應(yīng)用在了道路、橋梁及高層建筑中。為了進(jìn)一步提升建筑工程的質(zhì)量，對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)開(kāi)展進(jìn)一步的研究和探索，是當(dāng)前相關(guān)部門(mén)的重點(diǎn)工作。本文就針對(duì)高性能混凝土技術(shù)相關(guān)內(nèi)容做了分析，以期為專業(yè)人士提供參考。

【關(guān)鍵詞】高性能混凝土技術(shù)；構(gòu)成；優(yōu)勢(shì)；類型；應(yīng)用

高性能混凝土是一種高效的新型材料，具有強(qiáng)度高、耐久性高等優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)前建筑行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并顯示出了極大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，為此加強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)的應(yīng)用研

究對(duì)于推動(dòng)我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展，促進(jìn)城市建設(shè)起到非常重要的作用。

1. 高性能混凝土原材料及選用

1.1細(xì)集料。

細(xì)集料宜選用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈、級(jí)配良好的天然中、粗河砂，其質(zhì)量要求應(yīng)符合 GB/T14684 《建筑用砂》 的規(guī)定。砂的粗細(xì)程度對(duì)混凝土強(qiáng)度有明顯的影響，一般情況下，砂子越粗，混凝土的強(qiáng)度越高。配制C50～C80的混凝土用砂宜選用細(xì)度模數(shù)大于2.3的中砂，對(duì)于C80～C100的混凝土用砂宜選用細(xì)度模數(shù)大于2.6的中砂或粗砂。

1.2粗集料。

高性能混凝土必須選用強(qiáng)度高、吸水率低、級(jí)配良好的粗集料。宜選擇表面粗糙、外形有棱角、針片狀含量低的硬質(zhì)石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖碎石，級(jí)配符合規(guī)范要求。由于高性能混凝土要求強(qiáng)度較高，就必須使粗集料具有足夠高的強(qiáng)度，一般粗集料強(qiáng)度應(yīng)為混凝土強(qiáng)度的115～210倍或控制壓碎指標(biāo)值<10%。最大粒徑不應(yīng)大于25mm，以10～20mm 為佳，這是因?yàn)?，較小粒徑的粗集料，其內(nèi)部產(chǎn)生缺陷的幾率減小，與砂漿的粘結(jié)面積增大，且界面受力較均勻。

1.3細(xì)摻合料。

活性細(xì)摻合料是高性能混凝土必用的組成材料。在高性能混凝土中常用的活性細(xì)摻合料有硅粉（SF）、磨細(xì)礦渣粉（BFS）、粉煤灰（FA）、天然沸石粉（NZ）等[1]。粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐排出的煙道灰，它能有效提高混凝土的抗?jié)B性，顯著改善混凝土拌和物的工作性，大摻量粉煤灰混凝土還對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源有重要意義。配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、細(xì)度低、需水量低的優(yōu)質(zhì)粉煤灰。礦渣是高爐煉鐵排出的熔融礦渣在高溫狀態(tài)下迅速水淬冷卻而成的，用于高性能混凝土的磨細(xì)礦渣細(xì)度大于水泥，能提高混凝土的工作性和耐久性。硅粉是電爐法生產(chǎn)硅鐵合金所排放的煙道灰，SiO2含量大于 90%，平均粒徑極小，比表面積>20000m2/ Kg，借助大劑量高效減水劑和強(qiáng)力攪拌作用，可以填充到水泥或其他摻合料的間隙中去，并且具有很高的活性，在各種摻合料中對(duì)混凝土的增強(qiáng)作用最為顯著，是國(guó)際上制備超高強(qiáng)混凝土最通用的超細(xì)活性摻合料。

1.4減水劑及緩凝劑。

由于高性能混凝土具有較高的強(qiáng)度，且一般混凝土拌和物的坍落度較大（15～20cm左右），在低水膠比（一般<0.35）一般的情況下，要使混凝土具有較大的坍落度，就必須使用高效減水劑，且其減水率宜在20﹪以上[2]。有時(shí)為減少混凝土坍落度的損失，在減水劑內(nèi)還宜摻有緩凝的成份。

2. 高性能混凝土的性能

2.1耐久性。

高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉的配合使用，能夠有效的減少用水量，減少混凝土內(nèi)部的空隙，能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。

2.2工作性。

坍落度是評(píng)價(jià)混凝土工作性的主要指標(biāo)，HPC的坍落度控制功能好，在振搗的過(guò)程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振動(dòng)時(shí)間內(nèi)，下沉距離短，穩(wěn)定性和均勻性好。同時(shí)，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水其滿足承載力要求的基礎(chǔ)上采用分層間隔方法設(shè)計(jì)，將剪力墻分隔成一 定數(shù)量的均勻的獨(dú)立墻段；對(duì)于墻體長(zhǎng)度較小的剪力墻，其受彎產(chǎn)生的裂 縫寬度就較小，這個(gè)時(shí)候可設(shè)置配筋，充分發(fā)揮墻體配筋的支撐作用。當(dāng) 墻肢長(zhǎng)度超過(guò) 8m 時(shí)，還可采取下面兩種方法避免脆性破壞現(xiàn)象的出現(xiàn)：第 一，開(kāi)施工洞，也就是在施工期間在墻上留洞，等到完工后砌填充墻，將 長(zhǎng)墻肢變?yōu)槎虊χ?；第二，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)在墻上留洞，這樣能增強(qiáng)小 墻肢的配筋能力。

（3）剪力墻截面厚度和墻體配筋。

相關(guān)規(guī)定要求剪力墻結(jié)構(gòu)的厚度要根據(jù)抗震等級(jí)系數(shù)選取。為了保證剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性、剛性和穩(wěn)定性，一、二級(jí)剪力墻底部加強(qiáng)部位墻厚應(yīng)大于 200mm，大于層高的 1/17，其他部位墻厚要大于 160mm，墻端頭無(wú) 翼墻或暗柱的時(shí)候，墻厚要大于層高的 1/12，但是這些規(guī)定不適用于低高層 和八度地震區(qū)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)?？刂萍袅ε浣钣欣诮Y(jié)構(gòu)的安全性和 工程的經(jīng)濟(jì)性，在 1～3 級(jí)抗震等級(jí)的剪力墻中，豎向、水平分布筋的最小配 筋率應(yīng)大于 0.3%，部分框支剪力墻底部加強(qiáng)部位的配筋率要大于 0.35%，上述配筋率比較適用于高層建筑的剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；對(duì)于低層建筑、結(jié)構(gòu)相對(duì)較矮小的建筑的剪力墻，其水平分布筋和配筋數(shù)量要適當(dāng)增加。

（4）連梁設(shè)計(jì)。

剪力墻結(jié)構(gòu)中的連梁是連接墻肢與墻肢之間的梁。當(dāng)剪力墻受到水平 荷載的時(shí)候，墻肢可能會(huì)出現(xiàn)扭曲情況，連梁裝置則能夠均衡墻肢的水平 負(fù)荷力，改善墻肢受力狀態(tài)，對(duì)墻肢起到了一定的約束和穩(wěn)定作用?？梢?jiàn)， 墻肢之間的連梁對(duì)整個(gè)剪力墻結(jié)構(gòu)都具有重要作用，在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 是不可或缺的環(huán)節(jié)，一旦設(shè)計(jì)失誤或是不合理，必然會(huì)對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì)帶來(lái)不良影響。所以，在進(jìn)行連梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)師應(yīng)按照相關(guān) 規(guī)定適當(dāng)折減連梁結(jié)構(gòu)剛度和高度，適當(dāng)增加其跨度，從而降低結(jié)構(gòu)剛度， 完善抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，緩解地震作用的對(duì)剪力墻結(jié)構(gòu)的影響。另外，為了 進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)的承載力和抗震性能，設(shè)計(jì)師也可適當(dāng)增加剪力墻結(jié)構(gòu)厚 度，增加連梁截面，使連梁裝置的作用得到最大限度發(fā)揮。

（5）合理設(shè)置邊緣構(gòu)件。

在剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中邊緣構(gòu)件的設(shè)置是一個(gè)重要內(nèi)容。從以往的 經(jīng)驗(yàn)我們可以看出有約束邊緣構(gòu)件的矩形截面剪力墻和無(wú)約束邊緣構(gòu)件 剪力墻相比有著明顯優(yōu)勢(shì)，極限承載力有了顯著提升，比無(wú)約束的提升了 40%。邊緣構(gòu)架通常分為約束邊緣構(gòu)件和構(gòu)造邊緣構(gòu)件兩種類型，這兩種類 型的邊緣構(gòu)件的應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)置。一般情況下當(dāng)墻體平 均軸壓比不小于規(guī)定值的多層房屋一般設(shè)置的是約束邊緣構(gòu)件。一、二級(jí) 剪力墻底部加強(qiáng)部位以上的一般部位，三、四級(jí)和非抗震設(shè)計(jì)的高層建筑， 底部加強(qiáng)部位，相鄰上一層軸壓比小于規(guī)定值的多層房屋剪力墻，均應(yīng)設(shè) 置構(gòu)造邊緣構(gòu)件?？偟膩?lái)說(shuō)就是要根據(jù)實(shí)際情況科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)置。

4. 結(jié)束語(yǔ)

總之，為了滿足人們對(duì)工作、居住環(huán)境的高要求，我們?cè)诖_保建筑結(jié) 構(gòu)安全的前提下，還應(yīng)從設(shè)計(jì)層面下功夫，而剪力墻結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和安 排對(duì)于建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)而言就顯得非常重要，其關(guān)系到建筑整體結(jié)構(gòu) 的穩(wěn)定性、耐久性和實(shí)用性，關(guān)系著工程效益的發(fā)揮，所以，在建筑結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)中應(yīng)用剪力墻結(jié)構(gòu)時(shí)，我們必須遵循設(shè)計(jì)原則，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和 設(shè)計(jì)要求合理布置剪力墻結(jié)構(gòu)，使剪力墻結(jié)構(gòu)的價(jià)值得以充分發(fā)揮，為建 筑物整體質(zhì)量和安全奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。