摘? ? 要：本文主要通過(guò)不同國(guó)家對(duì)高性能混凝土的涵義理解出發(fā)，對(duì)高性能混凝土的涵義和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，重點(diǎn)對(duì)高性能混凝土的配制路線和原材料要求進(jìn)行了介紹，希望能使大家對(duì)高性能混凝土這一高科技材料有所幫助。

關(guān)鍵詞：高性能混凝土、特點(diǎn)、配制路線、原材料的要求

1? 引言

2011年4月10日，深圳京基100大廈項(xiàng)目的總承包“中建四局”攜手中聯(lián)重科等七家單位共同打造了C120超高性能混凝土實(shí)現(xiàn)427m泵送的業(yè)界神話。這是繼2008年12月16日中建四局?jǐn)y手中聯(lián)重科將C100超高強(qiáng)度混凝土成功泵送至411米的廣州西塔頂部后，雙方合作推動(dòng)的又一次科技創(chuàng)新。上面提到的高性能混凝土是我們下面要談的主角。讓我們走進(jìn)這一混凝土的新技術(shù)吧！

2? 高性能混凝土（High-Performance Concrete）的概念

國(guó)際木土工程界對(duì)什么是高性能混凝土至今有著不同的解釋和理解。

1950年5月美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）和美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)（ACI）首次提出高性能混凝土的概念。到目前為止，各國(guó)對(duì)高性能混凝土提出的要求和涵義完全不同。

美國(guó)：高性能混凝土是一種易于澆注、搗實(shí)、不離析，能長(zhǎng)期保持高強(qiáng)、韌性與體積穩(wěn)定性，在嚴(yán)酷環(huán)境下使用壽命長(zhǎng)的混凝土。美國(guó)混凝土協(xié)會(huì)認(rèn)為混凝土并不一定需要很高的混凝土抗壓強(qiáng)度，但仍需達(dá)到55MPa以上，需要具有很高的抗化學(xué)腐蝕性或其他一些性能。

加拿大：高性能混凝土是一種具有高彈性模量、高密度、低滲透性和高抗腐蝕能力的混凝土。

日本：高性能混凝土是一種具有高填充能力的的混凝土，在新拌階段不需要振搗就能完善澆注;在水化、硬化的早期階段很少產(chǎn)生有水化熱或干縮等因素而形成的裂縫;在硬化后具有足夠的強(qiáng)度和耐久性。

中國(guó)在上世紀(jì)80年代開(kāi)始研究這種混凝土技術(shù)，通過(guò)幾十年努力現(xiàn)已成為達(dá)到世界一流的工程應(yīng)用技術(shù)水平。在我國(guó)，吳中偉教授最早提到了高性能混凝土并指出它的意義，基本上得到普遍的認(rèn)同。高性能混凝土（HPC）是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途要求，對(duì)下列性能重點(diǎn)予以保證：耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

3? 高性能混凝土配制的技術(shù)路線

高性能混凝土是由高強(qiáng)混凝土發(fā)展而來(lái)的，但高性能混凝土對(duì)混凝土技術(shù)性能的要求比高強(qiáng)混凝土更多、更廣乏，高性能混凝土的發(fā)展一般可分為三個(gè)階段。

（1）振動(dòng)加壓成型的的高強(qiáng)混凝土。在高效減水劑問(wèn)世以前，為獲得高強(qiáng)混凝土，一般采用降低W/C（水灰比），強(qiáng)力振動(dòng)加壓成型。即將機(jī)械壓力加到混凝土上，擠出混凝土中的空氣和剩余水分，減少孔隙率。但該工藝不適合現(xiàn)場(chǎng)施工，難以推廣，只在混凝土預(yù)制板、預(yù)制樁的生產(chǎn)，廣泛采用，并與蒸壓養(yǎng)護(hù)共同使用。

（2）摻高效減水劑配置高性能混凝土——第五組分。20世紀(jì)50年代末期出現(xiàn)高效減水劑是高強(qiáng)混凝土進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段。代表性的有萘系、三聚氰胺系和改性木鈣系高效減水劑，這三個(gè)系類均是目前普遍使用的高效減水劑。采用普通工藝，摻加高效減水劑，降低水灰比，可獲得高流動(dòng)性，抗壓強(qiáng)度為60MPa～100MPa的高強(qiáng)混凝土，是高強(qiáng)混凝土獲得廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但是，僅用高效減水劑配制的混凝土，具有坍落度損失較大的問(wèn)題。

（3）采用礦物外加劑配制高性能混凝土——第六組分。20世紀(jì)80年代礦物外加劑異軍突起，發(fā)展成為高性能混凝土的第六組分，它與第五組分相得益彰，成為高性能混凝土不可缺少的部分。目前，配制高性能混凝土的技術(shù)路線主要是在混凝土中同時(shí)摻入高效減水劑和礦物外加劑。

4? 高性能混凝土對(duì)原材料的要求

4.1? 水泥

水泥宜選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，混合材宜為礦渣或粉煤灰。有耐硫酸鹽侵蝕要求的混凝土也可選用中抗硫酸鹽硅酸鹽水泥或高抗硫酸鹽硅酸鹽水泥，不宜使用早強(qiáng)水泥。

4.2? 細(xì)骨料

細(xì)骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、吸水率低、空隙率小的潔凈天然中粗河砂，也可選用專門機(jī)組生產(chǎn)的人工砂。不宜使用山砂，不得使用海砂。優(yōu)先使用非堿活性骨料。當(dāng)采用人工砂或混合砂時(shí)，應(yīng)進(jìn)行亞甲藍(lán)試驗(yàn)和壓碎指標(biāo)值試驗(yàn)，石粉含量和壓碎指標(biāo)值應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

4.3? 粗骨料

粗骨料應(yīng)選用級(jí)配合理、粒形良好、質(zhì)地均勻堅(jiān)固、線脹系數(shù)小的潔凈碎石，也可采用碎卵石，不宜采用砂巖碎石。優(yōu)先采用非活性骨料。最大粒徑應(yīng)不超過(guò)保護(hù)層厚度的2/3，并不大于鋼筋最小間距的3/4;對(duì)于C50以上混凝土骨料最大粒徑不應(yīng)大于25mm。骨料應(yīng)采用二級(jí)或多級(jí)級(jí)配，其松散堆積密度宜大于1500kg/m3，緊密空隙率應(yīng)小于40%，吸水率應(yīng)小于2%（用于干濕交替或凍融循環(huán)下的混凝土應(yīng)小于1%）。粗骨料為碎石時(shí)，碎石的強(qiáng)度用巖石抗壓強(qiáng)度表示，且?guī)r石抗壓強(qiáng)度與混凝土強(qiáng)度等級(jí)之比不應(yīng)小于1.5。

4.4? 拌合用水

高性能混凝土優(yōu)先選用自來(lái)水。

4.5? 外加劑

混凝土外加劑是一種在混凝土攪拌之前或拌制過(guò)程中加入的，用以改善新拌混凝土和（或）硬化混凝土性能的材料。是配制高性能混凝土必需使用的組成材料。常用的外加劑有普通減水劑、高效減水劑、緩凝高效減水劑、引氣減水劑、泵送劑、早強(qiáng)劑、緩凝劑、引氣劑、防凍劑、防水劑、膨脹劑和速凝劑等。

4.6? 礦物摻合料

常用的礦物摻合料有磨細(xì)粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、磨細(xì)天然沸石粉和硅灰等。目前相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是GB/T 18736—2017《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》 。粉煤灰（FA）是從燃煤熱電廠的煤燃燒后的煙氣中收集下來(lái)的粉狀材料。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰在水泥混凝土中作用機(jī)理歸結(jié)為形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)、微集料效應(yīng)三個(gè)基本效應(yīng)。礦渣是以?；郀t礦渣為主要原料，可摻加少量石膏磨制成的一定細(xì)度的粉體。沸石粉是指以天然沸石巖為主要原料，經(jīng)破碎、粉磨加工制成的粉狀物料。硅灰在高性能混凝土重要的摻合料，其定義是冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時(shí)，通過(guò)煙道排出的硅蒸氣氧化后，經(jīng)收塵器收集得到的以無(wú)定形二氧化硅為主要成分的產(chǎn)品。硅灰的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)為圓球狀微珠。顆粒細(xì)小，形狀渾圓而且活性高。平均粒徑為0.1μm，其細(xì)度和比表面積約為水泥的80～100倍;密度為2.2g/cm3～2.5g/cm3，松散密度為160g/cm3～320kg/m3。

5? 結(jié)束語(yǔ)

清華大學(xué)土木水利學(xué)院教授廉慧珍曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“混凝土材料是用最簡(jiǎn)單的工藝制造的最復(fù)雜的人工材料?！庇捎谠牧喜荒芴峒?，其物理和化學(xué)反應(yīng)復(fù)雜，對(duì)時(shí)間和環(huán)境具有十分敏感的依賴性，以致于混凝土水化產(chǎn)物組成和微結(jié)構(gòu)的形成與發(fā)展非常復(fù)雜，具有不確定性和不確知性。如何正確認(rèn)識(shí)和把握復(fù)雜的混凝土特征，是我國(guó)混凝土技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 張承志.商品混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.

作者簡(jiǎn)介：

趙宇晗（1973—）男，民族：滿族，籍貫：遼寧省昌圖縣人，學(xué)歷：本科，職稱：講師。主要研究方向：建筑材料。郵編（111000）工作單位：遼寧建筑職業(yè)學(xué)院。