高性能混凝土技术的改善与运用

　　0 引言

　　1950年5月，美国国家标准与技术研究院（NIST）和美国混凝土协会（ACI）首次提出高性能混凝土的概念[1].但是到目前为止，各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同。高性能混凝土是道路桥梁施工中主要采用的一种混凝土，能够达到常规材料、普通拌合、浇筑和养护等所达不到的要求。当前，高性能混凝土技术已逐渐演变为今后混凝土技术的发展方向，在道路桥梁以及高层建筑施工中发挥着越来越重要的作用。

　　1 高性能混凝土技术发展中存在的问题

　　高性能混凝土作为我国采用的一种新型路用材料，使用前需要先研究道路用的原材料特性，还要对高性能混凝土的物理力学性能和耐久性进行定性分析。尤其，在水泥混凝土路面有缺陷、工期长、混凝土韧性差、脆性高等缺点时，应该对高性混凝土作进一步的研究。

　　当前，高性能混凝土技术在发展的过程中还存在着诸多问题，需要相关人员不断去完善。首先，虽然我国道路建设的发展越来越迅速，但是我们在混凝土耐久性设计方面研究较为片面，对高性能混凝土路用性能方面的研究不到位[2].其次，配制高性能混凝土对材料的选择以及配合比有着非常严格的要求，外加剂的掺入、掺合料、施工工艺和养护方法等对高性能混凝土都有着很大的影响。这些技术的规范性，在一定程度上决定着高性能混凝土技术在道路工程中的推广使用。最后，高强混凝土破坏时呈脆性，且脆性随着强度的提高而增加，脆性的增加会使得水泥混凝土的抗震性能下降，给道路、桥梁带来极大的影响。

　　2 高性能混凝土技术的改善方法

　　2.1 提高强度

　　高强混凝土指的是大于等于C60强度等级的混凝土。就目前的条件而言，可以配制C60甚至是C80强度的混凝土，但受限于施工技术，广泛使用这种高强混凝土还有些困难。提高高性能混凝土的强度，一是严格控制原材料的质量：高性能混凝土的配制需要选择质量稳定的水泥，以岩压强度较高的碎石为粗骨料，且碎石应该洁净，粒型好，级配好；骨料中多采用级配良好的中砂为细骨料。二是掺加活性掺合料：高活性掺合料主要有硅灰、粉煤灰、矿渣等，掺合料的掺入能提高混凝土强度等级。相比较普通混凝土，其尺寸和标准更加规范，高活性掺和料的尺寸小，便于填充空隙，减低孔隙率，可以有效提高混凝土的密实度。在某种程度上，高活性掺和料的掺入也可以提高混凝土的强度、降低水化热，使混凝土内部结构变得更加稳固。三是活性掺合料活性的改善：高性能混凝土的配制可以采用复掺技术，这种技术就是将两种或两种以上的较高强度等级的硅酸盐水泥掺和在一起，使不同的混合料同时发挥作用，在效果上能够起到互补的作用，在配制上要合理，以充分地发挥各自的作用。活性激发剂的利用技术在高性能混凝土应用中是一个辅助技术，可以在高性能混凝土掺合料发挥作用的基础上进一步地提高其性能[3].

　　2.2 保证流动性

　　高效能混凝土的流动性指的是混凝土的保塑性和施工性，当然，这些都是建立在良好的工作性基础之上的。为保证高性能混凝土拥有良好的工作性，可以掺加高效减水剂，以此来改善混凝土的和易性，从而使混凝土的效果得到有效的提高；可以掺入特殊的保塑组分，使得混凝土的坍落度损失降低；选用良好级配的碎卵石，作为粗骨料以及中砂的细骨料，以大大提高混凝土的粘聚性和保水性。

　　2.3 提高混凝土体积稳定性和耐久性

　　高性能混凝土具有早期强度高、流动性高、力学性能稳定和耐久等特点。力学性能的稳定与混凝土耐久性有着密切的关系，首先，耐久性是由多种因素决定的，如混凝土配合比、粗骨料以及细骨料的级配等等，都影响着高性能混凝土的耐久性。为避免混凝土耐久性的降低，可以选用合理的水泥和骨料，以延长混凝土的使用年限、尽量减小水灰比（水灰比主要影响着混凝土孔结构）。水灰比的减少，可以大大提高混凝土的抗渗性能；合理地选用掺和料和外加剂，来增加体积稳定性和耐久性。适量的掺合剂可以有效地增大密实度，减小孔隙率，如掺入减水剂，可以提高高性能混凝土的耐久性和强度。

　　3 高性能混凝土技术的应用

　　3.1 在道路工程中的应用

　　与传统混凝土相比，高性能混凝土具有良好的稳定性与耐久性，因而在人们的生产生活中得到了广泛的应用。

　　将高性能混凝土技术应用于道路工程中，不仅能够合理地缩减道路地面的厚度，有效延长道路的使用寿命，还具有明显的经济效益和社会效益。此外，高性能混凝土具有良好的透水性能，可以有效缓解道路热岛效应的发生[4].如今，随着现代化城市进程的不断推进，城市道路建设速度日益加快，道路覆盖率也逐年增加，加快了整个城市的建设。在城市不断建设的过程中，其道路建设的水平及质量至关重要。将高性能混凝土技术应用在道路工程中，既能适应我国高速发展的交通行业，又能满足现代化、城市化建设的需要，因此值得大力推广。

　　3.2 在桥梁工程中的应用

　　近几年来，世界各国对高性能混凝技术产生了较大兴趣，并开始应用于桥梁实践[5].桥梁工程中，大跨度桥梁的自重往往占总荷载的大部分。将高性能混凝技术应用于桥梁工程中，可以合理降低桥梁的自重和截面高度，使桥梁工程的耐久度得到提高。同时，由于高性能混凝土具有较高的早期强度，因而可以加快桥梁工程的整体施工进度。

　　与传统的混凝土相比，高性能混凝土具有较好的强度、耐久度以及抗拉力，使得高性能混凝土铸造的桥梁无论是在使用寿命还是整体性能上都有了很大的提升。

　　当前，高性能混凝土技术还被应用于海岸与河堤的加固工程中。将高性能混凝土应用于堤防的筑造，可以有效避免海岸塌陷等问题。高性能混凝土的耐久性，使得海岸线得到了合理的开拓，大部分沿海城市的面积相应地得到了增加，各类水生生物的适应性也得到了满足，海洋中丰富多样的资源得到了切实的保护。

　　4 结语

　　我国的经济实力逐渐增强，公路交通也随之日益繁忙，特别是最近几年，我国的交通业迎来了一大高峰。但是，随着运输量的增多以及车辆轴载的加大，很多以前的公路桥梁已经不再适应交通发展的需要，有不少干线公路桥梁经过长期的超负荷运转，出现了老化、裂缝、破损的现象，逐步变成危桥，对道路畅通构成了一定的威胁。高性能混凝土作为一种新型高技术混凝土，具有高强度、优异的耐久性等优点，满足了道路桥梁、建筑工程的需求。相信，高强度混凝土在未来一定会得到更大力的推广。

　　参考文献：

　　[1]冷发光，韩跃伟。高强和高性能混凝土的发展与应用以及对高性能混凝土的讨论[J].工业建筑，2000（11）。

　　[2]莫宗庭。高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用[J].理论探讨，2011（8）。

　　[3]冯乃谦。高性能混凝土的发展与应用[J].施工技术，2003（4）。

　　[4]吴中伟，韩素芳。预拌混凝土和高性能混凝土技术的现状与发展[J].建筑技术，1997（7）。

　　[5]马清祥。高性能混凝土在道路桥梁工程中的应用[J].青海交通科技，2009（6）。