影响高性能混凝土强度的因素研究

■胡 磊 ■广东水电二局股份有限公司，广东 广州 511340

1 引言

虽然目前我国的建筑业主要还是以传统的普通混凝土为主，即一般的以水泥为主的胶凝材料，但是随着现在各种技术的日益进步，建筑行业的技术要求也逐步提高，例如桥梁跨度的设计、高层建筑的要求、大型公路堤坝的构建等等，在混凝土的结构和最终的受力要求上都越来越严格。市场的变化也使高性能混凝土应运而生，但要更好的使用和提高高性能混凝土的工作性，探究其影响因素是最为必要的。

2 普通混凝土与高性能混凝土的比较

普通混凝土是以水、砂以及其他材料以一定配比形成的胶凝材料，而高性能混凝土是在普通混凝土的基础上，利用全新的混凝土技术，掺加活性掺料和高效外加剂，使传统的普通混凝土在结构的耐久性设计上更为优越。在对混凝土的强度等级划分中，一般C10～C50 强度等级的商品混凝土会被划分为最低一级，即通常所称的普通混凝土，而在C60～C90 强度等级的混凝土则被称为高强商品混凝土，C100 及C100以上的称为超高强商品混凝土。这是目前我国国内的划分标准。

目前较为典型的高性能混凝土主要有掺入超细粉物质的活性细粉混凝土，细粉物质的加入使其在结构上孔径更加细化，从而结构被改变，会更具耐久性和抗渗性，以及更高的强度;其次是更具功能性的机敏性高性能混凝土，更具密实性和耐高温性;还有掺入纤维的纤维混凝土，更具韧性和塑性，使其应用到公路和堤坝中更能体现抗裂性，从而提高安全性能。

与普通混凝土的结构、性能相比，高性能混凝土的优势体现在高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等特性。具体表现为:

(1)更具一定的强度、体积稳定性和更高的渗透能力;(2)具有更好的工作性和流动性，使其不易分层，可泵性和密实性更强;(3)在工地的施工过程中更具安全性;(4)能够更好的满足施工结构的要求和设计上的艺术要求;(5)在桥梁、堤坝和高层建筑中由于其更强的性能和工作性使其更显优势;(6)提高了工程的安全使用期限，一定程度上更具经济效益;(7)在市场经济日益受全球经济的冲击和影响下，高性能混凝土技术更能被世界学者接受。

3 影响高性能混凝土的影响因素

3.1 原材料的影响

3.1.1 水泥

作为混凝土最主要的成分之一，水泥在混凝土中的存在以及状态时高强度混凝土的重要影响因素。水泥的质量和比重，以及水泥中最多的水与其他掺入物质的反应，和发生化学反应产生的化学物质对混凝土强度的进一步影响。最核心的标准是水泥在混凝土中与减水剂的适应性大小，只有其两者的适应达到强才能使混凝性达到最佳，混凝土的工作性最强，防治坍塌的意外发生。

3.1.2 优质煤灰

高性能混凝土的优越性主要原因之一是加入了活性混合材料，而其中最典型的是优质煤灰。细化的活性物质可以更好地深入混凝土，影响其结构，例如结构的抗压性和密实性，从而影响其工作性。高性能混凝土的强度与其水胶性和密度有关，粉质煤灰可通过与水泥中的水发生水化反应，可生成硅酸钙、氯酸钙等水化凝胶物质，可以一定呈度上提高混凝土的强度。

3.2 外加剂的影响

外加剂的品种:通过相关试验表明外加剂的品种是高性能混凝土的核心影响因素。

进行试验:

(1)试验条件:

水胶比0.35，粉煤灰掺量15%，外加剂1.2%，砂率38%。

高效减水剂MD-1、MD-2、MD-3、MD-4

探究不同的外加剂与不同高效减水剂下的抗压性强度的比较分析。进而探究外加剂种类对混凝土强度的影响。

(2)试验过程:通过不同强度的抗压对不同外加剂品种进行强度测试。

(3)试验结果:外加剂品种对混凝上的坍落度影响并不大，同时从减水效果看，不同的外加剂品种其产生的区别也不太明显。无论后期的强度大小或者是否适用于泵送，都没有显著差别，同时，经过长时间的观察，初凝时间和终凝时间的长短，从长期试验效果看，没有太大影响。

3.3 水胶比的影响

水胶比是高性能混凝土强度的重要影响因素，经过试验表明，水胶比的不断降低可以使高性能混凝土的强度提高，两者是负相关关系。

试验数据:A 活性混合材料掺料范围:25%～35%

B 混凝土强度等级范围:C60～C80

试验结果表明:

随着A 数据即活性混合材料掺量的增加，在一定试验时间内(7天)B 数据即抗压强度反映出逐渐下降的趋势。A 数据即掺量逐渐等量增加5%，则在试验时间内B 数据即高性能混凝土的强度约降低3%。

为探究水胶性对高性能混凝土强度的影响，在做一系列试验分析以及数据对比之后，可以发现，混凝土的凝结时间是要受到混凝土中高效减水剂的加入量的影响的，所以通过降低水胶比，可以在一定程度上缩短凝结水化的时间，并且在一定时期内使水泥与各种掺料充分的接触，加大反应的接触面积，进而加快反应速度，促进微粒之间的相互作用，并生成各种具有凝胶性质物质，使最终形成的高性能混凝土在较少缝隙提高密实性的同时也增加了强度。

3.4 施工的影响

在施工过程中，混凝土运输车以及混凝土的浇筑方式。以及泵送性也都是影响高性能混凝土强度的不可忽视的因素。韩式现代混凝土运输车和拖式混凝土运输车在运送过程中是不一样的，两者的运输量不同，所导致的内部混凝和施工现场浇灌都不一样，在时间和量不同的情况下所浇灌出来的混凝土强度不同。而且，不同的具体施工方式，最终导致混凝过程中的凝结时间以及抗压性都会不同。因此，在经过施工因素对高性能混凝土影响的探究后，建筑行业应该更加注重对施工现场的合理规范化建设的重视和施工过程严密性的监管。

高性能混凝土在各种因素的影响下，即可以使其优越性得到发挥，也会因为不同的因素而工作性受到一定程度的制约。高性能混凝土作为一种新型建筑材料，在目前发展还未成熟和制约因素尚未完全探究出来时，我们应积极发现，使其的使用价值得到实质性的开发。而且，目前我国尚未设立专门针对关于高性能混凝土的各项验收标准，这是建筑行业发展得机遇，同时也是建筑安全性和材料安全性的一次挑战。

4 结语

综上所述，作者本着抛砖引玉的精神，将自己对于高性能混凝在在建筑行业的未来发展中的应用做了简单的剖析，希望能够给予大家一下启示。高性能混凝土在未来的建筑市场上将会是最具效率和影响力的建筑材料，同时，也将是工程质量的最核心影响因素。因此，做好对高性能混土性能的了解和风险预防是非常必要的，探究高性能混凝土的各种影响因素，使高性能混凝土的耐久性和高效性得到进一步的提高，才能保证工程的质量，也是对建筑业发展的保证。同时，在高性能混凝土的验收规范和试验标准上需要尽快更加规范化。

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