分析高性能混凝土在建筑工程中的应用及设计要点

王振新

摘要：随着社会经济的不断发展和文明程度的提高，高层与特高层楼房工程项目也不断涌现，普通混凝土已经很难适应特殊 工程的需要，在此情况下，高性能混凝土应运而生。本文旨在分析高性能混凝土在建筑工程中的應用及设计要点。希望通过 本文研究能为相关从业人士提供一定的参考意见。

关键词：高性能混凝土；建筑工程；应用；设计要点

中图分类号：F426.92 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）19-0047-01

引言

随着城市的发展，混凝土使用量越来越多，这给环境带来了很

多负面影响，为了解决这一问题，绿色高性能混凝土应运而生。与 普通混凝土相比，绿色高性能混凝土具备更强的工作性能和更多的 功能性，最为关键的是它能够有效地节约资源和能源、改善生态环 境，为城市建设提供更多的选择，因此有必要对绿色高性能混凝土 进行梳理，明确其材料、技术的特点，以便挖掘出发展绿色高性能 混凝土的有效途径，为城市建设、资源节约、生态改善提供更多的 帮助。

1 高性能混凝土产生的背景及研究现状

1.1 概念及产生背景

不同的专业部门，由于对混凝土的性质需求不同对高性能混凝 土的定义是不一同的。美国一些科研团队指出高性能混凝土是以高 耐久性为主的一种建筑材料，具体包括较高的体积稳定性、低渗透 性和高工作性，而不仅仅是高强度。而日本学者则强调高性能混凝 土是具有良好的工作性能的一种建筑材料。我国学者也明确给出了 高性能混凝土的定义：“高性能混凝土是通过选用优质原材料，除 水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂 的，在很大程度上提高了传统普通混凝土性能的基础上，采用现代 混凝土制作技术制作而成的一种新型高技术混凝土。”高性能混凝 土之所以能出现并迅速发展，是因为在目前常见的房屋、桥梁、隧 道、海洋工程及军事工程中，使用普通混凝土不能达到设计要求， 或者在施工或使用阶段出现损害，导致工程危机、财物损失、人员 伤亡。

1.2 研究现状

在 20 世纪 80 年代，以美国为首的发达国家出现了“高性能混

凝土”，紧接着以具有良好耐久性为重心的高性能混凝土就成为土 木工程领域的研究重点。现如今，高性能混凝土在国际上已经分化 出绿色高性能混凝土、超高性能混凝土、智能混凝土几个方向。在 中国，推广最多的是绿色高性能混凝土，尤其是习近平总书记提出 “绿水青山就是金山银山”的理念，全国各行业都在响应，建筑行 业自然不会落后，而且绿色高性能混凝土的应用提高了生活环境的 清洁度，保护了动植物的生存环境，也直接或间接地减少了人类疾 病的发生。

2 高性能机制砂混凝土的性能

2.1 高性能机制砂混凝土的力学性能

评判混凝土质量的好坏，首先就要评估混凝土的力学性能。混 凝土的力学性能主要指的是抵抗压力、拉力、弯曲的能力、以及弹 性模量、粘合力度等特性。机制砂多采用的是较硬的岩石粉碎而成， 因此高性能机制砂相比于自然界中的天然砂质地更坚硬，具有更强 的抵抗压力、抵抗弯曲、抵抗拉力等优异力学性能。另一方面，高 性能机制砂由于是在机器中粉碎而成，所以形成的机制砂表面更粗 糙。粗糙的界面可以大大提高界面的粘结能力，所以高性能机制砂 具有很强的粘合力度。最终用这种高性能机制砂做出来的混凝土相 比于天然砂混凝土具有更强的抵抗压力、拉力、弯曲，同时具有更 强的粘合力度。

2.2 高性能机制砂混凝土的耐久性能

在工程建设中，建筑材料需要抵抗自身以及自然环境双重因素

的长期作用，所以混凝土的耐久性也就决定了建设质量。混凝土的 耐久性指的是能够有效抵抗低温、高温交替变化情况；能够有效抵 抗酸碱物理化学腐蚀；能够有效抵抗光热效应；能够有效抵抗流水 冲刷等情况。根据现阶段的研究表明，高性能机制砂相比于天然砂 由于其结构上空隙更小，所以大幅提高了混凝土的密实度。正是因 为高性能机制砂混凝土相比于天然砂混凝土具有较高的密实度，因 此更具耐久性，用机制砂混凝土制作的构件、结构以及建筑的质量 和使用寿命也就更有保证。

1 高性能混凝土在建筑工程中的应用

2 3.1 高性能混凝土搅拌系统

A.使用强制混合器混合高性能混凝土。根据常规的实际操作，

将进料按顺序混合，该方法的添加应由试验确定，采用后拌法减水 剂。进料顺序：粗骨料、细骨料、喷雾加水→水泥→混合材料→剩余 水→减水剂→出（每个步骤间隔 30s）.B.混凝土原材料按重量计算，

允许偏差为：水泥和外加剂土 1%、水和外加剂 1%粗、细聚合 2%.C. 准备高性能混凝土必须准确控制用水量。应及时确定砂、石的含水 量，并根据测量结果调整水耗量和砂石用量。严禁在搅拌后加水的 机器，必要时可以适当添加减水剂。D.高性能混凝土混合料通过时 间损耗迅速下降，通过时间损耗控制坍落度，除选用和水泥相容性 高的高效减水剂外，还可在搅拌延迟的情况下加入一些高效减水剂 或浇场搅拌机在调整减水剂外加剂。

3.2 高性能混凝土的运输

高性能混凝土的运输设备应根据混凝土施工的结构特点和工程

规模和道路气候条件考虑。保持混凝土的均匀性，确保交货位置不 分层，不离析，不渗漏泥浆，并具有所需的坍落度和气体含量等工 作特性。运输设备采取隔热措施，防止局部混凝土温度升高或结冰。 在运输过程中严禁在混凝土中加水。减少混凝土的数量和运输时间，

确保混凝土实际使用性能不会受到各项因素的影响，尤其是要保证 搅拌机卸料至混凝土浇筑整个流程处于标准时间范围内。混凝土的 输送一般依靠混凝土泵来实现，应在混凝土搅拌后将 60min 在泵内 完成，并在 1/2 初始凝固时间前泵，在第一次浇注完成后，由于各 种原因导致超过 15min，每个4-5min 每次打开水泵一次，使水泵机 器的运动方向呈正向负，同时启动料斗搅拌机，防止桶内混凝土离 析。

3.3 高性能混凝土的维护

混凝土的标准固化条件为温度（20±3）℃，相对湿度仍然为90%

上一时间 28d。在实际工程中，不能保证标准养护条件，只有采取 措施在经济和实际条件下达到最佳的养护效果。A.浇混凝土必须盖 上保暖或防雨。完成后的整理工作或混凝土初始凝固后立即进行维 护，首先采用蓄水维护方法，持续维护。混凝土浇筑前1～2d，应确 保混凝土处于完全润湿状态，应严格遵守国家标准的养护年限.B. 对于大面积板工程，当使用维护剂进行维护时，可将少量白色颜料 混合在固化剂中，使白色固化剂的形成能反映太阳，减少吸热，抑 制混凝土温升。C.如果在指定的维护时间完成后删除模具，则建议 为曲面提供潮湿覆盖.D.大体积混凝土由于内部温度高，表面失水快，

需要补充水分。微膨胀剂在阻尼条件下，仅具有补偿收缩的功能， 减少了裂纹出现的可能性。

结束语

绿色高性能混凝土本身对生态环境的改善和资源能源的节约有

着很大帮助，在其具体的应用时，更要注重可持续发展的理念，要 在城市垃圾、工程残渣等废物利用的基础上注重对整体流程的优化， 让混凝土的生产、使用和维护实现资源循环的无缝连接，将资源能 源的节约和生态改善的效果发挥到最大。

参考文献

[1]邵旭东，邱明红，晏班夫，罗军.超高性能混凝土在国内外 桥 梁 工 程 中 的 研 究 与 应 用 进 展 [J]. 材 料 导

报，2017，31（23）：33-43.

[2]李国栋.桥梁高性能混凝土早期收缩裂缝形成机理及控 制[D].哈尔滨工业大学，2014.

[3]冯乃谦.高性能混凝土与超高性能混凝土的发展和应用 [J].施工技术，2009，38（04）：1-6.

[4]郑建岚，罗素蓉，王雪芳.高性能混凝土抗裂性能研究[J]. 工程力学，2008，25（S2）：71-98.

[5]冯乃谦.高性能混凝土的发展与应用[J].施工技 术，2003（04）：1-6.