浅谈高性能混凝土

王福军　王冬兵

[摘要]粉煤灰、矿渣粉的双掺可提高混凝土工作性能，提高混凝土抗渗性能，降低水化热和提高混凝土强度，使高性能混凝土在工程中发挥更用效的作用。

[关键词]高性能混凝土；粉煤灰；矿渣粉

据统计：在正常工作条件下，混凝土结构从建成到拆除重建的周期平均为40-50年。设计年限远大于40-50年，但普通水泥混凝土结构物容易表面开裂，受到Q类腐Q，F融剥Q等危害所以无法实现预计的使用寿命，公元128年Hadrin大帝时期建造的一座建筑物如古罗马万神J、古罗马r形剧场、古罗马加尔输水道历时100多年的波特兰水泥混凝土建筑物等沿用至今，研究表明存在一种高耐久性的混凝土，这就是高性能混凝土。

1.高性能混凝土基本概念

1.1什么是高性能混凝土：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水？比，选用优质原材料，且必须G加足够数量的矿物细G料和高效外加+。耐久性混凝土属于高性能混凝土的范畴，国家对高性能混凝土没有定义。一般认为，高性能混凝土是高工作性、高耐久性。

1.2什么结构物是高性能混凝土：根據《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》，混凝土结构设计使用年限级别。

2.为什么现代混凝土结构不耐久

水泥质量一过细、水化过快（c3A）；水泥用量一过多；水v比一过大；混凝土早期强度—过高；外加+-过乱；施工质量一较差。

3.如何实现混凝土的高性能化

增加混凝土的密实性；增加钢H的保护层厚度；防止混凝土开裂；改善粗骨料与水泥[体间的薄弱界面和微结构；阻挡和延缓各种有害物质侵入混凝土内部。

4.与普通混凝土相比。高性能混凝土具有如下独特的性能

高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可；高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土，和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；：送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可：性、自密实性能；高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50-100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的；高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。

5.粉煤灰、矿渣粉的双掺在高性能混凝土中的作用

5.1混凝土工作性能提高混凝土，合物的和易性，流动性提高，q落度保挣l生较好。混凝土粗、细骨料形成混凝土的骨架，其间有大量的空u，这部分空u在不使用G和料时由水泥颗h来填充，尽管水泥颗h很小，但仍有空u。在G入矿：粉和粉9 V后，由于它们的h径与水泥颗hh径形成h径z度，颗h之间相互填充，因此可以进一步减少细集料颗h问的空u，使其更加密实，并且可以使得水泥颗h间的水分得以释放，形成自由水，提高混凝土的流动性，这是矿：粉和粉9 V的微集料效应。

另外粉9 V的形态效应也使得混凝土的流动性很好，粉9 V的矿物组成是海l OP体和铝{OP体微珠，这些球形OP体表面光滑，颗h尺寸小，质地致密，在新，合物中起到一定的润滑作用；矿：粉与水泥颗h之间及矿：粉与矿：粉之间接触点面积小，且矿：粉的斥水作用使得对减水+吸附作用也较弱，因此矿：粉及粉9 V的双G可提高混凝土的流动性，和易性，减少q落度损失。

5.2混凝土抗渗性能的提高加入矿：粉和粉9 V后，其微集料效应和火山V效应使得混凝土的结构更为致密，降低了一u率。由于矿：粉的细度高于粉9 V，复合G加后使得材料颗h间相互填充-U，使各组成材料紧密堆积，进一步降低-U率，从而增加混凝土结构的密实度，改善混凝土的抗渗性能。

5.3降低水化热和提高混凝土强度G入矿：粉的混凝土的水化反应依赖于水泥水化反应产生的f性物质的激发，生成凝？体的速度远低于纯水泥混凝土，矿：粉在水泥颗h间起到分散+的作用。而且粉9 V在水泥水化初期不参与水化反应，而是与水泥水化产物Ca（OH）2进行二次水化，滞后于水泥水化的过程，延缓了由于水化而产生的温升。同时由于矿：粉及粉9 V的G加替代了大量的水泥，进一步降低了水化热。在混凝土中加入矿：粉和粉9V后，在混凝土内部的f性环境中，矿：粉和粉9 V吸收水泥水化时形成的Ca（OH）2，进一步水化形成C-S-H凝？，使界面区的ca（0H）2 b h变小，改善了混凝土的微观结构，使水泥[体的空u率明显下降，强化了集料界面的y结力，使得混凝土的物理力学性能大大提高。另外矿：粉和粉9 V的微集料效应，使混凝土形成了微观的自紧密结构，提高了混凝土的强度。

6.耐久性的试验结果

6.1水？比和电通量：随龄期增加，电通量逐渐降低，早期影响显著，后期减小。同一龄期随水？比降低，电通量降低，56d 1000-2000库J（水？比0.3-0.5）56d小于1000库J（水？比0.3-0.4）。

6.2含气量和电通量：K中含气量增加，电通量增加不大；当电通量为1000库J时，对应的含气量为4%左右。

6.3含泥量和电通量：含泥量增加，电通量增加；当含泥量为4%时，电通量接近1000库J，再大满足不了要求。

7.工程实例

杭州湾大桥：海工混凝土粉9 V取代水泥20-40%，三L大2混凝土：粉9 V取代水泥10-40%，大小洋山深水港工程混凝土：矿：粉-粉9 V复合G量65%。

8.结束语

高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。高性能混凝土能不能经受上百年的风雨，需要历史的见证及考验。endprint