高强高性能混凝土技术在房建工程施工中的应用

马登瑞 张红卫

经济的快速发展在提升人们生活水平的同时对于促进我国房建企业的发展有着积极性作用，较高的生活水平决定了人们对房建工程的需求不断在增加，需求的增加对于各项施工技术的优化和施工材料的优化有着积极性的促进作用。高强高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）作为在我国发展过程中大力推广的新型建筑材料，实际的使用过程中在提升房建工程质量的同时对于优化房建结构的各个性能有着积极性促进作用。科学技术的发展推动各项施工设备和施工技术进步的同时对于解放生产力有着积极性促进作用，提升我国房建工程质量的同时促进了我国对于新型建筑材料的研发投入。新型建材的使用提升施工质量的同时对于提升房建工程的使用寿命有着积极性的促进作用，因为材料的优化导致在施工过程中房建工程的整体承载力和结构安全性能有着较大的提升，推动了我国建筑行业的良性发展。

一、高强高性能混凝土的特性分析

高强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，下面就高强高性能混凝土强度、耐久性、体积稳定性等方面进行分析。

1.强度高

建筑工程的施工过程中，混凝土作为常见且用量大的基础材料，强度是整体结构与基本技术性要求，房建工程的施工过程中针对不同结构会对混凝土的强度进行调整，通过实际的研究数据分析可知：房建工程的施工过程中如果强度从C40 上升到C80 时，混凝土的单价会上升50%以上，虽然造价会随着强度的上升增加，但是房建工程的结构荷载能力与C40 的强度相比较，也会增加1 倍。除此之外，在施工过程中因为断面面积降低、结构自重减轻等特点也是其在建筑施工过程中被广泛使用的原因之一，高强高性能混凝土就是在普通混凝土的基础上进行优化，为房建工程提供质量保障。

2.耐久性高

传统的中国建筑施工过程中常用的建材是土砖石，高强高性能混凝土与传统的单一建材相比较有着更强的耐久性，养护得当在后期的施工过程中可以达到几十年到上百年，是普通混凝土耐久性的5 倍左右。对于混凝土这种基础建材的耐久性检验一般有人为和自然两个方面，自然因素是指混凝土建筑在后期的使用过程中随着时间的推移而产生性能破坏，常见的自然情况是指墙皮剥落、墙皮谈话、产生裂缝等，这样的现象会降低建筑的安全度。所谓认为劣化是指在日常使用过程中因为保养不当或者各种人为活动引发产生的损坏。房建工程的施工过程中建材的耐久性不仅与建筑质量有着直接联系，而且对后期房建工程的使用寿命有着直接影响。

3.体积稳定性高

混凝土的体积稳定性就是对混凝土结构的受力性能和结构安全性有着直接影响的重要因素，为了降低劣质混凝土带来的负面影响，在投入建筑施工之前一般会通过质检来为混凝土的质量提供保障，对于混凝土体积稳定性的检验方式主要有以下三种：第一种是收缩变形，所谓收缩变形就是混凝土在凝结过程中发生一定的体积变形；第二种是荷载变形，所谓荷载变形就是混凝土在荷载状况下产生的变形，常见的有弹性变形和混凝土徐变；第三种是温度变形，所谓温度变形是指在温度作用下混凝土发生的变形。高强高性能的混凝土与普通混凝土相比较，在配比的过程中会减少水和水泥的用量，采用弹性较高的集料来进行替代，提升混凝土的强度和密实性，从而提升混凝土的级配。

二、高强高性能混凝土技术在房屋建筑施工中的应用

1.高强高性能混凝土的制作

高强高性能混凝土在实际的使用过程中存在着渗透系数低特点，因此在房建工程的使用过程中其具有较好的抗渗性。配比过中常见的配比方式是采用双掺硅灰和高效减水剂的方式，这样配比方式配比的混凝土强度较高，抗渗性能较为优异。高强高性能混凝土在实际的制作过程中常见的原材料有硅粉、磨细矿渣、优质粉煤灰、沸石粉、外加剂、沙子、碎石料和偏高岭土，与普通的混凝土相比用料更加讲究。为了增加高强高性能混凝土的质量，在实际的使用过程中会根据后期的使用需求按比例增加外加剂（如图1 所示）。高效减水剂是高强高性能混凝土在配比过程中常用的外加剂，减水率大于20%，使用过程中在保障质量的前提下最大限度地降低水灰比例，对于改善混凝土在实际使用过程中的和易性有着积极性作用。

图1 高强高性能混凝有的外加剂指标

2.高强高性能混凝土的浇筑

混凝土的浇筑技术对房建工程的质量和后期使用寿命有着直接影响，因此在浇筑过程中应该遵守以下注意事项：

（1）混凝土应在初凝前浇筑，如已有初凝现象，则应进行一次强力搅拌，使其恢复流动性后，方可入模;如有离析现象，亦须重新拌和后才能浇筑。（2）混凝土的自由下落高度。浇筑混凝土时，混凝土自高处倾落的自由高度不应超过2m，在竖向结构中限制自由倾落高度不宜超过3m，否则应沿串筒、斜槽、溜管或振动溜管下料，以防止混凝土因自由下落高度过大而产生离析。（3）在浇筑竖向结构混凝土前，应先在浇筑处底部填入50-lOOmm 厚与混凝土内砂浆成分相同的水泥浆或水泥砂浆。（4）混凝土的分层浇筑。混凝土浇筑应分层进行以使混凝土能够振捣密实，在下层混凝土凝固之前，上层混凝土应浇筑振捣完毕。混凝土浇筑层的厚度应符合规定。（5） 混凝土浇筑工作应尽可能连续作业，如上、下层混凝土浇筑必须间歇，其间歇的最长时间(包括运输、浇筑和间歇的全部延续时间)不得超过规定。（6）施工缝的留设与处理。如因技术上的原因或设备、人力的限制，混凝土不能连续浇筑，中间的间歇时间超过允许时间，则应事先确定在适当位置留置施工缝。由于该处新旧混凝土结合力较差，是构件中的薄弱环节，故施工缝宜留在结构受力（剪力）较小且便于施工的部位。柱应留水平缝，梁、板应留垂直缝。

3.高强高性能混凝土的养护

高强高性能混凝土虽然在使用过程中的使用效果优于普通混凝土，但是在浇筑完毕后必须根据施工需求立即进行覆盖养护工作，保持混凝土表面的湿润，养护时间一般为7 日左右，在养护过程中可以根据实际表现适当的延长养护时间。施工后如果不及时进行养护，混凝土会产生开裂现象不仅对房建工程的质量造成负面影响，而且为后期的房屋使用埋下了较大的安全隐患。

三、高强高性能混凝土产生裂缝的原因和预防

1.高强高性能混凝土产生裂缝的原因

（1）混凝土自身的收缩和干燥收缩

混凝土的自收缩一般从混凝土的凝结开始，也就是混凝土浇筑完毕的时间，混凝土自缩的主要原因是因为其主要材料水泥的水化造成的，混凝土配比过程中使用的水泥越多，后期施工过程中自我收缩的现象越明显。内缩就是混凝土在施工后内部应力所导致的收缩，当混凝土的内部应力大于表面应力时，混凝土表面就会产生明显的裂缝现象。

（2）混凝土的塑性收缩

塑性收缩就是混凝土在浇灌后和凝结前产生的收缩，塑性收缩主要是混凝土浇筑密实后，由于混凝土原材料存在的密度、质量、形状等差异，沉降和泌水同时进行，对于大水灰比或明显泌水的混凝土，上表面的水分蒸发后，混凝土的体积比发生沉降和泌水前的体积有所减少。

（3）混凝土的温度收缩

混凝土浇筑后，由于水泥水化反应会放出热量，在混凝土的凝结硬化过程，混凝土的温度会升高。然后，随着水泥水化反应速率降低至水化反应结束，由于热量不断散失，混凝土进入降温过程，温度降低伴随的体积缩小（即‘热胀冷缩’的冷缩过程），称作温度收缩或温降收缩。

2.预防高强高性能混凝土产生裂缝的措施

（1）严格选择材料

高强高性能在实际的配比过程中涉及到较多的配比材料，因此在配比过程中要提升对材料质量的重视，加强对硅粉、磨细矿渣、优质粉煤灰、沸石粉、外加剂、沙子、碎石料和偏高岭土等常用材料的质量控制。

（2）严格按照流程施工

未来随着经济和科学技术的发展，混凝土等基础施工材料会随着市场需求的提升不断发展，对于增加建筑材料的选择项目有着积极性作用。因此现阶段在进行各种基础建材的使用过程中不仅要根据使用需求进行合理选择，而且要进行数据收集，为后期的优化提供基础保障。

四、结语

高强高性能混凝土的前身是混凝土，其在建筑工程施工过程中的广泛应用不仅标志着我国建筑工程的行业进步，而且对于建材行业的健康可持续发展有着积极性作用。水泥作为常见且使用量广泛的建材，在材料优化的过程中对于水泥材料的结构组成和性能关系探究一直是材料学的研究热点。