摘要：高性能混凝土(?High?Performance?Concrete，HPC)，是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。它以高耐久性、高体积稳定性及良好的工作性作为主要设计指标,?针对不同用途要求,?保证混凝土的适用性、强度和经济性。本文通过对影响高性能混凝土耐久性能和工作性的各项指标的分析，得到了较为可靠地高性能混凝土配合比设计，为高性能混凝土的提出了自己的意见。
关键词：高性能混凝土，耐久性，配合比设计
1 绪论
1.1高性能混凝土相较普通混凝土的高性能
1、耐久性
高性能减水剂和活性矿物质掺合料的配合使用，能够有效的减少用水量，改善混凝土状态，减少混凝土内部的空隙，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。
2、工作性
和易性及坍落度是评价混凝土的主要工作指标，由于高性能混凝土水胶比低，用水量偏低且掺入活性矿物质掺合料，所以高性能混凝土粘性稍偏大，和易性好，在振捣过程中粗集料下沉速度慢，且在相同的振捣时间内下沉距离短，稳定性和匀质性良好。
3、力学性能
由于混凝土是一种非匀质固体，强度受诸多因素影响，其中水胶比是影响混凝土强度的最主要因素。相比于普通混凝土，随着水胶比的降低，混凝土的抗压强度逐步增大。高效减水剂对水泥分散能力强，减水率高，可大幅度降低用水量。在混凝土中掺入活性矿物质掺合料可填充水泥颗粒之间的空隙，提高混凝土密实性，从而提高混凝土强度。
4、体积稳定性
高性能混凝土在硬化过程中具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。
5、经济性
高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益。，高性能混凝土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。
2 高性能混凝土质量控制
2.1高性能混凝土原材料控制
（1）细集料
细集料宜选用质地坚硬、洁净、级配良好的中粗砂，其质量要求符合普通混凝土用砂石标准中的规定。砂的粗细程度对混凝土的和易性有明显的影响。配制C50以下混凝土宜选用细度模数2.3以上的Ⅱ区中砂，配制C50及以上混凝土宜选用细度模数2.6以上的Ⅱ区中粗砂。
（2）粗集料
高性能混凝土应选用强度高、粗集料、吸水率低、级配良好、表面粗糙、针片状含量低的碎石。一般粗集料的材料强度应不小于混凝土强度的1.15倍。最大粒径不大于26.5mm，另应采取连续级配，使其内部产生缺陷的几率减小且界面受力较均匀。粗集料的膨胀系数要尽可能小，这样可减小温度应力，从而提高混凝土的体积稳定性。
（3）掺合料
配制高性能混凝土时掺入活性矿物质掺合料可以使水泥浆流动性大为改善，空隙得到充分的填充，使硬化后的水泥石强度得到提高。另外加入活性掺合料改善了混凝土内部的界面结构，使混凝土的强度、抗渗性、耐久性、工作性得到显著提高。在高性能混凝土中常用的活性矿物质掺合料有粉煤灰（FA）、磨细矿渣粉（BFS）、硅粉（SF）、天然沸石粉（NZ）等。
粉煤灰是火电厂燃煤锅炉排除的烟道灰，它能提高混凝土的抗渗性，改善拌合物的工作性，对环境保护和节约资源有重要意义。配制高性能混凝土的粉煤灰宜选用含碳量低、细度小、烧矢量小、需水量低的优质粉煤灰。矿渣粉是高炉炼铁排除的熔融矿渣在高温状态下迅速水淬冷却而成的。用于高性能混凝土中的磨细矿渣粉比表面积大于水泥，能提高混凝土的工作性和耐久性。硅粉是电炉法生产硅铁合金所排放的烟道灰，二氧化硅含量大于90%，比表面积远大于水泥，可以填充到水泥或其他掺合料中的间隙中去，并具有很高的活性，在配制高强或超高强混凝土中得到的广泛的应用。
（4）减水剂
由于高性能混凝土一般具有较高的强度，且拌合物坍落度也较大（一般大于160mm）。在较低水胶比情况下一般要求使用高效减水剂即减水率≥20%，此外坍落度经时损失应控制在一定范围内。
2.2 配合比设计控制要点
（1）设计思路
高性能混凝土不仅要按混凝土强度等级计算方法要求计算水胶比，还应按耐久性要求，根据环境作用等级确定电通量指标，来控制胶凝材料最小用量及掺合料比例。
（2）胶凝材料比例分析
在配合比设计初为保证混凝土耐久性及工作性指标，宜使总胶凝材料控制在一个合理范围内。对于C30及以下混凝土，胶凝材料总量宜不大于400kg/m3，C35-C40宜不大于450kg/m3，C50及以上混凝土，胶凝材料总量宜不大于500kg/m3。
在国内外大量研究表明，高性能混凝土中活性矿物掺合料不宜小于胶凝材料总量的20%，当大于30%时，混凝土水胶比不得大于0.45。
（3）含气量要求
混凝土中适量的引气，不仅能改善混凝土的抗冻性，同时也可显著的减轻混凝土泌水性，提高混凝土拌合物的均匀性和稳定性。在实际生产过程中适当提高混凝土含气量以获得较好的减水和保塑效果。
2.3 配合比设计
在试验完成原材料检测选定后，在试验室进行了大量配合比试验，对粉煤灰，矿渣粉进行了不同的掺配试验。以C50预制T梁为例选用原材料如下：
在混凝土出机后其中水胶比为0.31的试拌中，混凝土和易性好，经时损失小。在7d，28d，56d抗压强度均符合设计指标，故经最终配合比确定如下：
水泥：砂：石：粉煤灰：矿渣粉：水：减水剂=
349：660：1172：61：61：147：5.7
2.4 混凝土拌合与控制
2.4.1 混凝土集中在搅拌站拌合，在拌制过程中，严控混凝土塌落度变化，控制混凝土水胶比，如发现不符合规定应立即查明原因并更改。
2.4.2 T梁梁体空间小，钢筋稠密，为保证混凝土在浇筑中不发生离析现象。应先用混凝土罐车水平运输至梁场，后采用龙门吊吊斗垂直运输。混凝土运输到现场后应先做拌合物塌落度试验，满足施工要求后方可施工。
2.4.3 混凝土的浇筑及振捣方法直接影响混凝土的密实度，主要从两方面控制，一是浇筑顺序，二是，振捣方法及顺序。
2.4.4 及时制作混凝土试块，验证其7d，28d，56d强度。
2.4.5 混凝土浇筑完成后及时收浆，覆盖保湿保温养生。养生时间不低于7d。
2.5 拆模后测温与养生
高性能混凝土拆模时间宜控制在混凝土内外温差小于20℃，否则在混凝土表面容易出现裂纹，通过在T梁内部预埋测温点，每隔半小时连续测量混凝土温度，绘制温度-时间曲线寻找最佳拆模时间点。为降低混凝土内外温差，防止表面裂纹必须认真细致做好混凝土养护工作，在混凝土浇筑结束后及时对外露面进行覆盖，先覆盖一层土工布保湿，再用篷布严密覆盖，安排专人负责养生，始终保持土工布处于湿润状态。
3 结语
通过对高性能混凝土原材料控制、配合比试验、生产过程控制及养生控制有针对性的做好现场混凝土质量管控，提高了混凝土观感质量及内在质量。
参考文献：
[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB 50204-2015）
[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
[3]《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ52-2011）
论文作者:盛传奇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/20
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