徐偉蓮，孫新林

浙江 湖州 313000

0 引言

由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，其被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，被各國學(xué)者所接受，它在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代化混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、集料外，必須摻加足夠數(shù)量的活性細(xì)摻料和高性能外加劑的一種新型高技術(shù)混凝土。因此，研究和開發(fā)高性能混凝土具有重要的意義。

1 高性能混凝土的特性

高性能混凝土又被人們稱為3高混凝土，即高耐久性、高工作性、高力學(xué)性能：

1）高耐久性：高性能混凝土具有優(yōu)異的抗摻和抗介質(zhì)侵蝕能力。且具有高彈模、低收縮、低涂變和低溫度應(yīng)變，硬化過程中體積穩(wěn)定的特性，細(xì)觀結(jié)構(gòu)致密，不易產(chǎn)生宏觀及微觀裂縫，抗摻性能優(yōu)良?；炷撂蓟?、氯離子侵蝕、鋼筋銹蝕、堿－骨料反應(yīng)、凍融破壞等幾方面是對混凝土的耐久性的主要破壞。

2）高工作性：混凝土工作性的主要有良好的填充和抗離析能力的同時，還兼有反映混凝土拌合物在重力作用下的流動和變形能力。高性能混凝土流動度高，可泵性好，自密實和免振搗等能力均優(yōu)異。

3）高力學(xué)性能：由于高校減水劑和礦物超細(xì)粉的使用，從而減少水的用量，水灰比大大降低，改善水泥顆粒之間的空隙和界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的力學(xué)性能?；炷恋膹?qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度等。

4）經(jīng)濟(jì)和理性：從總體效益來講，高性能混凝土其優(yōu)異的性能使其具有了良好的經(jīng)濟(jì)型。因為高性能混凝土有其較高的強(qiáng)度、良好的耐久性和工藝性，同時運用大量的工業(yè)廢渣，副產(chǎn)品等，節(jié)約能源并且保護(hù)了環(huán)境。

2 高性能混凝土研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

高性能混凝土的誕生與發(fā)展是工程發(fā)展的需要。近十多年來，很多國家都對高性能混凝土進(jìn)行了大量的研究開發(fā)工作。我國雖然起步較晚，但近年來高性能混凝土發(fā)展迅速，在國內(nèi)外的高層建筑、大跨橋梁、海上建筑、公路等建設(shè)中的應(yīng)用越來越多。如上海東方明珠電視塔，北京西客站，首都機(jī)場新航站，大跨橋梁上海大橋，京津塘高度公路等。

各國學(xué)者對于高性能混凝土進(jìn)行了大量的研究，內(nèi)容涉及高性能混凝土的作用機(jī)理、原材料、強(qiáng)度與水膠比的關(guān)系、配合比設(shè)計以及應(yīng)用推廣等的方方面面。我國工程院院士吳中偉教授，并指出：綠色高性能混凝土是混凝土的發(fā)展方向，更是混凝土的未來。綠色高性能混凝土應(yīng)最大限度的對資源和能源的消耗，最大限度的對資源進(jìn)行綜合利用，最有效地保護(hù)環(huán)境，保護(hù)資源，并且可再回收循環(huán)利用。綠色高性能混凝土終將取代傳統(tǒng)的資源、能源消耗巨大硅酸鹽混凝土，成為未來建材的發(fā)展方向。

免振自密實混凝土是近十年來由日本首先研究開發(fā)并付諸工程應(yīng)用的一項近代混凝土技術(shù)。其中較典型的工程應(yīng)用是跨度為1990m的明石海峽大橋（懸索橋）因采用自密實混凝土施工，縮短工期20%。由于免振自密實混凝土在工程上應(yīng)用可以取得提高混凝土質(zhì)量、改善混凝土施工操作環(huán)境、提高勞動生產(chǎn)率、加快施工進(jìn)度等技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，以其優(yōu)異的性能，引起了土木工程界廣泛的關(guān)注。

3 結(jié)論

隨著社會的發(fā)展，國內(nèi)外應(yīng)用高性能混凝土建造的工程將越來越多?？梢灶A(yù)期，高性能混凝土在工程上的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒀杆贁U(kuò)大，并取得更大、更多的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，必定會成為21世紀(jì)的混凝土的發(fā)展方向。在高性能混凝土今后的發(fā)展過程中，仍然還有許多材料與工程方面的難題需要解決與探討。這些問題的解決對今后混凝土的發(fā)展起到有力的推動作用。高性能混凝土的研究與開發(fā)利用，對傳統(tǒng)混凝土的技術(shù)技能有了重大的突破，對節(jié)能、工程質(zhì)量、環(huán)境與勞動保護(hù)等方面都具有重大的意義。就水泥基材料科學(xué)技術(shù)而言，下列幾方面亟待研究：

1）礦物細(xì)摻料符合疊加效應(yīng)的研究與應(yīng)用

為了充分掌握高性能混凝土性能，方便施工，應(yīng)研究細(xì)摻料的科學(xué)分類和品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并對細(xì)摻料的活性機(jī)理進(jìn)行研究，在復(fù)合化原理的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代研究手段與方法，各種科學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)研究。高性能混凝土是一種多組分復(fù)合材料，礦物細(xì)摻料不僅有利于水化作用和強(qiáng)度、密實度和工作性，而且減少孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)。兩種或兩種以上礦物細(xì)摻料同時加入，以進(jìn)一步改善混凝土特性，各組分的疊加效應(yīng)表現(xiàn)得十分明顯。

2）水泥基材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系

材料組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系式近代材料學(xué)科的一個核心問題。為使高性能混凝土的各種性能得以進(jìn)一步提高，必須對材料組分的微粒尺寸、級配、孔結(jié)構(gòu)、集料界面區(qū)結(jié)構(gòu)，以及組分間的相互作用、物理力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)的差別進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

3）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程等的制定與完備

高性能混凝土與普通混凝土在材料、配合比及生產(chǎn)施工工藝各方面，盡管大范圍是相同的，但具體上仍然有很重要的差別。現(xiàn)行用于普通混凝土的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、規(guī)程有不適于高性能混凝土之處。因此，現(xiàn)階段需要積極積累經(jīng)驗，制定出適于高性能混凝土的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，并使之不斷完善。

[1]黃士元.高性能混凝土發(fā)展的回顧與思考.混凝土，2003，97：3-9.

[2]黃士元，蔣家奮，楊南如，等.近代混凝土技術(shù)陜西科技出版社，1998.

[3]馮乃謙.高性能混凝土.建筑工業(yè)出版社，1996.

[4]吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土.中國鐵道出版社，1999.

[5]吳中偉.綠色高性能混凝土.混凝土的發(fā)展方向.混凝土與水泥制品，1998.