宋軍峰 周云飛

（許昌水利建筑工程有限公司，河南 許昌 461000）

就我國目前應(yīng)用的情況而言，通常認(rèn)為高強(qiáng)混凝土是C50以上的混凝土；而對高性能混凝土則很難下一確切的定義，它的“高性能”可以因工程的類型、環(huán)境，甚至因采用的施工工藝而體現(xiàn)在不同的方面。在鋼筋密集的地下工程施工中，坍落度很大而又不離析的自密實(shí)混凝土，已越來越博得施工單位的青睞；然而對于用滑模攤鋪工藝鋪筑的混凝土路面來說，大坍落度的拌合物只會(huì)使剛鋪好的路面面目全非。對于在嚴(yán)酷環(huán)境里建造的結(jié)構(gòu)物而言，混凝土耐久性優(yōu)異與否是首先要考慮的因素。因此，根據(jù)混凝土施工過程中混凝土配置問題的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，進(jìn)行澆注模式與養(yǎng)護(hù)方式的改進(jìn)和管理。

1 高強(qiáng)度、高性能的混凝土配制的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 水泥標(biāo)號(hào)的“標(biāo)志”作用淡化

配制HSC和HPC時(shí)，首先要選擇品質(zhì)好的高效減水劑和與其相容性良好的水泥。所謂高效減水劑的品質(zhì)以及與水泥相容性的良好，宏觀上表現(xiàn)為減水率較大，可以配制出低水膠比且工作度損失較小的混凝土拌合物。但是另一方面，與普通混凝土28d強(qiáng)度成線性關(guān)系的水泥標(biāo)號(hào)(即水泥實(shí)際活性)的影響卻明顯減小。換句話說：用425號(hào)、525號(hào)、625號(hào)、725號(hào)不同標(biāo)號(hào)的水泥配制水灰比均為0.30左右的混凝土，其28d強(qiáng)度可能顯示不出多大的差別。有人認(rèn)為這是由于骨料的強(qiáng)度不夠高，限制了HSC強(qiáng)度發(fā)展的結(jié)果。實(shí)際上，這一事實(shí)說明Abrams定則，即混凝土強(qiáng)度和水灰比之間存在的關(guān)系也適用于HSC。因?yàn)樗冶染嗖畈欢?，所?8d強(qiáng)度顯示不出差別 (但早期強(qiáng)度仍可能存在明顯差別)。認(rèn)為水泥標(biāo)號(hào)越高，配制的混凝土強(qiáng)度等級就應(yīng)越高的概念，來自傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法。我國的水泥標(biāo)號(hào)是在0.44水灰比條件下測定的(28d膠砂強(qiáng)度)，這對長期以來使用水灰比大、強(qiáng)度不高的低強(qiáng)度等級混凝土適用。但是隨著低水灰比(水膠比)、高強(qiáng)度混凝土的應(yīng)用，上述矛盾就開始出現(xiàn)了：由高標(biāo)號(hào)水泥配制的混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展雖快，而28d強(qiáng)度就看不出效果了，甚至還會(huì)出現(xiàn)高標(biāo)號(hào)水泥(水泥粉磨細(xì)度大)，由于攪拌時(shí)的需水量較大，反而配制不出較高強(qiáng)度等級的混凝土。因此，應(yīng)加強(qiáng)水泥的標(biāo)號(hào)的標(biāo)志作用。

1.2 礦物摻合料的作用顯著改善

通常在普通混凝土中摻加粉煤灰或磨細(xì)礦渣時(shí)，會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度發(fā)展，且影響程度隨摻量的增加而加大。所以，在結(jié)構(gòu)工程混凝土中通常把摻量限制在20%～25%以下。但是在HSC和HPC中，由于水膠比很低，情況發(fā)生了明顯的變化。摻磨細(xì)礦渣(細(xì)度比水泥稍大)時(shí)尤其明顯。試驗(yàn)表明，當(dāng)水膠比為0.30，磨細(xì)礦渣摻量達(dá)到 1：1(與水泥用量比)時(shí)，其28d強(qiáng)度比純水泥混凝土還高。摻粉煤灰時(shí)，水膠比同樣為0.30時(shí)，28d強(qiáng)度雖比純水泥混凝土稍低，但56d或90d強(qiáng)度即達(dá)到或超過純水泥混凝土，后期更甚。礦物摻合料在低水膠比混凝土中的作用顯著，主要可歸于此時(shí)水泥的水化條件優(yōu)于純水泥混凝土。在純水泥混凝土中，水泥因水分不足而難以充分水化，留下未水化的顆粒內(nèi)芯，加上這種水泥用量大的混凝土放熱量大，溫升高，影響了強(qiáng)度的發(fā)展；而在有礦物摻合料的混凝土里，礦物摻合料(尤其是粉煤灰)的水化要比水泥緩慢，使水泥初期水化比較充分，而后期礦物摻合料的水化不僅消耗了薄弱的氫氧化鈣結(jié)晶，而且生成物填充了較少的空隙(因水膠比低，混凝土中的自由水明顯減少)，使混凝土更加密實(shí)，強(qiáng)度得到提高。

2 拌合物的高粘聚性及其澆筑

從流變學(xué)的角度出發(fā)評價(jià)這類混凝土拌合物的特性，就是它們的極限屈服值(表現(xiàn)為攪拌機(jī)葉片開始轉(zhuǎn)動(dòng)，相對拌合物進(jìn)行剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)需要克服的彎矩)明顯減小，但是塑性粘度(表現(xiàn)為攪拌機(jī)葉片轉(zhuǎn)速提高時(shí)，相對拌合物進(jìn)行剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)需要克服的彎矩)則隨水膠比的降低而迅速增大。為使拌合物攪拌均勻，上述特性對攪拌機(jī)提出了更高的要求。換句話說，以往大量使用的自落式攪拌機(jī)(建設(shè)部早已下令停止生產(chǎn)，但一些施工單位為節(jié)省設(shè)備投資，仍然購置這類過時(shí)的設(shè)備)和翻轉(zhuǎn)攪拌機(jī)都無法將其拌合均勻 (甚至立軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)在水膠比很低時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)推著物料旋轉(zhuǎn)，而不能起均勻混合作用的現(xiàn)象)，除非以增大水灰比、降低拌合物的質(zhì)量為代價(jià)。所以推薦使用臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)和逆流式或行星式的新型攪拌機(jī)來拌合HSC和HPC。在攪拌相同原材料與配合比的混凝土拌合物時(shí)，采用性能優(yōu)良的攪拌機(jī)，雖然設(shè)備投資增加，但通過縮短攪拌時(shí)間，提高產(chǎn)出率和降低水泥與外加劑用量可以得到很好的補(bǔ)償。

由于這類混凝土拌合物的特性，在運(yùn)輸、澆筑和振搗工序中也要考慮采取相應(yīng)措施。不宜用翻斗車，宜用罐車運(yùn)輸；不宜用手推車運(yùn)送，宜用泵送澆筑(如用吊斗運(yùn)送，需在下料口加裝附著式振搗器，以利出料)；澆筑薄板混凝土?xí)r，宜采用小間距、淺插頻換振點(diǎn)的辦法；澆筑梁、柱或墻壁混凝土需要深插時(shí)，則應(yīng)上下振動(dòng)，垂直且緩慢拔棒，以免留下孔洞，振點(diǎn)同樣需要加密，克服振動(dòng)衰減明顯的缺點(diǎn)。采用自密實(shí)混凝土拌合物澆筑，可以徹底改變上述振搗操作中出現(xiàn)的新問題，但是對拌合物的原材料和配制要求更高了。

3 混凝土收縮和徐變性能的變化與養(yǎng)護(hù)

與普通混凝土相比，：HSC與HPC的收縮和徐變性能有很大的變化。由于水膠比低，拌合物澆筑后的泌水現(xiàn)象大大減少。混凝土表面向外蒸發(fā)失去的水分得不到足夠補(bǔ)充，因而塑性收縮加劇，又因此時(shí)混凝土尚未具備強(qiáng)度，就很容易出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

由于泌水減少的緣故，硬化后的混凝土滲透性低，從而干燥收縮(硬化混凝土體內(nèi)水分向外蒸發(fā)引起)明顯減小；同樣由于水膠比低，混凝土體內(nèi)的水分不足以充滿水泥等膠凝材料水化產(chǎn)物間的凝膠孔，因而混凝土的自干燥收縮隨水膠比的降低而增大，但干燥收縮與自干燥收縮之和通常與普通混凝土相差不多。一些人測定的這類混凝土試件的收縮值(包括上述兩種收縮值之和)比普通混凝土小，是因?yàn)樽愿稍锸湛s在混凝土開始硬化時(shí)就已經(jīng)產(chǎn)生；而當(dāng)試件成型后覆蓋良好時(shí)，干燥收縮要待拆模后放置在相對濕度較低(通常是60%)的地方失水時(shí)才開始的。

由于HSC與HPC的膠凝材料量較多，水泥水化放熱產(chǎn)生的溫升就較高，溫峰降溫時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯的溫度收縮和相應(yīng)的溫度應(yīng)力。但是，在低水膠比條件下，水泥的水化可能受水分不足的制約，因此當(dāng)水膠比約為0.4時(shí)，溫峰值可能達(dá)到最大值；而水膠比很低時(shí)，大量水泥顆粒內(nèi)芯不能水化，溫度收縮明顯減小了由于低水膠比和低滲透性，HSC與HPC的徐變通常會(huì)明顯減小。

由于收縮與徐變性能的變化，施工時(shí)必須十分注意加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，尤其是早期的濕養(yǎng)護(hù)。對于暴露面積大的平板，還比較易于實(shí)施；而對于梁、柱和壁板，則需要提前拆模養(yǎng)護(hù)(宜依據(jù)混凝土養(yǎng)護(hù)期的度時(shí)積，即成熟度與強(qiáng)度的試驗(yàn)關(guān)系，來確定適宜的拆模時(shí)間)；前期養(yǎng)護(hù)以噴霧代替灑水為宜，以避免混凝土內(nèi)外產(chǎn)生過大溫差造成的副作用。熱天連續(xù)噴霧會(huì)帶來操作困難，但在需要防止開裂以保證結(jié)構(gòu)物耐久性的情況下，這樣做還是十分必要的。噴涂效果良好的養(yǎng)護(hù)劑是比較簡單易行的方法，但需在濕養(yǎng)護(hù)一定時(shí)間后方可進(jìn)行。

[1]覃維祖.混凝土組分的復(fù)合與相容性[J].施工技術(shù)，1998,(5).

[2]崔慶紅,高性能混凝土配制及應(yīng)用[J].交通世界(建養(yǎng).機(jī)械)，2011(08).