于錚
摘 要:我國的建筑行業(yè)仍然呈現(xiàn)著不但向上發(fā)展的趨勢,而混凝土作為建筑工程中重要的材料之一,其的強度與性能會直接影響建筑物的質(zhì)量。而且我國的建筑物與各大項目工程對于混凝土的要求越來越高,所以高強度與高性能的混凝土已經(jīng)得到了逐步使用。為了確保這高性能混凝土能夠在以后的得到更加普遍的使用,文章闡述了高性能混凝土的定義及發(fā)展趨勢,并分析其在建筑工程施工中的應用。
關(guān)鍵詞:高性能混凝土;建筑工程;施工;應用
近些年,建筑工程行業(yè)主要的發(fā)展趨勢體現(xiàn)為高層建筑、超高層建筑以及大跨度工程,針對這些特質(zhì)建筑物的施工要求,高性能混凝土就應時而生。高性能混凝土同時在國外也得到了顯著的發(fā)展,盡管不同國家對于這種強度高、持久強等具有明顯優(yōu)勢的混凝土叫法不同,但是它的優(yōu)勢已經(jīng)在建筑物應用中得到了體現(xiàn)。
一、高性能混凝土的定義
高性能混凝土(High Performance Concrete,簡稱HPC),在不同國家,甚至是同一國家的不同應用部門,對高性能混凝土的定義都有差別。美國和加拿大的學者認為高性能混凝土應該是高耐久性的,而不僅僅是高強度;除了強度之外,高耐久性還應包括高的體積穩(wěn)定性、低滲透性和高工作性。日本學者更重視混凝土的工作性,認為高流態(tài)、免振自密實混凝土就是高性能混凝土。英國和北美學者則更重視混凝土的強度。綜合分析各種觀點,我國學者提出:“高性能混凝土是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù),選用優(yōu)質(zhì)原材料,除水泥、水、集料外,必須摻加足夠數(shù)量的活性細摻料和高效外加劑的一種新型高技術(shù)混凝土?!备咝阅芑炷翍哂袔追N性能:耐久性、工作性及各種力學性能。同時有學者結(jié)合實際中的工程施工應用,提出普通混凝土也可能高性能化,因而高性能混凝土并不一定強調(diào)高強,還包括普通混凝土的高性能化。
二、高性能混凝土的發(fā)展趨勢
隨著社會的不斷發(fā)展,節(jié)能、環(huán)保等關(guān)系人類生存和發(fā)展的重大課題,已逐漸被業(yè)界內(nèi)行家所重視,因此,高性能混凝土也被稱為“綠色混凝土”。綠色高性能混凝土是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,綠色混凝土是大量采用工業(yè)廢渣細摻料、水泥用量降低30%~50%的低水泥用量生態(tài)混凝土,新型高性能減水劑使超細礦物摻和料用量大大增加,實現(xiàn)了大摻量粉煤灰、大摻量礦渣等免振搗的自密實綠色高性能混凝土。與普通混凝土相比,水灰比極低的高強、超高強高性能混凝土強度更高,結(jié)構(gòu)尺寸更小,穩(wěn)定性更好,結(jié)構(gòu)的維修和重建費用更省,在惡劣條件下使用壽命更長,即顯示出其耐久性良好的特點。隨著建筑結(jié)構(gòu)向大跨度,超高層發(fā)展,為縮小結(jié)構(gòu)斷面,減輕結(jié)構(gòu)自重,發(fā)展輕質(zhì)、高強、節(jié)能的輕集料混凝土是一個大趨勢。鋼筋混凝土、聚合物改性砂漿和混凝土、聚合物纖維增強混凝土,都顯著改善了混凝土材料的性能,在實際工程中的應用領(lǐng)域正在不斷擴大。
三、高性能混凝土在施工中的應用
隨著現(xiàn)代(預拌)混凝土技術(shù)發(fā)展,混凝土各種化學外加劑包括泵送劑、防水劑、防凍劑等性能要求均發(fā)生了變化,每次標準修訂均反映了技術(shù)水平的提高,但國內(nèi)大多使用萘系復合型的減水劑,混凝土坍落度損失的問題沒有得到根本解決,各地的技術(shù)水平差異和原材料變化較大,往往達不到技術(shù)要求。中低強度等級的高性能混凝土,包括免振搗自密實混凝土,在實際工程應用中出現(xiàn)問題較多,C50以上的高強及C80以上超高強高性能混凝土尚未完全普及推廣使用,但在國外,免振搗自密實混凝土和高強高性能混凝土在工程中應用已較為普遍。
通常聚羧酸系減水劑較萘系減水劑的減水率高,與水泥的相容性更好,用聚羧酸系減水劑配制高性能混凝土,水膠比可以降至很低,混凝土的流動性很大。由于減水劑與不同水泥存在相容性問題,混凝土容易出現(xiàn)流動性損失問題;另外,高性能混凝土在硬化過程中容易出現(xiàn)裂縫,致使混凝土耐久性降低。通過高性能減水劑與大摻量活性細摻料兩者的復合作用使混凝土的性能得到改善和提高,大大減小了水泥用量和水膠比,提高了工程質(zhì)量,降低了工程造價。我國現(xiàn)行的混凝土配合比設(shè)計、施工質(zhì)量標準,包括原材料的檢驗標準,主要都是針對高水灰比的普通混凝土特點制定的,如《混凝土外加劑》GB80876-1997,不能準確檢驗出丙酸基高效減水劑的減水率,所測結(jié)果與施工配合比中反應出的減水率之間存在較大差異。
高性能混凝土配合比設(shè)計的有關(guān)參數(shù)和耐久性檢測方法與普通混凝土有所不同,其方法特點應主要突出新拌混凝土的流動性和硬化混凝土的耐久性檢測。在我國,高性能減水劑的質(zhì)量與國外產(chǎn)品有一定差距,隨著對化學外加劑的深入研究,差距將會縮小,免振搗自密實混凝土及高強超高強高性能混凝土也將得到進一步發(fā)展,因此,及時開展高性能混凝土的基礎(chǔ)研究非常必要。
四、結(jié)語
高性能混凝土的各項性能明顯優(yōu)于普通混凝土,所以在建筑工程行業(yè)中已經(jīng)得到了普遍使用和認可。高性能混凝土從配合比設(shè)計、配料、攪拌、運輸、施工、養(yǎng)護、檢測驗收各個環(huán)節(jié)都要按照相關(guān)的規(guī)范、規(guī)程和標準進行嚴格的檢查和監(jiān)控,建設(shè)行政主管部門和質(zhì)量監(jiān)督部門要嚴格控制混凝土生產(chǎn)管理和施工,并在本行業(yè)推行ISO9000系列質(zhì)量管理體系。從政策上、工藝上和管理上確保高性能混凝土的質(zhì)量,推動高性能混凝土的應用。高性能混凝土可以提高建筑物的強度、延長使用時間、減少施工成本、降低施工難度等。而且不論工程項目為什么類型,都可采用高強高性能混凝土,所以其值得建筑工程行業(yè)不斷研究,從而促進我國建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展且取得良好的經(jīng)濟與社會效益。
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