王福軍　王冬兵

[摘要]粉煤灰、礦渣粉的雙摻可提高混凝土工作性能，提高混凝土抗?jié)B性能，降低水化熱和提高混凝土強(qiáng)度，使高性能混凝土在工程中發(fā)揮更用效的作用。

[關(guān)鍵詞]高性能混凝土；粉煤灰；礦渣粉

據(jù)統(tǒng)計(jì)：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從建成到拆除重建的周期平均為40-50年。設(shè)計(jì)年限遠(yuǎn)大于40-50年，但普通水泥混凝土結(jié)構(gòu)物容易表面開裂，受到Q類腐Q，F(xiàn)融剝Q等危害所以無法實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的使用壽命，公元128年Hadrin大帝時期建造的一座建筑物如古羅馬萬神J、古羅馬r形劇場、古羅馬加爾輸水道歷時100多年的波特蘭水泥混凝土建筑物等沿用至今，研究表明存在一種高耐久性的混凝土，這就是高性能混凝土。

1.高性能混凝土基本概念

1.1什么是高性能混凝土：高性能混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對下列性能重點(diǎn)予以保證：耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。為此，高性能混凝土在配置上的特點(diǎn)是采用低水？比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須G加足夠數(shù)量的礦物細(xì)G料和高效外加+。耐久性混凝土屬于高性能混凝土的范疇，國家對高性能混凝土沒有定義。一般認(rèn)為，高性能混凝土是高工作性、高耐久性。

1.2什么結(jié)構(gòu)物是高性能混凝土：根據(jù)《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定》，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限級別。

2.為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久

水泥質(zhì)量一過細(xì)、水化過快（c3A）；水泥用量一過多；水v比一過大；混凝土早期強(qiáng)度—過高；外加+-過亂；施工質(zhì)量一較差。

3.如何實(shí)現(xiàn)混凝土的高性能化

增加混凝土的密實(shí)性；增加鋼H的保護(hù)層厚度；防止混凝土開裂；改善粗骨料與水泥[體間的薄弱界面和微結(jié)構(gòu)；阻擋和延緩各種有害物質(zhì)侵入混凝土內(nèi)部。

4.與普通混凝土相比。高性能混凝土具有如下獨(dú)特的性能

高性能混凝土具有一定的強(qiáng)度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強(qiáng)度，中、低強(qiáng)度亦可；高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土，和物應(yīng)具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；：送混凝土、自密實(shí)混凝土還具有良好的可：性、自密實(shí)性能；高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護(hù)工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是混凝土的強(qiáng)度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50-100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的；高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

5.粉煤灰、礦渣粉的雙摻在高性能混凝土中的作用

5.1混凝土工作性能提高混凝土，合物的和易性，流動性提高，q落度保掙l生較好?；炷链帧⒓?xì)骨料形成混凝土的骨架，其間有大量的空u，這部分空u在不使用G和料時由水泥顆h來填充，盡管水泥顆h很小，但仍有空u。在G入礦：粉和粉9 V后，由于它們的h徑與水泥顆hh徑形成h徑z度，顆h之間相互填充，因此可以進(jìn)一步減少細(xì)集料顆h問的空u，使其更加密實(shí)，并且可以使得水泥顆h間的水分得以釋放，形成自由水，提高混凝土的流動性，這是礦：粉和粉9 V的微集料效應(yīng)。

另外粉9 V的形態(tài)效應(yīng)也使得混凝土的流動性很好，粉9 V的礦物組成是海l OP體和鋁{OP體微珠，這些球形OP體表面光滑，顆h尺寸小，質(zhì)地致密，在新，合物中起到一定的潤滑作用；礦：粉與水泥顆h之間及礦：粉與礦：粉之間接觸點(diǎn)面積小，且礦：粉的斥水作用使得對減水+吸附作用也較弱，因此礦：粉及粉9 V的雙G可提高混凝土的流動性，和易性，減少q落度損失。

5.2混凝土抗?jié)B性能的提高加入礦：粉和粉9 V后，其微集料效應(yīng)和火山V效應(yīng)使得混凝土的結(jié)構(gòu)更為致密，降低了一u率。由于礦：粉的細(xì)度高于粉9 V，復(fù)合G加后使得材料顆h間相互填充-U，使各組成材料緊密堆積，進(jìn)一步降低-U率，從而增加混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度，改善混凝土的抗?jié)B性能。

5.3降低水化熱和提高混凝土強(qiáng)度G入礦：粉的混凝土的水化反應(yīng)依賴于水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生的f性物質(zhì)的激發(fā)，生成凝？體的速度遠(yuǎn)低于純水泥混凝土，礦：粉在水泥顆h間起到分散+的作用。而且粉9 V在水泥水化初期不參與水化反應(yīng)，而是與水泥水化產(chǎn)物Ca（OH）2進(jìn)行二次水化，滯后于水泥水化的過程，延緩了由于水化而產(chǎn)生的溫升。同時由于礦：粉及粉9 V的G加替代了大量的水泥，進(jìn)一步降低了水化熱。在混凝土中加入礦：粉和粉9V后，在混凝土內(nèi)部的f性環(huán)境中，礦：粉和粉9 V吸收水泥水化時形成的Ca（OH）2，進(jìn)一步水化形成C-S-H凝？，使界面區(qū)的ca（0H）2 b h變小，改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，使水泥[體的空u率明顯下降，強(qiáng)化了集料界面的y結(jié)力，使得混凝土的物理力學(xué)性能大大提高。另外礦：粉和粉9 V的微集料效應(yīng)，使混凝土形成了微觀的自緊密結(jié)構(gòu)，提高了混凝土的強(qiáng)度。

6.耐久性的試驗(yàn)結(jié)果

6.1水？比和電通量：隨齡期增加，電通量逐漸降低，早期影響顯著，后期減小。同一齡期隨水？比降低，電通量降低，56d 1000-2000庫J（水？比0.3-0.5）56d小于1000庫J（水？比0.3-0.4）。

6.2含氣量和電通量：K中含氣量增加，電通量增加不大；當(dāng)電通量為1000庫J時，對應(yīng)的含氣量為4%左右。

6.3含泥量和電通量：含泥量增加，電通量增加；當(dāng)含泥量為4%時，電通量接近1000庫J，再大滿足不了要求。

7.工程實(shí)例

杭州灣大橋：海工混凝土粉9 V取代水泥20-40%，三L大2混凝土：粉9 V取代水泥10-40%，大小洋山深水港工程混凝土：礦：粉-粉9 V復(fù)合G量65%。

8.結(jié)束語

高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價(jià)。高性能混凝土能不能經(jīng)受上百年的風(fēng)雨，需要?dú)v史的見證及考驗(yàn)。endprint