高性能混凝土特性及应用

高性能混凝土特性及应用

游馥源,刘涛 ,冉福林 ,王章源 ,赵青松

中国建筑第八工程局有限公司西南公司重庆分公司  400000

摘要：混凝土是工程建设中最为常见的人造材料，其在被广泛应用的同时，也加剧了环境污染，如主要原料水泥带来的污染与耗能问题、河砂开采带来的水土破坏及资源稀缺问题等，所以混凝土的生产及使用，对地球环境、资源消耗、人类生活空间状况等均有着显著的影响。在当下城市中，多数建筑物及路面均以混凝土为材料，这将不可避免地进一步加剧热岛现象。同时，质地脆、硬的混凝土对地表植物的种植有不良影响，不利于构建海绵城市，且其表面观感粗糙，整体触觉不佳，颜色较为灰暗，环境营造效果差。基于此，对高性能混凝土特性及应用进行研究，以供参考。

关键词：高性能混凝土；特性；应用

引言

近年来，我国建设事业快速发展，普通水泥混凝土作为工程施工最基本且最重要的材料，存在韧性、耐久性差等缺陷，且随着使用年限的增加，路面越容易出现裂缝等病害，因此作为基建材料的普通水泥，难以满足当今社会工程建设的要求。而高强高性能混凝土可以有效提高道路的强度、抗渗性能和密实性能，能够大幅增加道路的使用年限。

1高性能混凝土概述

高性能混凝土属于新型建筑材料，使用常规的材料和工艺生产而成，不仅具备常规混凝土结构的力学性能，而且还具有耐久性、强度高以及体积稳定性等特点。高性能混凝土的主要设计指标是耐久性，另外，在不同用途要求下，还可以进一步地提升高性能混凝土的工作性、适用性、经济性、体积稳定性以及强度。通常，高性能混凝土普遍采用了水胶比低的优质原材料，并同时应用了一定比例的高效能混凝土外加剂与混凝土掺和料。高性能混凝土的自密实性较好，用水量较少、水灰比较低，同时流动性较好、水化热也比较低。

2绿色高性能混凝土的特点

绿色高性能混凝土凭借自身优势，在建筑工程中得到了一定范围的应用，其区别于常规混凝土的特点，主要体现在以下几方面：（1）高强度。作为绿色高性能混凝土最为典型的特征，多数学者认为绿色高强度混凝土需具有高强的基本特征，其实际强度不应低于50~60MPa，实际项目中应用的混凝土强度超过C100。（2）高耐久性。绿色高性能混凝土自身应拥有良好的抗渗透性、抗腐蚀性，混凝土结构需具备较强的致密性，使其呈现为低温度应变、低徐变特征，且实际硬化过程中整体体积不会发生较大的变化，水化热较低，温度升高波动较小，外观结构密实度优良，即便处于恶劣环境下其实际使用寿命也较长，不易产生宏观、微观裂缝，始终保证抗渗性满足相关要求。（3）高工作性。其实际运输过程中，具有较高的流动度，无需进行振捣，绿色高性能混凝土拌合物除高流动性之外，还需具有良好的填充和离析能力。（4）经济合理性。因高性能混凝土中含有大量的工业废弃渣料，在节省大量能源的基础上，实现环境保护目标。其单价成本高于普通混凝土，但因减少人工、机械费用等，其整体的建设成本还是低于普通混凝土，利用绿色高性能混凝土建设工程，可大幅度减轻建筑结构自身重量，减少材料实际用量及运输量，实现经济效益最大化。

3高性能混凝土的应用

3.1高性能混凝土在工程建设施工中的应用

纵观目前高性能混凝土在工程建设施工中的实际情况，可以看出高性能混凝土应用到道路建设施工之中主要有两个应用方向：一种是路基的施工，另一种是路面的施工。首先，关于路基的施工。众所周知，公路的耐久性在很大程度上取决于路基的强度，如果路基的强度不足，那么公路的耐久性必然会受到影响。高性能混凝土在路基中的应用，可以有效提高公路的耐久性能，这与高性能混凝土自身所具备的优势有着非常紧密的关联性。在公路路基当中使用混凝土，还可以减少水泥的使用量。其次，关于路面的施工。对于公路建设施工而言，其中有三分之一左右的造价都会被应用到路面的施工当中来。所以，如果能够科学合理降低路面的施工造价，那么整个公路建设工程的成本将会缩减很多。基于此，高性能混凝土被应用到路面施工中的作用将会得到充分展现。

3.2植被混凝土

植被混凝土主要是指满足绿色植物生长，且具有相应防护能力的混凝土，其主要是由植物、泥土等材料构成。我国北方区域内存在大量的沙漠侵蚀、水土流失较为严重的区域，需结合实际状况，选取大量的固沙、固土材料。城市混凝土化和高热环境需从本质得以有效治理，开发植被混凝土是最直接、最高效的方法，植被混凝土可显著增加整个城市绿色空间，大幅度吸收噪声及其尘土，对城市整体气候生态均衡具有较佳的作用。当下植被型混凝土不仅拥有混凝土自身材料基本功能，而且具备保护环境、改善生态环境优势。植被混凝土自身实际容重为14~15kN/m3，孔隙率为30%~45%，自身性能较为优良、抗光照性能较佳，自身抗冲刷能力可进一步抵御120mm/h降雨。普通挂网客土喷播难以长期处于高陡岩石边坡上，作为一类新型防护技术，植被混凝土由多种混合料构成，机械化水平较高，选取干式喷锚机进行喷播，实际喷射距离较远，且具有较强的抗冲刷能力，用于陡峭的岩石边坡中优势十分凸显。

3.3高性能混凝土在桥梁架设施工之中的应用

高性能混凝土在当前桥梁建设工程施工中也有着非常广泛的应用。高性能混凝土在桥梁离岸结构的建设施工以及跨度比较大的桥梁工程中有着非常强的适用性。在实际施工过程当中，桥梁的墩部、主梁、墩基等承重结构多会选择使用高性能混凝土。在这些主要承重结构当中使用高性能混凝土，不仅仅可以在很大程度上增强桥梁承重部位的承载能力，延长桥梁的使用寿命，提高桥梁的建设质量，而且高性能混凝土自身与普通混凝土相比也为其提供了诸多便利条件，诸如高性能混凝土的浇筑方式更为简单一些，自身性能，诸如稳定性、抗压强度等也比较有优势。对于桥梁建设施工过程中，针对桥梁承重力比较小的部位，基于节省工程成本的考虑，可以结合实际情况选择普通的混凝土来施工，并不一定全部都要使用高性能混凝土。

3.4水生物保护型混凝土

水生物保护型混凝土具体是指，结合生物生长特征及其规律，创设良好的生物空间及其孔隙，为水生物营造良好的生长环境，主要依托共生或相互间作用形成完整的食物链，促使混凝土周围水质对生物生长不会产生较大的影响，为海洋生物和淡水生物的良好生长提供条件，实现保护生态环境目标。此类混凝土主要适用于江、河、湖等区域内。水生物保护型混凝土实际配制过程中，需充分以植被绿化型混凝土为基础。应用于海洋环境中时，混凝土受外界因素侵蚀较多，所以在保证低碱度多孔的基础上，应采取措施最大限度提高混凝土在海洋中的抗腐蚀性。

结束语

工程建造过程中选择性能优异的建筑材料可决定工程的发展状况，随着科技的不断发展与完善，人们对于房屋的建造采取不同类型的建筑材料，性能随之提升，促使工程的发展前景越来越好。直至18世纪，科学家发明了水泥，最终演变成钢筋混凝土材料，如今，人们对建筑材料的要求逐渐增长，促使建筑材料发展成高性能混凝土。高性能混凝土的制备原理主要通过现代混凝土技术进行加工制备，通过不同比例的调和，可改变高性能混凝土的亚微观结构，使混凝土的致密性更高，保证建造质量。

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