高性能混凝土耐久性分析

高性能混凝土耐久性分析

李琪琪    ,李喆

西安市政道桥建设集团有限公司, 陕西西安710000

摘要：目前，虽然我国高性能混凝土施工技术取得了很大进步，但与国外仍有一定差距。此外，我国建筑工程规模普遍较大，混凝土是建筑工程中应用最广、用量最大的建筑材料之一，其质量直接关系到整个工程的最终施工质量。基于此，本文对高性能混凝土的耐久性进行了分析，以期为提高高性能混凝土的质量和性能提供思路。

关键词:耐久性；建筑工程；高性能混凝土

高性能混凝土是近几十年发展起来的一种新型混凝土。此前，欧洲混凝土协会和国际预应力混凝土协会将高性能混凝土(HPC)定义为水胶比小于0.40的混凝土。中国土木工程学会高强高性能混凝土委员会将高性能混凝土定义为以耐久性和可持续发展为基本要求，适合工业化生产和施工的混凝土。显然，不同国家、不同领域的研究者对HPC的理解是不同的。但总的来说，这些研究者的关注点都是一样的，就是混凝土的高耐久性。

1提高高性能混凝土耐久性的措施

1.1减少环境对混凝土的不利影响

一般来说，大气环境、水等自然因素都会影响高性能混凝土的耐久性。环境温度过高或过低都会对高性能混凝土的质量和性能产生很大影响。即使在相同的温度下，不同的天气也会对高性能混凝土产生不同的影响。比如我国大部分地区春秋两季昼夜温差大，高性能混凝土在收缩过程中会产生裂缝，进而影响其性能。在高温下，高性能混凝土由于受到热缩、热胀、徐变等因素的影响，体积可能会发生突变，在此过程中产生的内应力也会导致高性能混凝土产生裂缝。

1.2规范操作，落实维修工作。

高性能混凝土对搅拌工作有明确的要求。例如，施工人员应优先选择合适的施工方法和工艺来拌制混凝土原浆，从而有效提高混凝土原材料的整体抗压强度和蓄水能力。在拆除模板和保温防护设施的过程中，施工人员还应控制降温速度，避免因降温速度过快而导致高性能混凝土开裂，缩短使用寿命。特别是对于大体积的高性能混凝土，受冷却速度的影响更大。对此，施工人员应重点关注施工环境、高性能混凝土的种类和性能，及时采取合理的养护措施。因此，施工企业需要对混凝土进行养护和检测，不断完善检测体系，确保相关检测人员具备处理高性能混凝土问题的能力。

1.3为高性能混凝土选择合适的原材料。

首先，施工企业应根据建筑工程的性能、使用寿命和规模确定混凝土原材料的采购方案。其次，施工企业必须充分了解混凝土原材料的标准要求和使用特点。最后，施工企业应严格按照相关标准选择性能良好的高性能混凝土原材料，以提高工程质量，降低施工成本。

2高性能混凝土强度签署方法

混凝土强度是检验混凝土质量的重要指标之一。现阶段，随着高性能混凝土施工技术的进一步发展，市场对高性能混凝土的强度检测技术和检测方法也提出了更高的要求。在这种情况下，新技术、新方法、新标准不断更新。目前，常用的混凝土强度鉴定方法有等效龄期法、成熟度法和回弹法。这些方法旨在根据混凝土的强度来确定混凝土的某些性质，同时推测或检验这些性质之间的相互作用和关系，从而计算和确定混凝土的强度。

2.1等效年龄法

本文采用CEB-FIP法建立高性能混凝土强度的计算模型，具体内容如下。

T龄期混凝土的抗压强度取决于水泥的类型、温度和含量。在不同阶段，混凝土相应的强度是不同的。

为了消除“等效年龄法”误差过大的缺点，作者建议检验人员采取以下改进措施:(1)用立方屏函数制作f-D(力-距离)模拟曲线。该方法主要适用于早期强度计算，用三次帷幕函数得到的结果比用指数函数和双曲线方程得到的结果更接近试验曲线。(2)检验人员选取的试样强度百分比应小于40%，因为试样强度的龄期曲线在此强度范围内更接近于一条直线。基于此，笔者以425号普通硅酸盐混凝土为例，借助三次函数模拟曲线，得出各试块1天~ 7天龄期的强度值。

2.2到期方法

成熟度法适用于50°C以下正温不掺外加剂、30°C以下正温掺外加剂、负温掺适量防冻剂的混凝土养护。此外，成熟度法更适用于混凝土强度在标准值60%以内的情况。试验人员需要根据实际的混凝土原材料和配合比，提前制作至少5组混凝土立方体标准试件，并在标准条件下养护，分别计算第1天、第2天、第3天、第7天、第28天的强度值，以便后期对比计算。

2.3回弹法

除上述方法外，建筑企业还可以用回弹法间接测定混凝土的强度，其原理是通过测量和计算混凝土表面的硬度来确定其强度。但近二十年来，我国混凝土的成分发生了显著变化，特别是随着水泥的商品化和供应关系的变化，水泥中粉煤灰等外加剂的含量越来越高。骨料稀释后，混凝土表面的硬度自然会降低。另外，由于碳化物规律的变化，传统回弹法得到的预估强度很可能低于实际值。

3混凝土强度检验方案和评定方案

3.1混凝土强度检验方案

(1)检测点。试验人员应保证试验的混凝土与混凝土浇筑地点的环境和生产工艺相一致，以保证试验的样品与后期生产的混凝土在强度和性能上的一致性。此外，检测人员还需要根据国家相关标准的要求，采用无损检测方法。

(2)取样位置。在相同条件下，应从预应力构件中抽取试样。监理、施工等各方应共同选择结构部位进行抽样检验，统一采用目测抽样方法。

(3)抽样数量。如果混凝土结构具有不同的强度，硬化样品的取样条件必须一致。同时，样品的数量应根据混凝土的数量和重要性来确定。一般来说，样品数量不得超过十组，但不得少于三组。

(4)标本的维护。在检测样品的过程中，检测人员需要确保混凝土样品的放置条件与施工条件一致。同时，检验人员还应特别注意现场环境对试件的影响，尽量避免环境因素对试件性能的影响。

(5)年龄相当。为了进一步分析温度条件对试件强度的影响，检测人员应根据相同条件下养护的试件强度等于标准养护条件下养护28天的试件强度的原则确定等效龄期。对于相同自然保存条件下的样品，检验人员应根据当地温度和保存条件确定其使用寿命。相同条件下自然养护试件的等效龄期和相应的试件强度代表值应根据当地温度和养护条件确定如下:在此期间，检测现场的累计温度应为600℃，检测人员应检测混凝土试件的抗压强度，0℃以下的龄期不包括在内；混凝土试块的龄期不应小于14天，也不应大于60天。此外，对于冬季施工、人工加热养护的混凝土结构，检测人员可从监理(施工方)处获取同等条件下的试件等效龄期，设计等方需根据结构的实际养护情况，参照上述方法进行认定。

(6)混凝土试件的强度代表值。试验人员应根据现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》(GB/T50107-2010)确定相同条件下养护的试件的代表强度值。但在相同条件下，试样和固体的水分条件不同，其实际强度也不完全相同。因此，检测人员应将得到的强度值乘以换算系数(1.10)，或根据当地部门公布的试验和统计结果进行调整。

3.2混凝土强度评定方法

(1)统计方法。由于混凝土的生产条件不尽相同，其强度有明显的差异。因此，检查人员在制定统计评价方法时可以根据情况进行区分。

①标准溶液。如果混凝土的生产条件长期不变，同类型混凝土的强度变化相对恒定，可根据前期积累的同类混凝土的强度数据确定标准差(a)，进而确定每批混凝土的强度标准差。此时，b可以认为是一个常数。例如，一个常年生产预拌混凝土和预制构件的工厂生产的成型产品的标准差可以认为是一个常数。

(2)非统计方法。考虑到生产批量小的混凝土容易出现缺样的情况，此时，检测人员不能用统计的方法来确定其强度，但可以用非标准的方法来确认。

混凝土强度的检验和评定应分批进行，当一个验收批只有一组混凝土试件时，该组试件的强度不应低于强度标准的115%。此外，不合格的混凝土结构或构件应贴上标签，以便相关人员及时处理。

4结论

一般来说，只有严谨细致的施工方案才能保证钢筋混凝土的性能满足施工要求。因此，施工企业应综合考虑高性能混凝土的基本原理，选择合适的钢筋混凝土，并在此基础上编制突发事件应急预案，为管理者处理施工问题提供指导。此外，钢筋混凝土的性能设计方案必须贯穿整个施工过程。只有这样，才能有效延长钢筋混凝土的使用寿命，进一步保证施工质量。

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