高性能混凝土的制备及其结构与性能研究

发表时间：2017-07-27T10:49:30.497Z 来源：《基层建设》2017年第10期 作者： 李松

[导读] 摘要：现如今我国的人均生活水平正在不断提升，使得人们对于生活的追求也在不断加大，各项建筑也在如雨后春笋般的崛起，在进行建筑施工的过程当中，混凝土性能越高，就能够更好的保证建筑施工的强度和安全性。 海南瑞泽新型建材股份有限公司 海南三亚 572000

摘要：现如今我国的人均生活水平正在不断提升，使得人们对于生活的追求也在不断加大，各项建筑也在如雨后春笋般的崛起，在进行建筑施工的过程当中，混凝土性能越高，就能够更好的保证建筑施工的强度和安全性。基于此分析高性能混凝土的制备工作，并且针对相关的结构和性能进行简要分析，在当前来说是较为重要的一项工作，所以，本研究就此进行分析，希望所得内容能够为相关建筑领域提供有价值的参考。

关键词：高性能混凝土；制备；结构性能分析

高性能混凝土一词被提出以来到现如今，对于其也没有一个统一的解释和定义，高性能的混凝土是一种新型的高技术混凝土，在很大程度上提高常规混凝土的性能，同时采用现代混凝土技术选择优质的原料，并且在有效质量的控制工作之下来对混凝土进行制作。它能够除了采用优质水泥以外，还必须选择低水胶比和掺入高效减水剂以及足够数量的超细矿物掺和料，以此来提高相关性能。那么如何制备高性能混凝土，高性能的混凝土结构和性能到底有什么优点，这也将是本研究所需要探讨的话题。 1.高性能混凝土的制备

高性能混凝土是现代混凝土技术发展的主要方向，在采用常规原材料及通用工艺条件下，掺入高效减水剂和超细矿物掺合料而制备出具有高工作性、高强度、高耐久性的一种综合性的、优良的混凝土。高性能混凝土结构紧凑，具有良好的力学性能、体积稳定性和耐久性，能适应现代工程结构的大跨度、过载、高耸、寿命长、环境恶劣的发展需要。近年来高性能混凝土的科学技术研究取得了长足的进展，在各种具体工程中得到了广泛的应用，特别是在大型关键基础设施建设中[1]。

许多研究者对硅灰、矿粉、粉煤灰等超细矿物掺合物的作用进行了大量的研究，超细矿物掺合料具有增密增塑的作用效果，主要体现为：微填充作用、形貌效应、比重效应、分散效应。通过大量的实验证明，在水泥混凝土中掺入高效减水剂条件下，双掺两种不同的矿物掺合料要比同掺量下的单掺同种矿物掺合料的颗粒级配更合理，在水泥-超细矿物掺合料体系中的密实填充性更好，复合减水效果更显著。水泥混凝土掺入了超细矿物掺合料后，可以改善水泥石胶凝物质的组成，特别是可以减少和消除Ca（OH）2。因为活性矿物中的SiO2可以和Ca（OH）2及高碱性水化硅酸钙产生火山灰反应，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化硅酸钙。水胶比是水泥混凝土材料的强度大小的决定因素，而高效减水剂的掺入，可以大大地降低水胶比，混凝土强度得到了很大提高。

从材料的结构与性能关系而言，结构越密实，材料的强度越高，因此高性能混凝土对密实度要求比较高，对于水泥混凝土这一组成结构非常复杂的多相体系，由于其浇注成型工艺的局限性，其密实度很难达到理想的状态，但是根据硅酸盐水泥+高效减水剂+超细矿物掺合料这一技术途径，我们可以制备出比普通混凝土高出许多的高致密混凝土。 2.高性能混凝土的结构和性能研究 2.1高性能混凝土的结构分析

混凝土主要是由胶凝材料的水化形成水泥石，水泥石将散粒状的集料胶结在一起，形成一个整体。相对来说，混凝土的集料强度相对比较高，成分比较稳定，而由于水胶比、胶凝材料种类及龄期等原因，水泥石和集料-水泥石界面结构的强度稳定性比较差。混凝土的性能主要受水泥石和集料-水泥石界面结构的影响。高性能混凝土掺入高效减水剂，可大大降低水胶比，孔容积也变小，空隙结构得到改善，提高混凝土密实度。一般的普通混凝土通过扫描电镜图像观察，它们的水泥石结构比较疏松，而高性能混凝土由于水胶比的降低，以及高效减水剂和矿物掺合料的增强增塑作用，其水泥石结构致密性高，混凝土匀质性比较好。目前，高性能混凝土管理在发达国家的工程实践中得到了广泛的应用，我国仍处于实验研究和普及试验的初期阶段。高性能混凝土需要比较大的技术含量，才确保在施工过程中易于浇筑和致密成型，不发生或尽量减少温度和收缩裂缝的发生，硬化后的强度充足，内部孔隙结构合理，渗透性低，耐化学侵蚀高。随着建设的需要，高性能混凝土越来越频繁，严格质量控制的重要性越来越强。 2.2高性能混凝土的性能研究

首先，分析高性能混凝土的抗压强度，它和中等和低强度的混凝土进行比较，高性能的混凝土当中的孔隙相对较少，水泥石强度、骨料强度、水泥石与骨料之间的界面强度的差异较大，其抗压强度与普通混凝土的强度相差甚远。高性能混凝土在应力达到75%~90%的抗压强度之前，应力-应变关系是线性的。在低性能混凝土中，弹性工作阶段的上限仅为40%~50%的抗压强度。在达到抗压强度后，高强混凝土表现出很大的脆性，强度越高，脆性强。同时，高性能混凝土的劈拉强度、抗折强度与抗压强度的比值，较普通混凝土的低。

从裂纹的发展情况分析，普通混凝土在抗压强度30%的时候会微裂纹，随着这些裂缝逐渐增加，沿着水泥石和骨料之间的界面破坏越明显，最终导致混凝土的破坏。高强混凝土与此不同，由于高性能混凝土的水泥石强度比较高，界面粘结坚强，因此，受力破坏时，其断裂路径都是整齐地穿过集料和水泥石，而不是沿着界面发生，路径顺直而不弯曲，断裂面上无任何可松动的集料粒子。

其次，分析高性能混凝土的收缩变形，收缩是混凝土产生裂缝的主要因素之一。由于高效减水剂和矿物掺合料在混凝土中应用越来越广泛，混凝土的水胶比越来越低，胶凝材料用量也相应较多，因此，高性能混凝土的收缩也与普通混凝土有显著的差异。在普通混凝土中，自收缩占的比例比较小，比干燥收缩小很多，普通混凝土的干缩是主要的，而对于高性能混凝土，由于水胶比的降低，自收缩问题比较突出。但如果活性矿物掺合料取代了一些水泥，高强混凝土的自收缩将会降低。

最后，分析高性能混凝土的耐久性，混凝土的耐久性包括抗渗、耐冻融、耐磨、耐蚀性和盐类和化学品。高强混凝土由于其材料致密而优于普通混凝土，则其耐久性能进一步加强。因此，高性能混凝土应用于露天、海水侵蚀、高速流体或易感工程结构。特别是基础设施项目，一些需要100-120年的寿命，所以经常使用高性能混凝土作为结构材料。 2.3高性能混凝土的优点分析

高性能混凝土的用水量较低，流动性好，抗离析性高，从而具有较优异的填充性。因此，配好恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。高性能混凝土的强度需要因结构的尺寸来进行调整，因此使得其要求结构自身必须自重较小，在使用的过程当中，使用面积增加，使用材料的用量相对减少。高性能混凝土，弹性模量需要较高，而结构变形较小，刚度较大，稳定性较好，高性能混凝土需要具有较

好的耐久性，同时保证具有较高的耐渗透性，结构寿命应该延长，它应该具有较高的体积稳定性，混凝土的硬化早期需要具有较低的水化热，硬化以后应该具有较小的收缩变形的情况。 3.结语

综上所述，本研究简单分析高性能混凝土的制备和相关结构与性能的研究。高性能混凝土的结构变形较小，所以在相同荷载条件之下能够减少截面的尺寸，它能在很大程度上降低结构自重，这样就能够增加使用的面积，同时，它能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。高性能混凝土在未来的工程结构材料应用中会越来越频繁。所以，通过本文简单的阐述，在其施工过程当中能够对各种原材料和外加剂质量加以严格把控，以及落实好相关材料使用和管理制度。 参考文献：

[1]段雪岩，李睿，陈跃，李晓章.高性能混凝土的超高泵送检测技术研究[J].低温建筑技术，2017，04（01）：46-47. [2]刘攀.浅谈高性能混凝土的发展[J].四川水泥，2016，13（07）：143-144.