您所在的位置：首頁 > 專業(yè)文庫關(guān)鍵詞：高性能混凝土；原材料；控制
一、引言
近些年來隨著我國科技水平的發(fā)展和進(jìn)步，高性能混凝土在高層建筑、道路、橋梁、港口等工程領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越多，對于高性能混凝土的要求也越來越高。高性能混凝土，簡稱HPC，是一種新型的高技術(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)計的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等性能極為重視。因此高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，且必須摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑，因此高性能混凝土對水泥、粗細(xì)骨料、水、外加劑等原材料要求極高，必須加強(qiáng)對其原材料控制方面的研究。
二、原材料控制的有效措施
高性能混凝土的耐久性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性及勻質(zhì)性等性能對原材料極為敏感，如果原材料控制不嚴(yán)格就可能導(dǎo)致混凝土的性能降低。本文從膠凝材料、集料、減水劑、拌合水、礦物質(zhì)摻合物等角度分析了各種原材料對于高性能混凝土的重要性，探討了優(yōu)化各種原材料控制的有效措施。
1、膠凝材料
膠凝材料又稱膠結(jié)料，是指通過物理、化學(xué)作用，能從漿體變成堅固的固體，并能膠結(jié)其他物料，形成有一定機(jī)械強(qiáng)度的復(fù)合固體物質(zhì)。建筑工程中石灰、石膏、水泥、瀝青、天然或合成樹脂等均可用作膠凝材料，其中水泥強(qiáng)度較高，在空氣中和水中都能硬化，而且能將砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起，因此被選為高性能混凝土的重要膠凝材料。水泥在高性能混凝土中所占的材料比重雖然只為20%左右，但是其品質(zhì)和性能對高性能混凝土質(zhì)量影響至關(guān)重要，直接影響到混凝土的強(qiáng)度、耐久性、外觀質(zhì)量等。一般來說配制高性能混凝土?xí)r要選擇統(tǒng)一標(biāo)號、質(zhì)量波動小、安定性好、含堿量低、含鋁量低的水泥，不能一味追求高標(biāo)號水泥，或過度重視水泥的早期強(qiáng)度，選擇高性能混凝土的水泥時應(yīng)重點做好水泥堿含量的控制，使其不能大于0.60%，避免因水泥的堿含量過高而引起高性能混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。同時在水泥進(jìn)場后，還要注意做好水泥的必留樣和檢測，并按照高性能混凝土配合比的要求做好水泥與外加劑的適應(yīng)性及和易性試驗，只有水泥的各項指標(biāo)合格后才能使用。
2、集料
集料分為粗集料和細(xì)集料兩類，其中粗集料是指粒徑大于4.75mm的碎石礫石或破碎礫石，細(xì)集料是指粒徑小于4.75mm的天然砂、人工砂。集料在高性能混凝土中所占比例最高，因此骨料的強(qiáng)度、顆粒形狀、顆粒級配、活性等性能直接影響到高性能混凝土的各項性能，因此集料是影響高性能混凝性能的關(guān)鍵性因素。
（1）粗集料
一般來說高性能混凝土的粗集料盡量選擇非活性、高強(qiáng)度、無雜質(zhì)、顆粒表面粗糙，顆粒形狀為球體或立方體，不能選擇顆粒形狀為針狀或片狀的粗集料，同時還要注意顆粒級配的控制，使其在高性能混凝土中能夠形成孔隙率低的密實集料骨架。對于高性能混凝土來說粗集料的最大粒徑不能過大，否則容易使石子和砂漿發(fā)生離析現(xiàn)象，導(dǎo)致高性能混凝土成型后勻質(zhì)性較差，最大粒徑也不能過小，否則會增大砂漿的用量，水泥產(chǎn)生的水化熱增多，影響高性能混凝土的勻質(zhì)性、力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性和耐久性等。
（2）細(xì)集料
一般來說高性能混凝土的粗集料盡量選擇非活性、級配合理、質(zhì)地均勻堅固、吸水率低、孔隙率小、細(xì)度適中的潔凈天然中粗河砂。細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在2.7～3.7之間，當(dāng)細(xì)度模數(shù)小于2.5時，拌制的混凝土拌和物太粘稠，施工中難于振搗，且由于砂細(xì)，在滿足相同和易性要求時，會增大水泥用量，這樣不僅增加了成本，還影響高性能混凝土的耐久性、收縮裂縫等技術(shù)性能；當(dāng)細(xì)度模數(shù)大于3.3時，容易引起新拌混凝土在運輸澆筑過程中離析及保水性差，從而影響混凝土的內(nèi)在質(zhì)量與外觀質(zhì)量。
3、減水劑
目前大多高性能混凝土的高性能都是通過減水劑實現(xiàn)的，通過有效利用減水劑可以在科學(xué)減少拌合水用量的情況下，控制混凝土塌落度，改善混凝土流動性，并降低水膠比，而且通過減水劑引氣作用產(chǎn)生的細(xì)小氣泡，可以提高混凝土的抗凍性、勻質(zhì)性，降低沁水率等，因此減水劑對于高性能混凝土的性能至關(guān)重要。一般來說在選擇高性能混凝土的減水劑時要通過試驗確定其摻加量和與水泥的相容性等性能，并合理的選擇后摻法或分批添加法。目前我國高性能混凝土中常用的減水劑為萘系高效減水劑與聚羧酸系高性能減水劑，這兩種減水劑雖然合成技術(shù)不一樣，其工作性能也有所差別。在高性能混凝土的拌制過程中要注意選擇與水泥適應(yīng)性較好的減水劑，同時還要做好減水劑的留樣和檢測，避免因添加錯誤的減水劑而起到適得其反的作用。
4、礦物質(zhì)摻合物
在高性能混凝土的拌制中，為了提高其強(qiáng)度、耐久性等性能，還需要摻加一定的礦物質(zhì)拌合物，比如粉煤灰、礦粉等。礦物質(zhì)拌合物由于顆粒細(xì)小，因此在高性能混凝土能夠發(fā)揮較強(qiáng)的微粒效應(yīng)或火山灰反應(yīng)，不僅可以起到減水、致密、潤滑作用和勻質(zhì)作用，改善拌合物的流變性質(zhì)、初始結(jié)構(gòu)以及硬化后的多種性能，增加混凝土的密實性，還能夠降低其水化熱，進(jìn)而提高混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性能。一般來說礦物質(zhì)摻合物的添加主要注意控制其摻加量以及混凝土的水膠比。目前我國對于礦物質(zhì)摻合物的添加還比較保守，比如粉煤灰在高性能混凝土中的摻加量只是取代了20%左右的混凝土，大量試驗結(jié)果表明，當(dāng)粉煤灰摻加量較少時，其有效作用發(fā)揮不出來，從而不會有效提高高性能混凝土的強(qiáng)度、耐久性等性能。
5、拌合水
一般來說高性能混凝土的拌合水多為清潔的自來水或天然地表水、地下水以及適當(dāng)處理的工業(yè)廢水等。拌合水在使用之前要測定其有機(jī)質(zhì)含量、PH值、氯離子、硫酸鹽含量等，確保其PH值過低或硫酸、氯酸鹽含量過高而影響混凝土的和易性、耐久性以及凝結(jié)與硬化。
三、結(jié)束語
對于高性能混凝土來說，其原材料質(zhì)量控制是其強(qiáng)度、耐久性等性能提高的關(guān)鍵，因此需要相關(guān)管理、技術(shù)人員嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)粗、細(xì)集料、膠凝材料、礦物質(zhì)摻加物、減水劑以及拌合水的性能特征，合理確定其摻加量、級配比、強(qiáng)度、形狀等，確保各種原材料在高性能混凝土中能夠充分發(fā)揮各自優(yōu)點，從而提高高性能混凝土的抗凍性、勻質(zhì)性、強(qiáng)度、耐久性等性能。
參考文獻(xiàn)
[1]陳海紅.高性能混凝土原材料的質(zhì)量控制.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2009，11(4)：12-13.
[2]錢曉倩.高性能混凝土原材料和配合比設(shè)計中的問題與對策.混凝土，21998，1：5-9.
[3]王軍，徐芬蓮，劉中心.高速鐵路高性能混凝土原材料質(zhì)量管理與控制技術(shù).混凝土，2011，2：105-107，124.
作者：劉利平 中國路橋集團(tuán)西安實業(yè)發(fā)展有限公司
