高性能混凝土耐久性分析

高性能混凝土耐久性分析

达生润

海南省交通工程检测中心 海南海口  570100

摘要：当前，我国高性能混凝土施工技术虽然已经取得了较大发展，但是仍与国外存在一定差距。另外，我国建筑工程的规模普遍较大，混凝土是建筑工程中用途最广、用量最大的建筑材料之一，其质量直接关系到整个项目的最终建设质量。基于此，本文围绕高性能混凝土的耐久性展开分析，以期为提高高性能混凝土的质量和性能提供思路。

关键词：高性能混凝土；耐久性；性能分析

1高性能混凝土的原材料选取

（1）水泥：水泥中的游离氧化钙、氧化镁等含量需尽可能低，以防水泥的性能由于有害成分的存在而受到影响，质量分数不超过8%时较为合适。（2）掺合料：高性能混凝土拌和采用的拌合料以粉煤灰居多，比表面积约为7850cm2/g，粒径为10μm。（3）集料：砂子的细度模数2.7～3.1，粗集料的吸水率约为1.0%，细集料的吸水率在2.5%以内，用0.63mm筛、0.16mm筛的累计筛余分别超过70%、98%。（4）外加剂：常见外加剂包含高效减水剂、高性能减水剂等，根据高性能混凝土的质量要求进行选择，或多种外加剂联合应用。

2高性能混凝土的性能分析

2.1强度

高性能混凝土的强度主要与水泥的使用状况有关，随着水泥用量的增加，高性能混凝土的强度提高，但不可过度增加水泥用量，否则过量水泥产生剧烈的水化热作用，混凝土内部温度异常升高，加大内部与表面的温差，易产生裂纹。因此，需根据高性能混凝土强度和结构完整性的双项要求控制水泥用量，达到相均衡的状态。

2.2抗渗性

抗渗性突出的高性能混凝土可更加有效地抵御外部因素的影响，保证耐久性。反之，抗渗性不足时，水对高性能混凝土结构的侵蚀作用增强，结构的完整性和稳定性受到影响，在设计使用年限内出现质量缺陷。

2.3含气量

高性能混凝土中含微小紧闭的气泡，低温环境中气泡可容纳水，防止有害物质进入，有效抵御外部因素的干扰；同时，适量微小紧闭的气泡还具有缓解应力的作用，使混合料具有足够的耐久性。

3混凝土强度检验

3.1混凝土强度检验方案

（1）检测要点。检测人员应确保所检测的混凝土同混凝土浇筑现场的环境、制作工序一致,如此方能保证检测样品与后期生产的混凝土在强度、性能等方面的一致性。此外,检测人员还需要根据相关国家标准的要求,采用无损害检测方法。

（2）取样位置。在相同条件下,样品应从预应力构件中提取。监管、施工等各方应共同选择抽样检测的结构部位,并统一采用目视取样法。

（3）取样数量。如果混凝土结构存在不同强度,则硬化样品的取样条件必须保持一致。同时,取样数量应由混凝土的数量和重要性来决定。一般来说,取样数量不得多于十组,但也不能少于三组。

（4）试件的养护。在检测样品的过程中,检测人员需要确保混凝土样本的放置条件与施工条件一致。同时,检测人员还应特别注意现场环境对试件的影响,并尽可能避免环境因素对试件的性能产生影响。

（5）等效养护龄期。为进一步分析温度条件对试件强度的影响,检测人员应根据“同条件养护试件强度与在标准养护条件下28天龄期试件强度相等”的原则来确定等效养护龄期。对于同条件自然养护条件下的样品,检测人员应根据当地温度和保存条件来确定其使用寿命。同条件自然养护试件的等效养护龄期及相应的试件强度代表值,宜根据当地的气温和养护条件,按下列规定确定：在此期间,检测现场的累计温度应为600℃,检测人员应当对混凝土试块的抗压强度进行检测,0℃及以下的龄期不计入；混凝土试块的龄期不应小于14天,也不宜大于60天。此外,对于冬季建造并通过人工加热进行养护的混凝土结构件,检测人员可以从监督（施工）方那里获得相同条件下样品的等效养护龄期,设计方和其他方则需要根据结构件的实际养护条件,参考上述方法进行确定。

3.2影响因素和考核指标

（1）水灰比：普通混凝土的水灰比普遍在0.4以上，为保证混凝土的正常施工和有效成型，水灰比不宜过高。高强混凝土的水灰比应在0.35以内，强度等级达到C80至C100时，对应的水灰比小于0.30，部分工程采用强度等级超C100的特超高强混凝土，需进一步将水灰比控制在0.26以内。根据不同等级混凝土的水灰比控制要求，在本次研究中取0.26、0.29、0.32三项水灰比。

（2）粉煤灰：高强混凝土中胶凝材料的用量偏高，虽然对提高混凝土强度有显著作用，但过量的水泥在浇筑过程中伴随强烈的水化热现象，水化期间放热剧烈，混凝土易由于内外部温度差异过大而开裂。同时，在水泥用量高、水灰比偏低时，部分水泥颗粒无法参与硬化，仅能够产生类似于微集料的作用，水泥材料的应用价值受限。为此，用适量粉煤灰替代部分水泥，在保证混凝土强度的同时控制水泥的水化热作用。在本次试验中，掺入的是二级灰，并安排一组不掺粉煤灰的混凝土做对比分析，粉煤灰的用量分别为水泥用量的0、15%、25%，评估不同粉煤灰掺量下混凝土的性能。

（3）硅灰：矿物掺合料复合双掺的方法在促进混凝土强度提高方面的效果优于单掺，原因在于复合双掺时次级颗粒级配更具合理性，材料充分接触后产生强烈的迭合效应。在本次研究中，双掺材料采用的是硅灰和粉煤灰，之所以选择硅灰的原因在于活性SiO2含量高达90%，颗粒细，有助于提高混凝土的强度。按硅灰占水泥的百分比控制硅灰的掺入量，即0、20%、18%。

（4）粗骨料：骨料占混凝土总量的70%左右，可构建混凝土的结构框架，属于混凝土中的重要组成部分。骨料包含粗骨料和细骨料，其中以粗骨料的占比较大，约为70%，因此粗骨料的合理取用是保证混凝土性能的关键所在。不同于粉煤灰、硅灰等活性掺合料的是，骨料属于惰性材料，活性较弱乃至不具有活性，技术研究中对掺入料的关注度较高，对粗骨料的研究有限。

4提高高性能混凝土耐久性的措施

4.1减少环境对混凝土的不利影响

通常来说,大气环境、水等自然因素都会影响高性能混凝土的耐久性。环境温度过高或者过低都会对高性能混凝土的质量和性能产生较大的影响。即使是在同一温度条件下,不同的天气也会对高性能混凝土产生不同的影响。例如,我国大部分地区在春、秋季节昼夜温差较大,这种温度变化会使高性能混凝土在收缩过程中产生裂缝,进而影响其性能。而在高温状态下,受热收缩、热膨胀以及蠕变等因素的影响,高性能混凝土的体积可能突然发生变化,而在此过程中产生的内应力也会导致高性能混凝土出现裂缝。

4.2规范操作并落实养护工作

高性能混凝土对搅拌工作有着明确的要求,例如,施工人员应优先选用合适的施工方法和施工技术来搅拌混凝土原浆,以有效提高混凝土原材料的整体抗压强度和储水能力。在模板和保温防护设施拆除过程中,施工人员还应控制温度的下降速度,以免因温度下降速度过快导致高性能混凝土出现龟裂、使用寿命缩短等问题。尤其是体积较大的高性能混凝土,其受降温速度的影响更大。对此,施工人员应重点关注施工环境、高性能混凝土的种类与性能等情况,从而及时采取合理的养护措施。为此,建筑企业需要对混凝土进行维护、检查,不断完善检查制度,并确保相关检测人员具备处理高性能混凝土问题的能力。

结束语

强度作为高性能混凝土的重要质量评价指标，在测定时可采用无损检测技术，保证高性能混凝土结构不受损的同时便捷测量强度，根据试验检测结果做出评价，采取控制措施，保证高性能混凝土可满足建筑工程的施工要求。

参考文献

[1]陈健勇.高性能混凝土配合比设计及施工技术研究[J].信息周刊,2020(02):1.

[2]慈军.沥青混凝土配合比设计后矿料级配调整分析[J].人民长江,2014（11）:68～70.