工程质量N(B)（总）精品 他山之石
高性能混凝土（HPCs）的使用，例如高强混凝土（HSC）、自流平混凝土（SCC）和预张拉结构可以降低施工成本，提高施工质量。近年来，由于SCC可以加快混凝土构件的生产，因而应用得越来越广泛。由于SCC的可流动性，不需要振捣，尽管其配制比较复杂，但是能提高构件的质量，同时降低生产成本。通常有三种类型的SCC：●粉状型，高含量细骨料和其它粉状物；●VMA型，使用含稠度调节剂（viscosity-modifyingadmixtures，简称VMA）；●综合型，同时含粉状型和VMA型。由于SCC高含粉量和粘稠性，使其微观结构不同于一般的混凝土。特别是SCC的骨料与混合物的界面处孔隙少，孔隙分布比较均匀。设计人员一般是在没有对SCC进行试验确认的情况下，像普通混凝土一样设计其粘结性能和抗剪能力。但是SCC和普通混凝土的抗拉-压强度比是不同的。小骨料和大量的水泥膏降低了抗裂能力，因而降低了SCC梁的抗剪强度。进而，钢筋与混凝土的接触区域也受到了SCC材料特性的影响。这是当前研究钢筋与SCC粘接性能的一个重点问题。SCC中钢筋的粘结强度Hoyer效应，又称泊松比效应或称楔入效应，是在构件转换长度内钢筋粘结特性的主要影响因素（图1）。预张拉使钢筋延长引起其横向紧缩。当释放预张拉力时，钢筋就要恢复其原有的形态，钢筋恢复原来的直径时，是不管钢筋是否被混凝土所包裹的，这种侧向膨胀就会在钢筋与混凝土之间形成放射状的压力，导致粘结强度的增加，特别是对圆钢筋。 自流平预应力混凝土梁的结构特性
图1Hoyer效应示意图最近，对正常强度混凝土NSC、高强混凝土HSC进行了钢筋拔出试验。这些研究以及其它的研究表明，预张拉钢筋的粘结强度由三个主要部分组成（图2）：●粘结的刚—塑性；●粘结的应力（泊松比效应）；●粘结的抗滑移性。
图2不同预应力下预应力筋的粘结特性
6422007.o.10203工程质量N(B)（总）他山之石 精品粘结刚-塑性是由支撑力与基本摩擦力产生的，粘结抗滑性是由不规则的钢筋形状产生的。修正的拔出试验按照国际联邦预应力（FIP）和国际工程材料、系统与结构专家与实验室联合会（RILEM）的要求进行拔出试验评价钢筋粘结性能，见图3。在拔出试验期间，在样品的一侧施加拔出力。进行钢筋粘结性试验时，施加在钢筋上的拉力会引起钢筋直径缩小，从而减小了沿直径方向对混凝土的压力。因此，这种试验不能正确地确定粘结部分钢筋的泊松比。对此，用推-拉试验法代替将钢筋从混凝土中拔出的方法来进行修正（图3）。这种方法至少保持了预应力钢筋上一半的粘结强度，混凝土样品分担了整个钢筋上的剪力。在这种情况下，钢筋上的侧向应力在试验期间仅略受影响。可以假定沿粘结长度上钢筋的侧向应变为常数。因此，钢筋的应力取决于粘结部分的强度，使分析更准确。 图4是试验装置。为了分析传递长度上不同点处钢筋的粘结强度，对样品进行了释放预张拉的试验。第一套试样（三个）的试验是在释放预张拉之前进行的，这样没有应力传递（模拟传递长度的端部）；第二套样品是在一半预张拉应力传递段进行的试验，受到的力约为60kN（传递区的中部）；最后一套样品的试验是将张拉力全部传递到样品上，约为110kN（模拟构件端部或传递长度的起始点）。在所有样品的试验中，钢筋上都留有充足的应力施加给样品。
自密实混凝土技术要求
(一)概述
自密实混凝土与大流动度混凝土是有区别的。自密实混凝土是一种高流动性且具有适当黏度的，不离析，能够流过钢筋，填满模板内的任何空隙，在重力作用下自行密实的免振混凝土。大流动混凝土在大流动度方面，与自密实混凝土相同，但黏度和振捣要求是不尽相同的。自密实混凝土只要求具有适当的黏度，以免流经钢筋稠密处受阻;自密实混凝土在完全免振下仍能达到密实要求。大流动度混凝土在浇筑断面狭窄和钢筋稠密部位，仍需进行少量振动才能密实。
自密实混凝土很好地解决了钢筋稠密部位和狭窄断面浇筑中不能进行振捣的困难，保证工程质量，减少混凝土缺陷，具有良好的发展前景。1998年在日本召开了自密实混凝土国际讨论会，1999年在瑞典召开了第一届国际自密实混凝土学术会议，2001年又在日本召开了第二届自密实混凝土学术会议。我国采用自密实混凝土施工的工程也不少。
(二)技术要求
为了达到不振动能自行密实，硬化后具有常态混凝土一样的良好物理力学性能，配制的混凝土在流态下必须满足以下要求：
1.黏性适度
在流经稠密的钢筋后，仍保持成分均匀。如果黏性太大，滞留在混凝土中的大气泡不容易排除。黏度用混凝土的扩展度表示，要求在500—700mm范围内。如黏性过大即扩展度小于500mm时，则流经小间隙和充填模板会带来一定的困难;如果黏性太小即扩展度大于700mm后，则容易产生离析。因此，自密实混凝土要求粉体含量有足够的数量，粗骨料应采用5～15mm或5～25mm的粒径，且含量也比普通}昆凝土少。绝对体积应在0. 28～0. 33m3之间。含砂率应在so%左右。
2.具有良好的稳定性
浇筑前后均不离析、不泌水，粗细骨料均匀分布，保持混凝土结构的匀质性，使水泥石与骨料、混凝土与钢筋具有良好的黏结，保持混凝土的耐久性。
3.采用适当的水灰比
如果加大水灰比，增加用水量，虽然会增大流动度，但黏性降低。混凝土的用水量应控制在150～200kg/m。之间。要保持混凝土的黏性和稳定性，只能依靠掺加高效减水剂来实现。采用聚羧酸类减水剂比较好，也可采用氨基磺酸盐，掺量为o.8%～1.2%(占水泥重量)。
高性能混凝土论文
高性能混凝土的施工控制
引言:高性能混凝土是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，被认为是今后混凝土技术的发展方向。目前正在施工的武汉到广州客运专线乌龙泉至花都段(设计时速350km/h)其主体结构就是采用的是高性能混凝土。本文根据参加该段客运专线施工的实际经验，谈谈高性能混凝土的施工控制。 关键词:高性能混凝土;施工控制
一、什么是高性能混凝土
高性能混凝土到目前为止还没有统一的定义，一般认为高性能混凝土是指用常规的硅酸盐或普通硅酸盐水泥、砂石等做原材料，使用常规制作工艺，主要依靠高效减水剂和活性矿物掺合料配制的水泥混凝土。
高性能混凝土与普通混凝土相比有以下三个特点:
1.1高工作度，这是工业化泵送施工的条件，一般坍落度应达到
20?2cm，而且不产生过多的泌水。
1.2良好的物理力学性能，高性能混凝土应具有较高的强度和体积稳定性。
1.3长期的耐久性，这是高性能混凝土最重要的性能指标。高性能混凝土应具有上百年而不是普通混凝土40,50年的使用寿命。 二、高性能混凝土实现的技术要点
2.1低的水胶比，在保证工作度的情况下尽可能减少水的用量。
2.2使用高效减水剂以保证在水胶比比较低，胶结材料用量不多的情况下大的工作度。
2.3选择高质量的骨料，高性能混凝土对骨料的颗粒级配和粒径有着更严格的要求，要求细骨料应选用洁净的砂子，粗骨料应是高强、低吸水性的碎石。
海工高性能混凝土的配制
高性能混凝土的核心是要求混凝土具有高流动性和良好的施工性能，便于浇筑，不离析不泌水；水化温峰小，体积稳定性好；较高早期强度；力学性能稳定；在严酷的工作环境下有较高的耐久性。而海工高性能混凝土在上述要求基础上，对混凝土的耐久性性能有更高的要求。
一．海工高性能混凝土技术性能具体要求有如下几点：
1.1工作性好
好的工作性可保证混凝土质量均匀，便于施工，易于成型，节省劳力，速度快也经济。工作性好主要体现在：①坍落度较大且经时损失小。对泵送混凝土坍落度应在180 mm以上，非泵送混凝土坍落度也应在100 mm以上，坍落度损失根据环境变化控制在满足施工要求范围。②不泌水，抗离析，均匀性好。泌水和离析是混凝土的属性，在混凝土配合比不合理，特别是砂率偏低，用水量稍偏高或减水剂掺量略高时就会产生泌水和离析，导致板结，这就要求混凝土的配合比设计一定要精确，做室内试验时所用原材料要与现场所用材料一致，再就是现场拌合用原材料的计量要准确，尤其是砂石含水时，现场应加强含水率的检测，拌合用水量应扣除砂石所含水分。③填充性好。新拌混凝土的填充能力是评价混凝土工作性的一项指标，它不仅评价流动中混凝土的变形能力，而且也是评价抗离析性的重要依据，新拌混凝土的填充能力取决于其变形能力和抗离析性，在低坍落度时，新拌混凝土的填充能力主要由变形能力控制，而高坍落度时主要由抗离析性控制。变形能力和抗离析性是一对矛盾，在大坍落度时，采用复合高效减水剂提高变形能力，但抗离析性无法解决，必须要采用增稠剂（或称稳定剂）。
1.2合理的强度
海工项目工期紧，任务重，施工方为提高模板周转和场地利用率，加快混凝土施工速度，缩短工期，也会片面追求施工进度，结果是需要混凝土高的早期强度，从而采用早强水泥，过早拆模及过早结束养护，新拌混凝土浇筑就位后需要有足够长的养护时间使其处于潮湿和适当温度的环境里水化，如果因抢工而过早结束养护或养护不良，使表层混凝土过早地暴露于失水的干燥环境中而得不到充分水化，就会严重损伤表层混凝土的密实性和强度性能。而钢筋防锈、混凝土防冻、或防止有害化学物质的腐蚀，关键就在于表层混凝土的密实性或抗渗性。用早强水泥配制的混凝土虽然早期强度增长很快，但内部微结构和后期强度发展不良，耐久性变差。目前在我国，即使不属于早强(R型)水泥的普通水泥，实际上也都具备明显的早强性能。混凝土的耐久性之所以变得薄弱，一个重要的原因就在于水泥中的早强矿物成分比过去大量增加，同时为了增加水泥强度，水泥的细度也不断提高，这些都使混凝土容易发生早期开裂并影响后期强度的发展，有损混凝土的耐久性。为了保证混凝土施工的耐久性质量，避免因耐久性不足而增加今后工程使用过程中的庞大维修费用并缩短工程的正常使用寿命，应从长远利益出发，坚持合理的施工期限，对混凝土强度不要追求早强。海工高性能混凝土的强度指标应根据工程不同部位合理选择，28天强度不低于40 MPa，对于预制结构，不追求早期强度，如大体积结构或是南方夏季施工，还应限制早期强度。但对于受潮位影响的现浇结构，早期强度高有利于抵抗早期腐蚀性介质的侵蚀，避免环境中有害物质过早侵入，要求3天强度宜不低于25 MPa。
