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1、高性能混凝土产业化发展的若干思考中国混凝土网 2005-9-7摘要 本文通过对高强高性能混凝土的研究应用回顾，提出了普通混凝土高性能化是今后我国高性能混凝土产业化发展的主导方向，也是解决当前泵送混凝土普遍存在的早期开裂趋势明显的主要技术途径。对制约高性能混凝土产业化发展的水泥品质、现行规范和施工养护工艺等因素作了深入阐述。关键词 高性能能混凝土土； 产业化化发展； 普普通混凝凝土高性性能化； 高高性能水水泥； 混凝凝土体积积稳定性性； 配合比比设计Some ponnderratiion on thee inndusstriial devveloopmeent of higgh pperffor
2、mmancce cconccretteXIA WWei(Shaanhaai BBuilldinng MMateeriaal CConccrette PProdductt Coo ，LLtd. ，SShannghaai 22018803 ，Chhinaa)Abstrractt : Itt iss puut fforwwardd ，bby rreviiewiing on thee reeseaarchhes andd apppliicattonss off HSSC/ HPCC ，tthatt thhe hhighh peerfoormiing of orddinaary conncreete i
3、s a mmainn aiim oof tthe inddusttriaal ddeveeloppmennt oof HHPC in thee fuuturre ，aand alsso iis aa teechnnicaal wway whiich willl ssolvve ccracckinng pprobblemm off orrdinnaryy puumpiing conncreete at earrly agee. TThe infflueenciing facctorrs uuponn thhe iinduustrriall deevellopmmentt off HPPC iin
4、clludiing cemmentt quualiity， preesennt sspeccifiicattionn， ccuriing conndittionns aare disscusssedd.Key wwordds : hhighh peerfoormaancee cooncrretee ； inddusttriaal ddeveeloppmennt ；higgh pperfformmingg off orrdinnaryy cooncrretee ； higgh pperfformmancce ccemeent ；voolumme sstabbiliity of conncreet
5、e ； ddesiigniing of mixxingg prropoortiion高强高性性能混凝凝土研究究应用回回顾 220 世世纪800 年代代中后期期掀起的的高强混混凝土研研究热，提提升了我我国混凝凝土技术术的总体体水平，带带动了制制品成套套机械、施施工技术术和水泥泥制造等等相关产产业链的的发展。CC80C1000 的的高强混混凝土陆陆续应用用于大跨跨度桥梁梁、海军军工程、先先张法PPHC 管桩和和铁路PPC 及及轨枕制制品等1 。毋庸庸置疑，高高强混凝凝土工程程应用作作为一种种技术储储备，为为此后的的高性能能混凝土土研发提提供了坚坚实的理理论和实实践基础础。随着着大规模模城市改改造的
6、建建设热潮潮，预拌拌混凝土土技术的的开发普普及，泵泵送混凝凝土技术术日臻成成熟。自自19881 年年上海宾宾馆首次次采用泵泵送混凝凝土施工工工艺以以来，垂垂直泵送送高程以以80mm 为起起点，屡屡创新高高。继119899年1558m高高的上海海南浦大大桥主塔塔采用CC40 泵送混混凝土后后，广东东国际大大厦创造造了一级级泵送2200mm 的纪纪录，并并在顶层层飞机坪坪成功应应用了CC60 泵送混混凝土1；19995 年年上海杨杨浦大桥桥主塔CC50 高强混混凝土泵泵送高度度再次被被刷新，达达到了2208mm；19997年年88 层金茂茂大厦则则创下CC40 混凝土土一次泵泵送3882.55m
7、的的世界纪纪录22 。值值得一提提的是，当当时的高高泵程混混凝土大大多属于于满足早早强要求求的高强强混凝土土范畴。在在混凝土土质量上上， 要要求“早早强不早早凝”，如如南浦大大桥C440 混混凝土要要求三天天强度达达70 % ，凝凝结时间间大于112h。当当时的混混凝土配配比设计计大多采采用以普普通水泥泥为主，少少量掺有有10 %的普普通粉煤煤灰并复复合缓凝凝效果的的高效减减水剂1 。与此同时，以以耐久性性为标志志的高性性能混凝凝土概念念引入我我国，赋赋予了现现代混凝凝土技术术除满足足高强、流流态化之之外新的的技术内内涵。由由于高性性能混凝凝土符合合与时俱俱进可持持续发展展的时代代理念，它它的
8、研发发引起了了现代混混凝土技技术的深深刻变革革。优质质矿物外外掺料已已成为现现代混凝凝土技术术中不可可或缺的的第六组组分。上上海市率率先于119988 年、119999 年颁颁布实施施“高钙钙粉煤灰灰混凝土土应用技技术规程程”和“粒粒化高炉炉矿渣微微粉在水水泥混凝凝土中应应用技术术规程”，为为发展高高性能混混凝土提提供了必必要的理理论依据据。同时时，粉煤煤灰的综综合利用用水平连连续多年年突破1100 % ，粉粉煤灰已已从单一一的道路路填筑，应应用到墙墙体材料料、陶粒粒制造、水水泥和混混凝土外外掺料及及预拌商商品砂浆浆等建材材生产各各个领域域。此外外，减水水率300 %以以上，保保塑性、水水泥适
9、应应性俱佳佳的氨基基磺酸盐盐系列高高效减水水剂和聚聚羧酸高高性能减减水剂的的研制，功功能型复复合高性性能外掺掺料的研研发，均均为高性性能混凝凝土的应应用发展展提供了了强有力力的技术术支持。其其中矿渣渣微粉作作为一种种新型可可大量替替代水泥泥的活性性掺合料料，上海海市于119977 年起起，在矿矿渣微粉粉的制成成工艺、混混凝土材材性研究究和工程程应用方方面取得得了一系系列成果果。矿渣渣微粉混混凝土应应用的代代表作有有:19998 年1 月上海海教育电电视台综综合楼基基础一次次性浇捣捣C400P6泵泵送混凝凝土30000mm3，采用用矿渣微微粉和粉粉煤灰双双掺技术术，胶结结材用量量4300kg/m
10、3，水泥泥用量占占46%；明天天广场在在部分混混凝土结结构中应应用了CC80 泵送混混凝土330000m3， 在在混凝土土配比设设计中， 采用比比表面积积为6000m22/ kkg 的的S1115 级级矿渣微微粉替代代传统的的硅灰，混混凝土配配制成本本较国产产硅灰下下降9%3 。纵观我国高高性能混混凝土的的应用实实践可以以发现，高高性能混混凝土应应用局限限于少量量标志性性建筑中中的高强强等级混混凝土，且且未见水水泥取代代率500%以上上用于上上部混凝凝土结构构的文献献报道。如如上述明明天广场场C800 高强强混凝土土，S1115 级矿渣渣微粉掺掺量仅220 % ，水水泥用量量仍高达达4800k
11、g/m3 ；国国家大剧剧院部分分钢管柱柱采用CC1000 高强强高性能能混凝土土，复合合外掺料料占胶结结料总量量的255% ，水水泥用量量仍达4450kkg/mm3 。其其配比设设计的技技术路径径与“绿绿色环保保”的高高性能混混凝土设设计理念念仍有明明显差距距。另一一方面，量量大面广广的普通通C200C440 流流动性泵泵送混凝凝土却面面临着体体积稳定定性差、早早期塑性性开裂等等耐久性性劣化问问题，已已成为困困惑预拌拌混凝土土发展的的严峻现现实课题题。普通通泵送混混凝土的的耐久性性提高应应该是高高性能混混凝土产产业化发发展最具具现实意意义的主主导方向向。以普普通泵送送混凝土土C200C330
12、的的胶结材材总量(30003550)kkg/mm3 ，就就能配制制出抗化化学侵蚀蚀、干缩缩小、抗抗渗性能能成倍提提高的CC40C500 高性性能混凝凝土44 。无论论是现实实的技术术储备，还还是预拌拌混凝土土生产水水平和泵泵送施工工技术，完完全能实实现C220CC40 流动性性泵送混混凝土的的高性能能化。然然而，基基于对高高性能混混凝土的的认知程程度，以以及现行行规范的的约束，高高性能混混凝土产产业化发发展依然然是任重重道远。本本文以预预拌混凝凝土行业业发展为为视角，剖剖析高性性能混凝凝土产业业化发展展的若干干制约因因素，并并籍此抛抛砖引玉玉，提请请有关专专家学者者共同关关注，为为我国高高性能
13、混混凝土发发展创造造必要的的外部环环境。2 高性性能混凝凝土的强强度、耐耐久性和和工作性性2.1 高性能能混凝土土的强度度 高高性能混混凝土从从上世纪纪九十年年代初由由美国NNISTT与ACCI 首首次提出出以来，因因不同学学者的专专业背景景视角及及认知程程度上的的差异，至至今未有有完整明明确的概概念化定定义。但但在高强强混凝土土和高性性能混凝凝土关系系上，渐渐成共识识，即“高高强混凝凝土未必必高耐久久性，高高耐久性性未必高高强”。吴吴中伟院院士曾于于19996 年年提出，高高性能混混凝土应应包括中中等强度度混凝土土，如CC30 混凝土土。之后后又提出出，大量量处于严严酷环境境中的海海工、水水
14、工结构构对混凝凝土强度度要求并并不高(C300 左右右) ，但但耐久性性要求却却很高。以以吴院士士的表述述推论，对对于抗冻冻混凝土土，由于于掺加了了引气剂剂，混凝凝土强度度等级不不过C330 左左右，但但其抗冻冻能力却却远胜于于C500C660 的的高强混混凝土。因因此不能能简单地地用强度度等级来来界定高高性能混混凝土。普普通混凝凝土高性性能化是是今后若若干年高高性能混混凝土产产业化发发展的方方向。 国家科科委于220011 年关关于“十十五国家家科技攻攻关计划划新型型高性能能混凝土土及其耐耐久性研研究”的的批复中中指出，应应“研制制中等强强度高性性能混凝凝土和用用不同强强度等级级水泥配配制的
15、高高性能混混凝土，新新拌混凝凝土抗离离析好，泌泌水率低低，出机机混凝土土坍落度度18ccm 以以上，经经1.55h 坍坍落度损损失不大大于4ccm ，保保证混凝凝土有良良好的泵泵送性能能和施工工性能；硬化混混凝土强强度等级级，冻融融循环、氯氯离子渗渗透值等等达到高高性能混混凝土的的相应性性能指标标”。2.2 高性能能混凝土土的耐久久性 对于于高性能能混凝土土的耐久久性指标标，不应应强调统统一的固固化模式式，面面面俱到一一劳永逸逸的高性性能混凝凝土并不不符合我我国国情情。所谓谓高性能能混凝土土，具有有特定使使用环境境下的耐耐久性，适适宜的强强度和工工作性，满满足预期期使用寿寿命的耐耐久性要要求，
16、最最大限度度地减少少预期使使用年限限内的维维护修补补费用，同同时应符符合保护护环境，减减轻环境境负荷可可持续发发展的设设计目标标。对一一些公共共标志性性建筑，一一次性投投入巨大大，服务务年限内内使用维维护费用用高，可可以采用用耐久性性设计1100 年以上上的高性性能混凝凝土。表表1为国国家大剧剧院工程程C1000 高高性能混混凝土的的耐久性性设计参参数。而而一般民民用建筑筑设计使使用寿命命50 年，在在耐久性性设计方方面，应应以体积积稳定性性和抗碳碳化能力力为控制制指标。如如放射性性核素限限量、外外加剂氨氨释放量量等环境境评价合合格，即即完全满满足现代代人居环环境的要要求。普普通C330 混混
17、凝土经经高性能能配伍后后，足以以满足耐耐久性需需求。表1 CC1000 高性性能混凝凝土的耐耐久性设设计参数数配制强度fcu，2281115MMPa扩展度500mmm；33h损失失率11%体积稳定性性60d收缩缩310-4抗渗等级P35抗冻融等级级F200以以上氯离子渗透透系数1.510-8cmm2/s碳化深度28d00.5mmm2.3 高性能能混凝土土的工作作性 高高性能混混凝土在在工作性性方面，必必须具备备较强的的保塑性性和一定定的流动动度保持持能力。但但在流动动性指标标上，不不必拘泥泥于坍落落度大于于1800mm 以上，扩扩展度6600mmm以上上或以锥锥体排空空时间表表征的流流动性限限
18、值。只只要具有有一定的的流动性性，满足足施工所所需的和和易性、密密实性即即可。如如日本发发展自密密实免振振捣混凝凝土，是是基于减减少城市市噪音污污染和劳劳动力成成本高昂昂考量。对对城市建建筑、人人口高密密度区，配配筋稠密密的工程程，可采采用自密密实免振振捣混凝凝土。而而对一些些在一定定流动度度下，即即能满足足泵送要要求，盲盲目套用用坍落度度1800mm 以上的的量化指指示，实实属矫枉枉过正且且不符技技术经济济的合理理原则。3 高性性能混凝凝土产业业化发展展对水泥泥质量的的要求 长长期以来来，水泥泥和混凝凝土分属属建材、建建工两大大系统，历历史形成成的条块块分割格格局，不不利于高高性能混混凝土产
19、产业发展展方向。混混凝土技技术人员员不了解解水泥制制造工艺艺，水泥泥企业不不知晓混混凝土发发展动态态。在水水泥产品品结构上上，以高高细度、高高标号、高高早强为为标志的的“三高高水泥”成成了近年年来水泥泥质量的的发展主主流。随随着对碱碱骨料反反应的重重视，水水泥的碱碱含量才才被真正正关注。从从目前水水泥产品品的结构构和质量量现状而而言，远远远不能能适应高高性能混混凝土对对耐久性性的要求求。因此此，高性性能混凝凝土产业业化发展展的前提提条件，是是实现水水泥的高高性能化化。3.1 高性能能混凝土土对水泥泥矿物组组成的要要求 在在水泥矿矿物组成成中C33A 需水水量最大大，水化化快放热热集中，对对外加
20、剂剂吸附量量最大，适适应性差差，抗硫硫酸盐侵侵蚀能力力较弱。尤尤其是在在低温条条件下烧烧成的熟熟料，析析晶出来来的C33A 和CC4AF 含量高高，水泥泥标准稠稠度用水水量大，与与外加剂剂相容性性差。有有研究表表明，水水泥熟料料中C33A 含量量每增加加1% ，标准准稠度用用水量也也同步提提高1%；而水水泥标准准稠度用用水量每每增加11% ，混混凝土用用水量相相应提高高(68)kkg/ m3 。另另外，水水泥净浆浆流动度度随C33A + C4AF总总量的减减少而提提高55 。水水泥碱含含量越大大，对萘萘系减水水剂相容容性就越越差，凝凝结时间间缩短。 因因此，减减少水泥泥熟料中中间相CC3A 和
21、CC4AF 总量是是高性能能水泥必必须具备备的主要要特征。以以C2S 矿矿物含量量达500%以上上的高贝贝利特低低热型硅硅酸盐水水泥，被被认为是是最适宜宜配制高高性能混混凝土的的品种。该该项目已已被列入入“十五五”国家家科技攻攻关计划划， 建建立强度度等级大大于522.5MMPa ，年产产10万万吨以上上规模的的若干示示范线。3.2 水泥中中的掺合合科对配配制高性性能混凝凝土的影影响 国国标GBB1755-19999“硅硅酸盐水水泥、普普通硅酸酸盐水泥泥”允许许型硅酸酸盐水泥泥中掺加加不超过过水泥质质量5%的石灰灰石或粒粒化高炉炉矿渣，普普通水泥泥中活性性混合材材掺量不不得超过过15% ，非非
22、活性混混合材掺掺量不得得超过水水泥质量量的100%。允允许在水水泥生产产中掺加加混合材材是基于于各地方方充分利利用当地地自然资资源，减减少水泥泥生产对对环境负负荷的影影响，整整合地方方资源优优势。然然而，目目前水泥泥质量的的严重异异化却背背离了标标准制定定者的良良好初衷衷。部分分水泥生生产厂和和粉磨站站(配制制厂) 提供的的普通水水泥，其其中的混混合材种种类数量量远远突突破国际际的限定定要求，尤尤其在市市场供求求关系失失衡，价价格上扬扬建设过过热的景景气条件件下，这这一现象象更加突突出。而而现行水水泥标准准对普通通水泥烧烧失量的的限值为为5 % ，明明显过于于宽松，使使上述企企业在混混合材使使
23、用上更更加游刃刃有余。预预拌混凝凝土企业业在水泥泥验收检检验中又又往往将将烧失量量指标忽忽略，事事实上普普通水泥泥的烧失失量超过过4%已已相当普普遍，导导致当前前水泥的的需水量量明显上上升，目目前普通通水泥的的标准稠稠度用水水量均值值已突破破27 %。同同一厂家家一年内内强度极极差超过过10MMPa不不在少数数，对外外加剂适适应性问问题日益益加剧；部分水水泥企业业掺入大大量轻烧烧态的火火山灰混混合材，引引起混凝凝土严重重泌水，并并使混凝凝土体积积明显减减缩，并并发生塑塑性开裂裂；一些些水泥粉粉磨站(配制厂厂) 将将从不同同水泥厂厂采购的的熟料和和不同电电厂排放放的粉煤煤灰分别别混于一一仓，用用
24、于配制制普通水水泥；另另一些发发生水泥泥购并的的集团企企业，不不同产地地的熟料料冠以同同一牌号号销售，致致使同一一厂家同同一牌号号的水泥泥矿物组组成差异异悬殊，需需水量和和凝结时时间令预预拌混凝凝土企业业无法掌掌控。 尽尽管水泥泥行业标标准对水水泥出厂厂强度有有最低限限制要求求，但该该限值为为企业内内控指标标。对水水泥用户户验收而而言，仍仍适用于于国标，即即使水泥泥实测强强度为442.55MPaa ，仍仍为合格格品。某某预拌混混凝土企企业使用用一水泥泥中转站站(含配配制) 提供的的P 52.5 水水泥，并并用大掺掺量矿粉粉和粉煤煤灰配制制泵送混混凝土，因因发生混混凝土强强度不合合格，追追溯后发
25、发现该批批水泥228d 强度仅仅53.7MPPa ，后后经多方方证实，该该水泥中中转站在在中转环环节中，仍仍大量掺掺加矿粉粉和粉煤煤灰，且且达到了了普通水水泥的掺掺加水平平，但提提供的水水泥质保保单上，228d 强度均均大于558MPPa 。对对利润追追求的最最大化及及市场供供求关系系的改变变，可以以使少数数水泥企企业利令令智昏地地改变既既定的质质量管理理体系，这这着实是是一个令令混凝土土技术人人员困惑惑不已的的现实难难题。 综综上所述述，水泥泥品质的的现状已已成为制制约高性性能混凝凝土产业业化发展展的严重重瓶颈，从从高性能能混凝土土产业化化发展着着言，水水泥生产产工艺中中应取消消掺加混混合材
26、，普普通水泥泥应尽快快退出历历史舞台台。允许许在水泥泥生产中中掺加混混合材，即即增加了了水泥质质量中的的不确定定因素，给给混凝土土质量控控制带来来不可逾逾越的质质量盲点点，对混混凝土耐耐久性提提高构成成潜在威威胁。混混合材的的使用应应改由水水泥厂的的“暗箱箱”操作作为预拌拌混凝土土企业的的“阳光光”配制制，即依依据不同同的使用用功能，选选择适宜宜的功能能型掺合合料。33 高性能能混凝土土对水泥泥细度要要求 水水泥标准准中的细细度指标标对高性性能混凝凝土配制制用水泥泥并不具具有重要要意义。过过高的细细度对外外加剂吸吸附量大大，且在在低水胶胶比条件件下，易易产生自自收缩。以以同种水水泥不同同的细度
27、度在一定定的水灰灰比和外外加剂用用量下，净净浆流动动度随水水泥细度度的增大大而下降降6 。一一些熟料料烧成质质量较差差的水泥泥厂，为为满足早早期强度度往往以以提高粉粉磨细度度来达到到，导致致对外加加剂适应应性变差差。此外外，水泥泥颗粒中中(430)m 的颗粒粒对强度度贡献最最大，大大于600m的的颗粒仅仅起填充充作用，小小于3m 的的颗粒对对减少泌泌水，早早强有利利；水泥泥颗粒分分布窄，颗颗粒堆积积的空隙隙率大，水水泥的标标准稠度度用水量量大，凝凝结时间间长，早早期强度度低，与与外加剂剂相容性性差77 。配制制高性能能混凝土土的水泥泥，应具具有连续续的颗粒粒分布级级配，使使水泥粉粉体达到到最佳
28、堆堆积密度度，用水水量最低低，与外外加剂匹匹配性强强。因此此，高性性能混凝凝土用水水泥的细细度，应应以颗粒粒分布级级配表征征，取代代目前的的细度评评价法。4 高性性能混凝凝土的体体积稳定定性41 提高混混凝土体体积稳定定性的技技术途径径 预预拌混凝凝土是国国家产业业发展的的基本国国策，但但由此也也引发了了混凝土土早期开开裂的负负面影响响，普通通泵送混混凝土228d 干缩值值为(336)100-4 ，而而高强高高性能混混凝土因因胶结材材用量高高，采用用超细外外掺料低低水胶比比，早期期的自收收缩可达达(24) 100-4 。经经试验证证实88 ，掺掺加粉煤煤灰和矿矿粉的泵泵送混凝凝土从加加水至混混
29、凝土初初凝时段段的塑性性收缩率率更达(1.552.2) %，在在一定的的约束条条件下，早早期开裂裂趋势增增强。现现代混凝凝土的体体积稳定定性问题题日益突突出，这这些体积积稳定性性涉及到到混凝土土早期裂裂缝的形形成和扩扩展。因因此，在在高性能能混凝土土产业化化发展中中，必须须引入具具有减缩缩、补偿偿收缩为为功效的的设计理理念，合合理选材材，从源源头上采采取措施施提高混混凝土的的体积稳稳定性。如如三峡大大坝混凝凝土采用用中热水水泥，并并控制水水泥中MMgO 含量达达(3.555.0) %，利利用方镁镁石水化化产生体体积膨胀胀，补偿偿混凝土土降温阶阶段的温温度收缩缩。近年年来，流流行了以以硫铝酸酸钙
30、膨胀胀剂为膨膨胀源补补偿混凝凝土收缩缩的配合合比设计计思路，并并被大量量用于混混凝土墙墙、顶板板等上部部结构。因因钙矾石石对养护护条件相相对苛刻刻，必须须以充分分的水份份供给为为前提，然然而目前前的施工工条件既既无法保保证垂直直墙板的的保湿养养护，又又不能满满足顶板板的大面面积覆盖盖保湿，顶顶板浇捣捣后处于于太阳曝曝晒的情情景司空空见惯，结结果出现现了更为为严重的的干缩裂裂缝。许许多膨胀胀剂厂商商夸大产产品功能能，利用用业主发发展商对对混凝土土抗裂防防水的迫迫切要求求，在名名称上故故弄玄虚虚，将硫硫铝酸钙钙膨胀剂剂冠以抗抗裂防水水剂，使使缺乏材材料研究究背景的的设计院院轻易采采信，导导致因膨膨
31、胀剂设设计使用用不当而而引发的的混凝土土开裂事事故不断断。值得得一提的的是，具具有减缩缩、补偿偿收缩双双功效的的混凝土土体积稳稳定剂的的开发，满满足了高高性能混混凝土对对体积稳稳定性的的要求9 。以该该体积稳稳定剂(266)%掺掺入普通通粉煤灰灰、矿粉粉中，在在气干状状态下的的28dd 干缩缩控制在在2.55 110-44以下，在在水中的的膨胀值值为(00.51.55) 10-4，同同时也提提高了混混凝土的的抗介质质渗透等等耐久性性能。4.2 混凝土土体积稳稳定性研研究中的的三阶段段划分 近近年来，在在方兴未未艾的矿矿渣微粉粉研究热热中，大大量的研研究偏重重于“大大掺量取取代”、“活活性指数数
32、”等强强度效应应和耐久久性提高高的复演演性试验验中，对对矿渣微微粉的应应用技术术缺乏深深入研究究，尤其其是对掺掺矿渣微微粉混凝凝土塑性性阶段的的泌水性性能仍处处于研究究盲点。对对混凝土土的体积积稳定性性研究应应包括不不可分割割的三个个阶段：一阶段段，从加加水到混混凝土初初凝，混混凝土从从流动状状态到塑塑性丧失失期，此此阶段混混凝土固固相颗粒粒沉降，伴伴随泌水水发生，体体积减缩缩，为塑塑性收缩缩期；二二阶段，混混凝土初初凝之后后到244h 龄龄期，混混凝土由由塑性转转型为弹弹粘性体体，该时时段以混混凝土自自收缩最最为显著著集中，为为自收缩缩阶段；三阶段段，244h 龄龄期后为为干缩期期。三个个阶
33、段的的基准零零点界限限清晰，测测试方法法相对独独立，其其中第三三阶段实实测的干干缩值包包含了一一部分后后期的自自收缩。当当前学术术界较关关注于后后两个阶阶段，对对第一阶阶段混凝凝土塑性性收缩率率的评价价极其影影响因素素的研究究表明8 ，掺矿矿渣微粉粉混凝土土的塑性性收缩率率随矿粉粉掺量的的提高而而增大，掺掺量从225%提提高至550% ，混凝凝土的塑塑性收缩缩率从22.2 %增至至3.66 % ，在钢钢筋约束束条件下下，于楼楼板表层层及楼板板梁连接接处极易易发生塑塑性开裂裂，这些些于混凝凝土塑性性阶段产产生的微微裂缝，在在此后施施工外荷荷载作用用下扩展展延伸。学学术研究究中的浮浮澡性，“大大掺
34、量等等量取代代”在一一定程度度上误导导了一部部分预拌拌混凝土土企业，迎迎合了一一部分预预拌混凝凝土企业业“降本本节支”的的需求，忽忽视了矿矿渣微粉粉的颗粒粒形貌特特征对混混凝土体体积稳定定性带来来的负面面影响。由由此可见见，在高高性能混混凝土的的体积稳稳定性研研究中，除除考虑自自收缩和和干缩对对混凝土土的体积积稳定性性影响外外，更不不可低估估混凝土土的塑性性收缩对对早期开开裂的决决定作用用。建议议高性能能混凝土土的塑性性收缩率率应控制制在1 %以内内。5 高性性能混凝凝土的配配合比设设计5.1 现行规规范的适适应性 高高性能混混凝土虽虽有十多多年的研研发历史史，但迄迄今为止止，国内内尚无纲纲领
35、性的的配合比比设计指指南。除除少数对对耐久性性要求较较高的重重点项目目外，作作为预拌拌混凝土土企业具具有自主主开发愿愿望的，现现行规范范对此难难以提供供有力的的技术支支持。具具体体现现在“普普通混凝凝土配合合比设计计规程”10中关于“最大水灰比”和“最低水泥用量”的表述和理解上：对处于“干燥环境”下“正常居住或办公用房屋内部件”的钢筋混凝土，其“最大水灰比”不得超过0.65 ，最小水泥用量不得小于260kg/m3 。此处的“水灰比”应理解为“水胶比”，“水泥用量”泛指“胶结材总量”。然后该规程在泵送混凝土配合比设计中，又提出了“泵送混凝土的用水量与水泥和矿物掺合料的总量之比不宜大于0.60”“
36、， 泵送混凝土的水泥和矿物掺合料的总量不宜小于300kg/ m3”。此处又十分明确地运用了“水胶比”和“胶结材总量”概念。前后两者的概念表述就本质而言是连贯的，并不矛盾。然而，以表3中的“HPC(A) ”高性能化配合比为例，水胶比为0.50 ，胶结材总量为350kg/m3，完全符合规程要求。但对不谙材料研究的建设监理、施工技术代表而言，可以理直气壮地理解为：水灰比1.0 ，水泥用量175kg/m3，不符规程要求，拒绝混凝土施工浇捣。5.2 高性能能混凝土土的最大大外掺料料限量 高高性能混混凝土配配合比设设计应以以最大限限度地减减少水泥泥用量为为终极目目标，努努力减轻轻水泥混混凝土生生产对环环境
37、负荷荷的影响响程度为为己任。据据统计，119977 年我我国水泥泥产量达达5 亿亿吨，耗耗煤59940万万吨，标标准煤比比国外平平均水平平高411%；电电力消耗耗5500亿千瓦瓦时，占占全国工工业用电电量的66.544% ，综综合电耗耗为(1115-1200) kkwh/t ，比比国际先先进水平平高200%330%；石灰石石耗用4418亿亿吨，吨吨水泥耗耗用0.95 吨00.988 吨；CO22排放量量3.66亿吨，SSO2 为866 万吨吨，烟尘尘及粉尘尘排放量量为6990万吨吨7550万吨吨，占全全国工业业烟尘总总排放量量四分之之一强。与与此同时时，19997年年全国县县以上工工业企业业固
38、体废废物产生生量及排排放量分分别为66.6 亿吨、115499万吨，220000 年则则分别达达到了88.2亿亿吨、331866 万吨吨。鉴于目前预预拌混凝凝土普遍遍掺加了了粉煤灰灰和矿粉粉，且掺掺加总量量已达440%左左右。因因此，高高性能混混凝土产产业化发发展应以以50%的水泥泥取代率率为目标标起点。在在应用技技术上处处理好大大掺量与与混凝土土早期强强度低的的矛盾，特特别应重重视因大大掺量使使用混合合材配伍伍不当，早早期强度度递进缓缓慢造成成的混凝凝土开裂裂。因此此，在规规范111 ，112 中，对对于上部部结构，都都出现了了外掺料料最大限限量的条条款。但但是，由由于目前前功能性性外掺料料
39、的品种种、活性性均超出出了上述述规范涉涉及的外外掺料，对对外掺料料掺量的的限制性性条款不不符合高高性能混混凝土产产业化发发展对环环境减负负的终极极目标。而而应将对对外掺料料掺量的的限量控控制改为为对混凝凝土强度度递进率率的掌控控，既避避免过度度早强引引发混凝凝土内裂裂缝，又又必须满满足正常常施工对对混凝土土合理的的早强要要求。表表2 列列出了高高性能混混凝土强强度递进进控制模模式。表2 高高性能混混凝土强强度递进进控制模模式龄期/d1371428达混凝土设设计强度度等级的的百分数数15-20040-50070-800100-1110120-11305.3 高性能能混凝土土的最低低水泥用用量 最
40、最低水泥泥用量的的提出，是是为确保保混凝土土必要的的耐久性性。但对对部分经经改性处处理，活活性和综综合耐久久性指标标符合甚甚至超过过GB/T 1187336-220022“高强强高性能能混凝土土用矿物物外加剂剂”的二二元、三三元复合合外掺料料，应不不受规范范相应条条款的限限制。如如规范11 中规规定上部部结构最最低水泥泥用量为为2000kg/m3 ，但但只要高高性能化化的技术术途径可可行，设设计方法法正确，合合理选材材配伍，仅仅1200kg/m3的水泥泥用量，就就能配制制出抗渗渗等级PP21 以上的的高性能能混凝土土4 。另另一方面面，从混混凝土成成本考虑虑，对胶胶结材总总量为3300kkg/
41、mm3的普通通混凝土土高性能能化，水水泥用量量不突破破2000kg/m3的限制制要求，则则无法付付诸实际际应用。5.4 高性能能混凝土土的用水水量 降降低混凝凝土的用用水量是是配制高高性能混混凝土的的主要技技术手段段，而混混凝土的的用水量量与外加加剂的总总体应用用水平相相关。目目前预拌拌混凝土土采用的的泵送剂剂仍以普普通减水水剂为主主导品种种，随着着粉煤灰灰和矿粉粉双掺技技术的应应用，减减水率达达12 %115 %的中效效减水剂剂应运而而生，高高效减水水剂则主主要用于于高强混混凝土。由由表3可可知，目目前外加加剂在混混凝土的的成本构构成中不不超过55 %，普普通减水水剂则更更低。显显然这一一应
42、用水水平与高高性能混混凝土产产业化发发展要求求相距甚甚远。在在水泥价价格持续续走低的的条件下下，使用用高效减减水剂配配制普通通泵送混混凝土会会导致成成本上升升。预拌拌混凝土土企业宁宁可多消消费水泥泥，也不不愿使用用对提高高耐久性性有利的的高效减减水剂。因因此，高高性能混混凝土产产业化发发展必须须以提高高我国混混凝土外外加剂的的总体应应用水平平为前提提，从立立法上明明确限制制混凝土土单位用用水量。现现阶段，鉴鉴于合理理的承受受能力，应应鼓励使使用价格格适中的的减水率率为155 %18 %的萘萘系高效效减水剂剂，使配配制C440以下下等级泵泵送混凝凝土的用用水量不不超过1180kkg/mm3成为可
43、可能。6 高性性能混凝凝土的成成本分析析 表表3 为为在保持持水胶比比不变前前提下，分分别用不不同类型型的高效效减水剂剂对常用用的C330 泵泵送混凝凝土高性性能化后后的成本本分析结结果。从从中可以以看出，选选用价格格较低的的萘系高高效减水水剂，550 %复合高高性能外外掺料配配制的高高性能混混凝土，其其成本同同比下降降2 %，但混混凝土性性价比却却大幅度度提升；对性能能优异的的聚羧酸酸高性能能减水剂剂，虽然然配制的的高性能能混凝土土可见成成本较高高，但由由于强度度、耐久久性能的的进一步步提高，其其潜在的的综合经经济效益益理应是是最佳的的。国外外的研究究也表明明，用粉粉煤灰和和矿粉取取代部分分
44、水泥配配制的高高性能混混凝土，只只会降低低成本13。注：材材料价格格参照上上海市220044 年66 月市市场价，水水泥品种种为PO422157 高性性能混凝凝土产业业化发展展对施工工养护工工艺的要要求 现现行施工工技术和和养护工工艺对泵泵送混凝凝土早期期开裂的的影响不不可低估估。一些些施工单单位为加加快施工工周期，片片面追求求混凝土土早强，缩缩短混凝凝土初凝凝时间，加加剧了混混凝土内内裂缝的的产生；在混凝凝土塑性性阶段，缺缺乏防止止水份蒸蒸发的保保湿措施施，硬化化后混凝凝土又不不经适度度的湿养养。传统统的薄膜膜加草袋袋养护工工艺已不不适应高高性能混混凝土产产业化发发展需要要。有专专家指出出，
45、混凝凝土的保保温保湿湿应当被被作为一一项工程程来对待待，与模模板工程程、预埋埋件工程程等受到到同等重重视114 。在有有关行业业规范中中，混凝凝土的养养护工艺艺已被充充分体现现。如“公公路水泥泥混凝土土路面养养护技术术规范”JJTJ0073111 - 20001 作为我我国第一一部完整整的专业业性养护护规范已已得到贯贯彻实施施；“水水工混凝凝土施工工规范”DDL/ T51144 - 220011 中，则则强调了了对混凝凝土的温温度保护护和养护护。采用化学喷喷涂技术术，在混混凝土终终饰面完完成后并并接近混混凝土初初凝时，对对混凝土土表面喷喷涂养护护剂，阻阻断混凝凝土表面面的毛细细孔与外外界的连连
46、通，内内部水份份不致蒸蒸发迁移移，保证证混凝土土内部的的水化反反应持续续进行。这这类养护护剂一般般采用以以石腊、氯氯化橡胶胶为主要要成份，其其他还包包括可控控高分子子吸收材材料等。最最近国外外又提出出了在混混凝土初初凝前即即进行水水养的PPonddingg cuurinng 工工艺，以以降低混混凝土在在塑性阶阶段的体体积变形形。由此此可见，提提高我国国的混凝凝土养护护工艺水水平，开开发具有有保温保保湿功效效的混凝凝土养护护剂产品品，对提提高混凝凝土的抗抗塑性收收缩能力力，缓解解泵送混混凝土早早期开裂裂趋势，发发展高性性能混凝凝土大有有裨益。8 结论论 高高性能混混凝土产产业化发发展必须须以现实
47、实国情为为基础，合合理的经经济性为为原则，授授众的承承受力为为前提。在在技术层层面上，应应以适宜宜的工作作性、适适宜的强强度和适适宜的耐耐久性为为量化导导向。普普通混凝凝土高性性能化是是高性能能混凝土土产业化化发展的的重中之之重，也也是解决决当今预预拌混凝凝土行业业发展中中普遍存存在的塑塑性收缩缩大，早早期开裂裂趋势明明显的主主要技术术路径。 高高性能混混凝土产产业化发发展必须须以实现现水泥的的高性能能化和提提高我国国混凝土土外加剂剂的总体体应用水水平为前前提。高高性能水水泥必须须具备较较低的需需水性，与与外加剂剂适应性性好；在在矿物组组成上，应应增加对对提高混混凝土耐耐久性有有利的矿矿物含量量，减少少对需水水量影响响大，外外加剂适适应性差差及耐久久性不利利的C33A、C4AF 含量；高性能能水泥还还应具有有较佳的的连续颗颗粒分布布级配，使使之符合合用水量量最小化化的耐久久性设计计原理，同同时，高高性能水水泥应以以水泥的的颗粒分分布级配配表征，细细度评价价法不适适用于高高性能水水泥；在在力学强强度上，高高性能水水泥还应应有一定定的强度度储备，为为大掺量量应用矿矿物外掺掺料，减减轻环境境负荷创创造必要要条件。 目目前普通通水泥的的质量通通病表现现为：烧烧失量大大、需水水量上升升、强度度波动大大、矿物物组成差差异悬殊殊，对外外加