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1、摘 要随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 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。本文主要介介绍了高高性
2、能混混凝土发发展的历历史背景景及目前前国内外外的研究究现状，阐阐明了高高性能混混凝土的的特性，列列举了高高性能混混凝土在在国内外外研究应应用中的的重要成成果，并并对其发发展趋势势作出展展望。随着我我国建筑筑向高层层化、大大型化、现现代化的的发展，HHPC必必将成为为新世纪纪的重要要建筑工工程材料料。关键词：高高性能混混凝土；耐久性性；体积稳稳定性目 录引 言11一、高性能能混凝土土产生的的背景和和研究现现状1（一）背景景1（二）研究究现状及及发展方方向2二、高性能能混凝土土的性能能研究和和应用分分析2（一）高性性能混凝凝土的概概念2（二）高性性能混凝凝土的性性能3（三）高性性能混凝凝土发展展和
3、应用用中所面面临的问问题3三、高性能能混凝土土质量与与施工控控制4（一）高性性能混凝凝土原材材料及其其选用4（二）配合合比设计计控制要要点51.设计思思路有很很大区别别52.胶凝材材料用量量及粉煤煤灰所占占比例63.含气气量的要要求64.电通量量指标6（三）高性性能混凝凝土的施施工控制制6四、高性能能混凝土土的特点点7（一）高耐耐久性能能错误！未定义义书签。（二）高工工作性能能8（三）其它它8五、绿色高高性能混混凝土8（一）研发发绿色高高性能混混凝土的的必要性性8（二）绿色色高性能能混凝土土的可行行性9（三）绿色色高性能能混凝土土的发展展9六、高性能能混凝土土的发展展前景10七、结 论论10参
4、考文文献11致 谢11219高性能混凝凝土的研研究与发发展现状状引 言从18244年波特特兰水泥泥发明开开始，混混凝土材材料至今今已有1100多多年的历历史，以以水泥为为胶结材材的混凝凝土也取取得了具具大的发发展，由由普通混混凝土向向高性能能混凝土土发展。从从20世世纪以来来，混凝凝土就己己成为房房屋建筑筑、桥梁梁、水利利、公路路等现代代工程结结构首选选材料，混混凝土作作为土木木工程中中最大宗宗的人造造材料，其其用量巨巨大。据据统计，当当今我国国每年混混凝土用用量约1109mm3，并并且随着着我国近近年来工工业化、城城市化进进程的加加快，其其用量将将继续快快速增长长。人类类进入221世纪纪，随
5、着着科学技技术的快快速发展展，一种种又一种种新型混混凝土涌涌现出来来。混凝凝土能否否长期作作为最主主要的建建筑结构构材料，其其本身必必须具有有高强度度、高工工作性、高高耐久性性等性能能，因此此高性能能混凝土土是现代代混凝土土技术发发展的必必然结果果，是混混凝土的的发展方方向。高性能混凝凝土(HHighh Peerfoormaancee Cooncrretee，HPPC)是是20世世纪800年代末末90年年代初，一一些发达达国家基基于混凝凝土结构构耐久性性设计提提出的一一种全新新概念的的混凝土土，它以以耐久性性为首要要设计指指标，这这种混凝凝土有可可能为基基础设施施工程提提供1000年以以上的使
6、使用寿命命。区别别于传统统混凝土土，高性性能混凝凝土由于于具有高高耐久性性、高工工作性、高高强度和和高体积积稳定性性等许多多优良特特性，被被认为是是目前全全世界性性能最为为全面的的混凝土土，至今今已在不不少重要要工程中中被采用用，特别别是在桥桥梁、高高层建筑筑、海港港建筑等等工程中中显示出出其独特特的优越越性，在在工程安安全使用用期、经经济合理理性、环环境条件件的适应应性等方方面产生生了明显显的效益益，因此此被各国国学者所所接受，被被认为是是今后混混凝土技技术的发发展方向向。一、高性能能混凝土土产生的的背景和和研究现现状（一）背景景 当当代大跨跨、高层层、海洋洋、军事事工程结结构的发发展对混混
7、凝土提提出的更更高的要要求;处在恶恶劣环境境下既有有建筑不不断劣化化、退化化导致过过早失效效、退役役甚至出出现恶性性事故造造成巨大大损失的的严重后后果;原材料料生产、开开采造成成的生态态环境恶恶化以及及砂石料料枯竭、资资源短缺缺严重影影响进一一步发展展的严酷酷现实。这这就要求求混凝土土不断提提高以耐耐久性为为重点的的各项性性能, 多使用用天然材材料及工工业废渣渣保护环环境, 走可持持续发展展的道路路, 高性性能混凝凝土就是是在这种种背景下下出现并并逐步完完善与发发展的。 混凝凝土作为为用量最最大的人人造材料料，不能能不考虑虑它的使使用对生生态环境境的影响响。传统统混凝土土的原材材料都来来自天然
8、然资源。每每用1tt水泥，大大概需要要0.66t以上上的洁净净水，22t砂、33t以上上的石子子；每生生产1tt硅酸盐盐水泥约约需1.5t石石灰石和和大量燃燃煤与电电能，并并排放11tCOO2，而大大气中CCO2浓度增增加是造造成地球球温室效效应的原原因之一一。尽管管与钢材材、铝材材、塑料料等其它它建筑材材料相比比，生产产混凝土所所消耗的的能源和和造成的的污染相相对较小小或小得得多，混混凝土本本身也是是一种洁洁净材料料，但由由于它的的用量庞庞大，过过度开采采矿石和和砂、石石骨料已已在不少少地方造造成资源源破坏并并严重影影响环境境和天然然景观。有有些大城城市现已已难以获获得质量量合格的的砂石。另
9、另一方面面，由于于混凝土土过早劣劣化，如如何处置置费旧工工程拆除除后的混混凝土垃垃圾也给给环境带带来威胁胁。因此，未来来的混凝凝土必须须从根本本上减少少水泥用用量，必必须更多多地利用用各种工工业废渣渣作为其其原材料料；必须须充分考考虑废弃弃混凝土土的再生生利用，未未来的混混凝土必必须是高高性能的的，尤其其是耐久久的。耐耐久和高高强都意意味着节节约资源源。“高性能能混凝土土”正是在在这种背背景下产产生的。（二）研究究现状及及发展方方向针对混凝土土的过早早劣化，发发达国家家在200世纪880年代代中期掀掀起了一一个以改改善混凝凝土材料料耐久性性为主要要目标的的“高性能能混凝土土”开发研研究的高高潮
10、，并并得到了了各国政政府的重重视。从从20世世纪800年代开开始，各各国混凝凝土结构构设计规规范中逐逐渐突出出了耐久久设计的的考虑，从从只重视视强度设设计向强强度与耐耐久性并并重。进进入200世纪990后代代以后，混混凝土结结构耐久久性设计计方法成成为土木木工程领领域中的的研究重重点。针针对不同同环境类类别的侵侵蚀作用用，提出出材料性性能劣化化的理论论或经验验模式，并并据此估估算结构构的使用用寿命，成成为发展展和研究究耐久性性设计方方法的主主流。目目前，高高性能混混凝土的的发展有有以下几几个方向向：(1)绿色色高性能能混凝土土水泥混凝土土是当代代最大宗宗的人造造材料，对对资源、能能源的消消耗和
11、对对环境的的破坏十十分巨大大，与可可持续发发展的要要求背道道而驰。绿绿色高性性能混凝凝土研究究和应用用较多的的是粉煤煤灰混凝凝土，粉粉煤灰混混凝土与与基准混混凝土相相比，大大大提高高了新拌拌混凝土土的工作作性能，明明显降低低混凝土土硬化阶阶段的水水化热，提提高混凝凝土强度度特别是是后期强强度。而而且，节节约水泥泥，减少少环境污污染，成成为绿色色高性能能混凝土土的代表表性材料料。(2)超高高性能混混凝土超高性能混混凝土，如如活性粉粉末混凝凝土（RReacctivve PPowdder conn-crretee,RPPC）,其特特点是高高强度，抗抗压强度度高达3300MMPa，且且具有高高密实性性
12、，已在在军事、核核电站等等特殊工工程中成成功应用用。(3)智能能混凝土土智能混凝土土是在混混凝土原原有的组组分基础础上复合合智能型型组分，使使混凝土土材料具具有自感感知、自自适应、自自修复特特性的多多功能材材料，对对环境变变化具有有感知和和控制的的功能。随随着损伤伤自诊断断混凝土土、温度度自调节节混凝土土、仿生生自愈合合混凝土土等一系系列机敏敏混凝土土的出现现，为智智能混凝凝土的研研究、发发展和智智能混凝凝土结构构的研究究应用奠奠定了基基础。二、高性能能混凝土土的性能能研究和应应用分析析（一）高性性能混凝凝土的概概念高性能混凝凝土是近近20余年年发展起起来的一一种新型型混凝土土。欧洲洲混凝土土
13、学会和和国际预预应力混混凝土协协会将HHPC定定义为水水胶比低低于0.40的的混凝土土；在日日本，将将高流态态的自密密实混凝凝土（即即免振混混凝土）称称为HPPC；中中国土木木工程学学会高强强与高性性能混凝凝土委员员会将HHPC定定义为以以耐久性性和可持持续发展展为基本本要求并并适合工工业化生生产与施施工的混混凝土。虽虽然在不不同的国国家，不不同的学学者或工工程技术术人员，对对HPCC的理解解有所不不同。比比如美国国学者更更强调高高强度和和尺寸稳稳定性，欧欧洲学者者更注重重耐久性性，而日日本学者者偏重于于高工作作性。但但是他们们的基本本点都是是高耐久久性，这这方面的的认识是是一致的的。（二）高
14、性性能混凝凝土的性性能 与普通混凝凝土相比比，高性性能混凝凝土具有有如下独独特的性性能：1.耐久性性。高效效减水剂剂和矿物物质超细细粉的配配合使用用，能够够有效的的减少用用水量，减减少混凝凝土内部部的空隙隙，能够够使混凝凝土结构构安全可可靠地工工作5001000年以上上，是高高性能混混凝土应应用的主主要目的的。2.工作性性。坍落落度是评评价混凝凝土工作作性的主主要指标标，HPPC的坍坍落度控控制功能能好，在在振捣的的过程中中，高性性能混凝凝土粘性性大，粗粗骨料的的下沉速速度慢，在在相同振振动时间间内，下下沉距离离短，稳稳定性和和均匀性性好。同同时，由由于高性性能混凝凝土的水水灰比低低，自由由水
15、少，且且掺入超超细粉，基基本上无无泌水，其其水泥浆浆的粘性性大，很很少产生生离析的的现象。3.力学性性能。由由于混凝凝土是一一种非均均质材料料,强度受受诸多因因素的影影响，水水灰比是是影响混混凝土强强度的主主要因素素，对于于普通混混凝土，随随着水灰灰比的降降低，混混凝土的的抗压强强度增大大，高性性能混凝凝土中的的高效减减水剂对对水泥的的分散能能力强、减减水率高高，可大大幅度降降低混凝凝土单方方用水量量。在高高性能混混凝土中中掺入矿矿物超细细粉可以以填充水水泥颗粒粒之间的的空隙，改改善界面面结构，提提高混凝凝土的密密实度，提提高强度度。4.体积稳稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土
16、在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。5.经济性性。高性性能混凝凝土较高高的强度度、良好好的耐久久性和工工艺性都都能使其其具有良良好的经经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。前苏联学者研究发现用C1110C1337的高性能能混凝土土替代C440CC60的的混凝土土，可以以节约115%25%的钢材材和300%770%的的水泥。虽虽然HPPC本身身的价格格偏高，但但是其优优异的性性能使其其具有了了
17、良好的的经济性性。概括括起来说说，高性性能混凝凝土就是是能更好好地满足足结构功功能要求求和施工工工艺要要求的混混凝土，能能最大限限度地延延长混凝凝土结构构的使用用年限，降降低工程程造价。（三）高性性能混凝凝土发展展和应用用中所面面临的问问题在高性能混混凝土的的应用过过程中也也存在一一些问题题，在高高性能混混凝土的的原材料料方面，我我国水泥泥质量不不稳定，离离散性大大；在骨骨料方面面，粗骨骨料质量量低劣，含含泥量大大，级配配较差，细细骨料细细度模数数不合要要求；在在外加剂剂和外掺掺料的选选择上，尚尚缺乏充充分的适适用性的的研究。在在高性能能混凝土土的施工工过程中中，施工工人员的的技术水水平有限限
18、，养护护措施不不到位，使使HPCC的密实实性和质质量不稳稳定；在在高性能能混凝土土的耐久久性方面面，由于于高性能能混凝土土微管中中水分的的蒸发与与凝聚而而产生的的收缩，使使混凝土土表面产产生裂缝缝，这对对HPCC的抗碳碳化、抗抗冻融循循环作用用以及抗抗氯离子子扩散等等都是不不利的，高性能混凝土的水泥用量高，水灰比低，硬化后长期处于水中时，水分通过微管扩散到内部，未水化的水泥粒子进一步水化，产生微膨胀也会使混凝土表面产生裂缝，为各种有害介质渗透提供通道，给氯离子侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造可能；在高性能混凝土的设计方面，由于高性能混凝土的后期强度增长不及普通混凝土，而且脆性大，需要特别注
19、意。同时，在高性能混凝土的研究方面，现在的研究以实验室研究为主，但是实验室的情况与实际工况相差较大，这不利于今后高性能混凝土的推广应用。三、高性能能混凝土土质量与与施工控控制（一）高性性能混凝凝土原材材料及其其选用1.细集料料。细集料料宜选用用质地坚坚硬、洁洁净、级级配良好好的天然然中、粗粗河砂,其质量量要求应应符合普普通混凝凝土用砂砂石标准准中的规规定。砂砂的粗细细程度对对混凝土土强度有有明显的的影响,一般情情况下,砂子越越粗,混凝土土的强度度越高。配配制C550C800的混凝凝土用砂砂宜选用用细度模模数大于于2.3的中砂砂,对于C880C1000的混混凝土用用砂宜选选用细度度模数大大于2.
20、6的中砂砂或粗砂砂。2.粗集料料。高性能能混凝土土必须选选用强度度高、吸吸水率低低、级配配良好的的粗集料料。宜选选择表面面粗糙、外外形有棱棱角、针针片状含含量低的的硬质砂砂岩、石石灰岩、花花岗岩、玄玄武岩碎碎石,级配符符合规范范要求。由由于高性性能混凝凝土要求求强度较较高,就必须须使粗集集料具有有足够高高的强度度,一般粗粗集料强强度应为为混凝土土强度的的115倍210倍或控控制压碎碎指标值值10。最大大粒径不不应大于于25mm,以10mmm20mmm为佳,这是因因为,较小粒粒径的粗粗集料,其内部部产生缺缺陷的几几率减小小,与砂浆浆的粘结结面积增增大,且界面面受力较较均匀。另另外,粗集料料还应注
21、注意集料料的粒型型、级配配和岩石石种类,一般采采取连续续级配,其中尤尤以级配配良好、表表面粗糙糙的石灰灰岩碎石石为最好好。粗集集料的线线膨胀系系数要尽尽可能小小,这样能能大大减减小温度度应力,从而提提高混凝凝土的体体积稳定定性。3.细掺合合料。配制高高性能混混凝土时时,掺入活活性细掺掺合料可可以使水水泥浆的的流动性性大为改改善,空隙得得到充分分填充,使硬化化后的水水泥石强强度有所所提高。更更重要的的是,加入活活性细掺掺合料改改善了混混凝土中中水泥石石与骨料料的界面面结构,使混凝凝土的强强度、抗抗渗性与与耐久性性均得到到提高。活活性细掺掺合料是是高性能能混凝土土必用的的组成材材料。在在高性能能混
22、凝土土中常用用的活性性细掺合合料有硅硅粉(SSF)、磨磨细矿渣渣粉(BBFS)、粉煤煤灰(FFA)、天天然沸石石粉(NNZ)等等。粉煤煤灰是火火电厂燃燃煤锅炉炉排出的的烟道灰灰,它能有有效提高高混凝土土的抗渗渗性,显著改改善混凝凝土拌合合物的工工作性,大掺量量粉煤灰灰混凝土土还对环环境保护护和节约约资源有有重要意意义。配配制高性性能混凝凝土的粉粉煤灰宜宜用含碳碳量低、细细度低、需需水量低低的优质质粉煤灰灰。矿渣渣是高炉炉炼铁排排出的熔熔融矿渣渣在高温温状态下下迅速水水淬冷却却而成的的,用于高高性能混混凝土的的磨细矿矿渣细度度大于水水泥,能提高高混凝土土的工作作性和耐耐久性。硅硅粉是电电炉法生生
23、产硅铁铁合金所所排放的的烟道灰灰,SiOO2含量量大于990,平均粒粒径约0011m,比表表面积200000/kgg,借助助大剂量量高效减减水剂和和强力搅搅拌作用用,可以填填充到水水泥或其其他掺合合料的间间隙中去去,并且具具有很高高的活性性,在各种种掺合料料中对混混凝土的的增强作作用最为为显著,是国际际上制备备超高强强混凝土土最通用用的超细细活性掺掺合料。4.减水剂剂及缓凝凝剂。由于高高性能混混凝土具具有较高高的强度度,且一般般混凝土土拌合物物的坍落落度较大大(155200左右右),在低水水胶比(一般0.335)一一般的情情况下,要使混混凝土具具有较大大的坍落落度,就必须须使用高高效减水水剂,
24、且其减减水率宜宜在200以上。有有时为减减少混凝凝土坍落落度的损损失,在减水水剂内还还宜掺有有缓凝的的成份。此此外,由于高高性能混混凝土水水胶比低低,水泥颗颗粒间距距小,能进人人溶液的的离子数数量也少少,因此减减水剂对对水泥的的适应性性表现更更为敏感感。因大大部分高高性能混混凝土施施工时采采用泵送送,故掺减减水剂后后混凝土土拌合物物的坍落落度损失失不能太太快太大大,否则影影响泵送送。5.矿物掺掺合料。(1)粉煤灰灰,粉煤煤灰是燃燃烧煤粉粉的锅炉炉烟气中中收集到到的细微微粉末,又称“飞灰”(Flly AAsh),其颗颗粒多呈呈球形,表面光光滑。大大量的实实践证明明:掺用粉粉煤灰的的混凝土土,其长
25、期期性能可可得到大大幅度的的改善,对延长长构筑物物的使用用寿命有有重要意意义。粉粉煤灰在在混凝土土中的主主要作用用包括以以下几个个方面:填充骨骨料颗粒粒的空隙隙并包裹裹它们形形成润滑滑层,产生“滚珠润润滑”效应;对水泥泥颗粒起起物理分分散作用用,使其分分布得更更均匀;粉煤灰灰和聚集集在骨料料颗粒周周围的氢氢氧化钙钙结晶发发生火山山灰反应应,生成具具有胶凝凝性质的的产物,加强了了薄弱的的过渡区区,对改善善混凝土土的各项项性能有有显著作作用;粉煤灰灰延缓了了水化速速度,减小混混凝土因因水化热热引起的的温升,对防止止混凝土土产生温温度裂缝缝十分有有利;可减小小混凝土土温度开开裂的危危险,同时由由于加
26、快快了火山山灰反应应,还可提提高288d强度度。值得得注意的的是,粉煤灰灰的水泥泥取代率率对强度度影响显显著,较好的的早期强强度和后后期强度度的水泥泥取代率率应小于于10%。当粉粉煤灰掺掺量较低低时,只会对对水泥早早期水化化热有影影响,但对7dd龄期的的水化热热几乎没没有影响响。(22)硅粉粉(Sillicaa Fuume,简写SFF)又称硅硅灰,是从生生产硅铁铁或硅钢钢等合金金所排放放的烟气气中收集集到的颗颗粒极细细的烟尘尘。硅粉粉主要由由非常微微小、表表面光滑滑的玻璃璃态球形形颗粒组组成，粒粒径为00.1m1.0m,是水水泥粒径径的1/501/1100,一般比比表面积积为1885000/k
27、gg200000/kgg,主要要化学成成分为二二氧化硅硅,其含量量在900%以上上。在混混凝土中中掺加少少量硅粉粉或以硅硅粉取代代部分水水泥,结合应应用减水水剂,可使混混凝土各各方面的的物理力力学性能能都得到到显著提提高,硅粉的的适宜掺掺量为水水泥用量量的510。硅粉粉的加入入,对混凝凝土的性性能的影影响主要要有:改善了了新拌混混凝土的的粘聚性性、保水水性,提高了了需水量量;提高了了混凝土土的强度度,增大了了弹性模模量和混混凝土的的干缩;提高了了混凝土土的耐久久性。另另外,在配制制硅粉混混凝土时时必须注注意:由于硅硅粉的需需水量比比水泥大大,在配制制硅粉混混凝土时时,一般要要掺加减减水剂。在在
28、选择减减水剂时时,应使之之与所用用的水泥泥具有相相容性,否则,容易影影响混凝凝土的工工作性能能。同时时,根据减减水剂性性能及需需求的减减水需求求来选择择合适的的掺量。比表面积和活性SiO2含量是硅粉的重要指标,硅粉比表面积越大、活性SiO2含量越高,硅粉性能越好,配制硅粉混凝土需选择具有良好性能的硅粉。硅粉混凝土的干缩一般比普通混凝土大,配制高性能混凝土时应采取补偿收缩的措施,如掺加粉煤灰等。（二）配合合比设计计控制要要点1.设计思思路有很很大区别别在以往的配配合比设设计方法法中，是是按混凝凝土的强强度等级级要求计计算水灰灰比，而而现在则则是按耐耐久性的的要求，首首先根据据环境作作用等级级确定
29、电电通量指指标，由由此来选选择水胶胶比、控控制胶凝凝材料最最小用量量以及掺掺和料的的比例。由由于客专专隧道的的衬砌和和仰拱设设计强度度等级为为C300或C355，一般般来说，为为满足电电通量要要求和水水胶比限限值要求求，混凝凝土的强强度一般般都是超超强的。2.胶凝材材料用量量及粉煤煤灰所占占比例在进行配合合比参数数设计时时，为保保证混凝凝土的耐耐久性，混混凝土中中胶凝材材料总量量应处在在一个适适宜范围围内，不不仅有最最低限要要求，同同时，对对于C330及以以下混凝凝土，胶胶凝材料料总量不不宜高于于4000kg/m3，C355C400不宜高高于4550kgg/m33。铁路路客运专专线大力力提倡使
30、使用粉煤煤灰、矿矿渣粉等等矿物掺掺和料，与与普通硅硅酸盐水水泥一起起作为胶胶凝材料料。使用用粉煤灰灰等矿物物掺和料料，并不不是单纯纯地考虑虑降低混混凝土成成本，首首先是为为了混凝凝土耐久久性的需需要，特特别是可可以有效效改善混混凝土抵抵抗化学学侵蚀的的能力（包包括氯化化物侵蚀蚀、硫酸酸盐侵蚀蚀、碱骨骨料反应应等）。国国内外的的大量研研究表明明，粉煤煤灰的掺掺量在220%以以上时，改改善混凝凝土耐久久性的效效果较佳佳，更有有研究资资料表明明，粉煤煤灰的最最大掺量量可达到到50%左右。在在铁路路混凝土土结构耐耐久性设设计暂行行规定中中明确规规定，一一般情况况下，矿矿物掺和和料掺量量不宜小小于胶凝凝
31、材料总总量的220%，当当大于330%时时，混凝凝土的水水胶比不不得大于于0.445。3.含气量量的要求求含气量的要要求也是是客运专专线高性性能混凝凝土与普普通混凝凝土的重重要区别别之一。以以往工程程仅在有有抗冻要要求时才才考虑适适当提高高混凝土土的含气气量，这这是对混混凝土耐耐久性的的规律认认识不足足的表现现。实际际上，混混凝土中中适量的的引气，不不仅能改改善抗冻冻性，同同时可显显著减轻轻混凝土土的泌水水性，使使水在拌拌合物中中的悬浮浮状态更更加稳定定，从而而提高混混凝土材材料的均均匀性和和稳定性性。因此此，客运运专线规规定，即即使配制制非抗冻冻混凝土土时，含含气量也也应不小小于2%，并且且
32、作为施施工质量量控制的的必检项项目之一一。为适适当提高高混凝土土的含气气量，并并获得较较佳的减减水和保保塑效果果，可使使用新型型聚羧酸酸盐减水水剂。4.电通量量指标该指标是客客运专线线对混凝凝土耐久久性最重重要、最最具体的的指标。目目前我国国尚无电电通量试试验的国国家标准准，铁路路行业电电通量试试验方法法是以美美国ASSTMCC12002 快快速电量量测定方方法为基基础制定定的，其其所测指指标可以以最大程程度地区区分和评评价混凝凝土的密密实度，而而密实度度正是影影响混凝凝土耐久久性最为为关键的的因素。以以往多是是以抗渗渗性来评评价混凝凝土的密密实程度度，但实实践证明明，抗渗渗试验只只适合于于判
33、定较较低强度度等级混混凝土的的密实性性，当强强度等级级超过CC30后后，抗渗渗等级几几乎都能能达到PP20以以上，再再往下试试验比较较困难。这这正是用用电通量量指标取取代抗渗渗标号作作为混凝凝土耐久久性控制制的主要要原因。混混凝土的的电通量量主要取取决于水水胶比，通通过大量量试验得得到规律律，一般般水胶比比小于00.5时时基本可可满足电电通量小小于20000 的要求求，水胶胶比小于于0.445时基基本可满满足电通通量小于于15000的要要求。（三）高性性能混凝凝土的施施工控制制1.搅拌。混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量,称量最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥
34、、掺合料等)1%；外加剂1%；骨料2%；拌合用水1%。应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料。搅拌时间不宜少于2min,也不宜超过3min。炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时,必须采取有效措施控制原材料温度,以保证混凝土的入模温度满足规定。2.运输。应采取有效措施，保证混凝土在运输过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。应对运输设备采取保温隔热措施,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采取适当措施防止水分进入运输容器或蒸发。3.浇筑。(1)混凝土土入模前前,应采用用专用设设备测定定混凝土土的温度度、坍落落度、含含气量、水水胶比及及泌水率率
35、等工作作性能；只有拌拌合物性性能符合合设计或或配合比比要求的的混凝土土方可入入模浇筑筑。混凝凝土的入入模温度度一般宜宜控制在在530(2)混凝土土浇筑时时的自由由倾落高高度不得得大于22m当大大于2mm时,应采用用滑槽、串串筒、漏漏斗等器器具辅助助输送混混凝土,保证混混凝土不不出现分分层离析析现象。（33）混凝凝土的浇浇筑应采采用分层层连续推推移的方方式进行行,间隙时时间不得得超过990miin,不不得随意意留置施施工缝。（44）新浇浇混凝土土与邻接接的己硬硬化混凝凝土或岩岩土介质质间浇筑筑时的温温差不得得大于115。4振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混
36、凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准,一般不宜超过30s,避免过振。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物内平拖。5.养护。高性能混凝土早期强度增长较快,一般3天达到设计强度的60%,7天达到设计强度的80%,因而,混凝土早期养护特别重要。通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主,浇水养护为辅,使混凝土表面保持湿润。养护时间不少于14天。6质量检检验控制制。除施施工前严严格进行行原材料料质量检检查外，在在混凝土土施
37、工过过程中，应应对混凝凝土的以以下指标标进行检检查控制制：混凝凝土拌合合物：水水胶比、坍坍落度、含含气量、入入模温度度、泌水水率、匀匀质性。硬硬化混凝凝土：标标准养护护试件抗抗压强度度、同条条件养护护试件抗抗压强度度、抗渗渗性、电电通量等等。四、高性能能混凝土土的特点点（一）高耐耐久性能能高性能混凝凝土的重重要特点点是具有有高耐久久性, 而耐久久性则取取决于抗抗渗性;抗渗性性又与混混凝土中中的水泥泥石密实实度和界界面结构构有关。由由于高性性能混凝凝土掺加加了高效效减水剂剂,其水胶胶比很低低(0138),水泥泥全部水水化后,混凝土土没有多多余的毛毛细水,孔隙细细化,最可几几孔径很很小, 总孔隙隙
38、率低;再者高高性能混混凝土中中掺加矿矿物质超超细粉后后,混凝土土中骨料料与水泥泥石之间间的界面面过渡区区孔隙能能得到明明显的降降低,而且矿矿物质超超细粉的的掺加还还能改善善水泥石石的孔结结构, 使其1000m的孔含含量得到到明显减减少,矿物质质超细粉粉的掺加加也使得得混凝土土的早期期抗裂性性能得到到了大大大的提高高。以上上这些措措施对于于混凝土土的抗冻冻融、抗抗中性化化、抗碱碱- 集料料反应、抗抗硫酸盐盐腐蚀,以及其其它酸性性和盐类类侵蚀等等性能都都能得到到有效的的提高。（二）高工工作性能能高性能混凝凝土具有有良好的的流变学学性能, 高流流动性,不泌水水,不离析析,能在正正常施工工条件下下保证
39、混混凝土结结构的密密实性和和均匀性性,对于某某些结构构的特殊殊部位(如梁柱柱接头等等钢筋密密集处)还可采采用自流流密实成成型混凝凝土,从而保保证该部部位的密密实性,这样就就可以减减轻施工工劳动强强度,节约施施工能耗耗。（三）其它它高性能混凝凝土具有有较高的的韧性、良良好体积积稳定性性和长期期的力学学性能稳稳定性。高高性能混混凝土的的高韧性性要求其其具有能能较好地地抵抗地地震荷载载、疲劳劳荷载及及冲击荷荷载的能能力,混凝土土的韧性性可通过过在混凝凝土掺加加引气剂剂或采用用高性能能纤维混混凝土等等措施得得到提高高。高性性能混凝凝土的体体积稳定定性表现现在其优优良的抗抗初期开开裂性, 低的的温度变变
40、形、低低徐变及及低的自自收缩变变形。虽虽然高性性能混凝凝土的水水灰比比比较低, 但是是如果将将新型高高效减水水剂和增增粘剂一一起使用用, 尽可可能地降降低单方方用水量量, 防止止离析,浇筑振振实后立立即用湿湿布或湿湿草帘加加以覆盖盖养护, 避免免太阳光光照射和和风吹, 防止止混凝土土的水分分蒸发, 这样样高性能能混凝土土早期开开裂就会会得到有有效的抑抑制。高高性能混混凝土掺掺加了粉粉的普通通混凝土土都得到到了显著著降低, 这对对于大体体积混凝凝土的温温控和防防裂十分分有利。国国内已有有研究表表明,对于外外掺加440%粉粉煤灰的的高性能能混凝土土,不管是是在标准准养护还还是在蒸蒸压养护护条件下下
41、,其3600d龄期的的徐变度度(单位徐徐变应力力的徐变变值)均小于于同强度度等级的的普通混混凝土,高性能能混凝土土徐度度度仅为普普通混凝凝土的550%左左右。高高性能混混凝土长长期的力力学稳定定性要求求其在长长期的荷荷载作用用及恶劣劣环境侵侵蚀下抗抗压强度度、抗拉拉强度及及弹性模模量等力力学性能能保持稳稳定。五、绿色高高性能混混凝土（一）研发发绿色高高性能混混凝土的的必要性性1990年年美国首首先提出出了高性性能混凝凝土,得到了了世界各各国和专专家的认认可,法国政政府组织织包括政政府研究究机构、高高等院校校、建筑筑公司等等单位开开展了高高性能混混凝土的的研究。1996年,法国公共工程部和教育与
42、研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000,投人了600万美元作为研究经费。1994年,美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施施工中应用高性能混凝土的决议,并决定在10年投资2亿美元进行研究。绿色是绿色环保,人类社会越发展,对绿色环保的要求越迫切。国外有位学者写一篇综述,题为“昨天和今天的水泥,明天的混凝土”,文中指出21世纪水泥工业应改名为水硬性胶凝材料工业,而且应是一种绿色工业。水泥和混凝土堪称为世界上耗用量最大的材料,在我国尤其如此。我国人多地少,资源缺乏,同时也是世界上能源消耗的大国,以水泥和混凝土为例,我国水泥的年产量大约9亿吨,占世界水泥产量的三分之一,混凝
43、土产量约12亿m3,世界混凝土年产量大约30亿m3,混凝土的大量使用,需要大量水泥,水泥的生产又极大地影响了环境,直接影响子孙后代的生活,所以绿色高性能的发展是事在必行。绿色高性能混凝土的研究及使用,即保护了环境,又提高了混凝土的性能。以粉煤灰为例,现已研发与使用的绿色高性能混凝土,绝大部分把粉煤灰作主要掺料,粉煤灰是工业废料,如不很好利用,会对环境造成二次污染,在绿色高性能混凝土中采用粉煤灰,即解决了二次污染,又降低了混凝土的成本,同时提高了混凝土的性能,主要表现在提高了混凝土的耐久性和工作性。混凝土的评价已由高强度转为高性能,高性能中耐久性是一个主要的评定标准,混凝土不是一劳永逸的材料,它
44、也是随时间的增长、环境的影响和使用情况直接影响其使用寿命,一些发达国家面临这个问题, 我们国家也面临同样的问题。1991年美国在提交国会国家公路与桥梁现状的报告中指出,为了修理或更换现已存在缺陷的桥梁,需投资91 亿美元如拖延维护进程,费用将增至1310亿美元,美国每年用于混凝土维修的费用大约300亿美元。我国是发展中国家,在工程建设中基本没有维修费用,工程费用主要在新建工程,建国以来,五、六十年代的工程量大,经过几十年的使用,可以说需维修的工程量肯定也是巨大的,费用是惊人的,因此,站在历史的角度,站在发展的角度,研究混凝土高性能的意义巨大。（二）绿色色高性能能混凝土土的可行行性绿色高性能能混
45、凝土土是混凝凝土发展展的方向向,是我国国国情的的需要,是建筑筑工程发发展的需需要,是为了了子孙后后代造福福的需要要, 220055年建设设部发布布了关关于进一一步做好好建筑业业10项新新技术推推广应用用的通知知(建质220055)26号)文件中中第2项既是是“高性能能混凝土土技术”。建设设部部长长汪光熹熹在第22届国际际智能绿绿色节能能大会上上表示:中国将将大力开开展科技技创新以以支援和和促进行行业发展展,将对既既有建筑筑节能改改造成套套技术,低能耗耗大型公公关建筑筑技术等等加快技技术公关关,推动以以节能、节节地、节节水、节节材和环环保为核核心的建建筑技术术发展,逐步提提高绿色色建筑比比重。因
46、因此,研发绿绿色高性性能混凝凝土体现现科学发发展观,是利国国利民,惠及子子孙之事事。上述述这些都都为绿色色高性能能混凝土土的研究究与应用用打下了了良好的的基础。（三）绿色色高性能能混凝土土的发展展1997年年3月的“高强与与高性能能混凝土土”会议上上,吴中伟伟院士首首次出“绿色高高性能混混凝土(GHPPC) ”的概念念,并指出出: GGHPCC是混凝凝土的发发展方向向,更是混混凝土的的未来。提提高混凝凝土的绿绿色度,可以节节约更多多的资源源与能源源,将对环环境的破破坏减到到最小。人人类已经经进入221世纪纪,混凝土土应该更更多地掺掺加工业业废渣掺掺和料,更多地地节约水水泥,有更高高的强度度和耐
47、久久性。高高性能混混凝土(HPCC)具有有下列特特征:(1)更多多地节约约熟料水水泥,降低能能耗与环环境污染染;(22)更多多地掺加加工业废废料为主主的细掺掺料;(3)更大地地发挥混混凝土的的高性能能优势,减少水水泥与混混凝土的的用量。因因此,高性能能混凝土土本身就就可成为为绿色混混凝土。事事实上,许多工工程如大大体积水水工建筑筑、基础础等对强强度要求求不高,但对耐耐久性、工工作性、体体积稳定定性、低低水化热热等有很很高要求求,都应采采用HPPC。例例如日本本跨海明明石大桥桥基墩混混凝土(50万m3)要求高高耐久性性、高抗抗冲刷性性与低升升温,而强度度只要求求20MMPa,使用的的就是掺掺加了
48、复复合外加加剂与复复合细掺掺料的HHPC。由由此可见见,高性能能混凝土土并不一一定强调调高强,我国目目前也己己完成了了普通混混凝土的的高性能能化的研研究和应应用。因因此,传统的的GHPPC的应应用范围围可以进进一步扩扩大,可以将将欧美对对HPCC强度的的低限550MPPa降低低到C330左右右,原则是是只要不不损害混混凝土的的内部结结构如孔孔结构、水水化物结结构与界界面结构构等,保证混混凝土具具有良好好的耐久久性与体体积稳定定性。纳纳米混凝凝土、再再生混凝凝土、免免振捣自自密实高高性能混混凝土等等都是绿绿色高性性能混凝凝土。绿绿色高性性能混凝凝土已被被广泛应应用于市市政工程程、民用用建筑和和工业建建筑,与普通通混凝土土相比,高性能能混凝土土具有更更好的施施工性能能和耐久久性,同时可可以更多多地利用用工业废废渣及其其它废弃弃物,有良好好的经济济指标和和环保意意义,因此,绿色高高性能混混凝土是是混凝土土的发展展方向。六、高性能能混凝土土的发展展前景随着HPCC的开发发和应用用, 建筑筑对生态态环