(一)概述

對于普通混凝土，一般認(rèn)為強(qiáng)度愈高，性能愈好，愈能耐久。然而許多工程經(jīng)驗(yàn)證明，工程使用年限短，不是因?yàn)閺?qiáng)度不夠，而是因?yàn)槟途眯詥栴}而使結(jié)構(gòu)遭到破壞。由于結(jié)構(gòu)使用年限短，修復(fù)工程費(fèi)用大，不如在建造初期采用成本較高的優(yōu)質(zhì)混凝土，可以延長使用年限，減少維修費(fèi)用，更具經(jīng)濟(jì)性。于是，高性能混凝土應(yīng)運(yùn)而生。

應(yīng)用高性能混凝土的目的，就是使混凝土結(jié)構(gòu)能安全應(yīng)用50～100年。混凝土結(jié)構(gòu)能否耐久，施工質(zhì)量是至關(guān)重要的。如果混凝土搗固不密實(shí)，保護(hù)層厚度不夠、施工質(zhì)量有缺陷，混凝土有裂縫，都會降低混凝土的強(qiáng)度，引發(fā)結(jié)構(gòu)過早破壞。因此，高性能混凝土首先應(yīng)該具有優(yōu)良的施工性能，從而才能制得力學(xué)性能和耐久性能都高的混凝土。高性能混凝土就是具有高施工性能、高力學(xué)性能和高耐久性能的混凝土。

高施工性能是指高流動性、高黏聚性、高可澆筑性，即具有自流密實(shí)而不離析的高施工性。只有具有易于澆筑的高施工性，才能保證施工質(zhì)量，才有可能保證混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性。

高力學(xué)性能即具有高強(qiáng)度、高韌性、高彈性模量、高疲勞強(qiáng)度、低徐變、低溫度應(yīng)變、低收縮的性能。具備高力學(xué)性能，是高耐久性的基礎(chǔ)。高耐久性是指能長期保持力學(xué)性能，體積穩(wěn)定，滲透性低，抗化學(xué)侵蝕，抗凍融破壞，在惡劣環(huán)境下使用壽命長。

國內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)說明，在惡劣環(huán)境中的混凝土結(jié)構(gòu)，按破壞數(shù)量與破壞程度排列，最嚴(yán)重的是鋼筋銹蝕，其次是凍融循環(huán)、化學(xué)侵蝕、堿集料反應(yīng)。高抗?jié)B性是高耐久性的關(guān)鍵，低水灰比、低用水量是制造高抗?jié)B混凝土的主要途徑。

(二)材料選擇

在大多數(shù)情況下，滿足滲透性和穩(wěn)定性，會得到高強(qiáng)度混凝土。但高強(qiáng)度并不一定保證具有高耐久性。用不適當(dāng)材料制成的高強(qiáng)度混凝土，由于不能適應(yīng)環(huán)境的需要，會遭到嚴(yán)重破壞。高性能?昆凝土仍然采用高效減水劑、引氣劑、粉煤灰、硅灰和礦渣。與普通混凝土一樣，要應(yīng)用水泥、骨料和水，但高性能混凝土對材料質(zhì)量要求更高，更需要合理的搭配，以求得更好的結(jié)果。

選擇水泥時(shí)，主要應(yīng)注意與外加劑的適應(yīng)性。C3A與C4 AF含量高、堿含量高、硫酸鹽含量高的水泥，坍落度損失快。制造高強(qiáng)混凝土，一般采用525號的普通水泥和硅酸鹽水泥，大于60MPa的混凝土，宜選用625號水泥。

新型高效減水劑酌出現(xiàn)，使得高強(qiáng)度高性能}昆凝土的制造成為現(xiàn)實(shí)。水是混凝土的必要成分，也是引起混凝土破壞的最主要因素。高施工性要求流動性，需要增加用水量，高強(qiáng)度則要求減少用水量。高耐久性需要提高混凝土的密實(shí)性和低滲透性、抗凍融、抗銹蝕、抗化學(xué)侵蝕性，也需要減少用水量。水泥石結(jié)構(gòu)、孑L隙性狀與數(shù)量、微裂縫，無不與用水量有關(guān)。高性能混凝土必須采用低水灰比。水灰比低，水泥漿流動性則差。只有摻加高效減水劑才能產(chǎn)生高分散性，達(dá)到減少用水量、增加流動性的效果。摻加高效減水劑，一般采取攪拌站一次加入法，必要時(shí)可以在現(xiàn)場摻入一部分以保證一定的流動度要求。

高性能}昆凝土一般都必須摻加礦物摻合料。這樣做會帶來良好的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。摻加粉煤灰、硅灰和礦渣，能改善和易性，增加黏聚性和穩(wěn)定性，還能截?cái)嗨诌w移通道，減少泌水和離析，從而改善混凝土的微結(jié)構(gòu)。

摻加粉煤灰等摻合料，會參與水泥的水化過程，生成物可以增加強(qiáng)度，填塞孔隙，改善界面區(qū)結(jié)構(gòu)，降低滲透性，從而可以使氯離子擴(kuò)散性大大降低，延緩或防止鋼筋的銹蝕，延長結(jié)構(gòu)使用壽命。

摻加粉煤灰等摻合料，還可以減少水泥用量，延緩水化，降低水化熱的溫升，降低溫度應(yīng)力，減少開裂。對于水泥用星較高的高性能}昆凝土來說，這一點(diǎn)尤顯重要。高強(qiáng)高性能混凝土，由于強(qiáng)度高達(dá)100～120MPa，水泥用量多，水泥石強(qiáng)度很高’在選擇骨料的標(biāo)準(zhǔn)上，與普通混凝土存在很大的差異。在普通混凝土中，骨料的強(qiáng)度、骨

料與水泥石的黏結(jié)一般都能滿足要求，骨料粒徑一般會采用較大的粒徑。高強(qiáng)}昆凝土則不然，在抗壓破壞的斷面中，粗骨料幾乎都遭到破壞，骨料強(qiáng)度成為高強(qiáng)混凝土的一個(gè)制約因素。高強(qiáng)混凝土常常選用粒徑較小的骨料，因?yàn)樾×焦橇?，本身缺陷少，?qiáng)度高，而且由于表面積大，與水泥石的結(jié)合強(qiáng)度相對較低，可能產(chǎn)生的結(jié)合力則大。一般認(rèn)為當(dāng)混凝土強(qiáng)度為60～lOOMPa時(shí)，骨料最大粒徑以不超過20mm為宜，當(dāng)強(qiáng)度超過IOOMPa時(shí)，則以10～15mm為宜。最理想的骨料，還應(yīng)該粒形方正，表面潔凈，與水泥石有著相同的熱膨脹系數(shù)和彈性模量。這樣就可以減少微裂縫的產(chǎn)生。