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高性能混凝土认识中存在的误区

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      近年来,随着混凝土技术的飞速发展,高强高性能混凝土已在工程中大量应用。然而混凝土的耐久性问题仍然是困扰工程界的难题,尤其是其体积稳定性已成为高性能混凝土发展的瓶颈。人们对高性能混凝土的认识存在误区,主要体现在以下几个方面。

⑴ 高强就是高性能

       高强混凝土技术的发展对建设事业发挥了重大作用。近50年,混凝土的强度不断提高,是科学技术不断进步的体现,并促进了建设事业的发展。但在高强混凝土的推广应用上,仍受到某些传统观念的有害束缚:有些技术人员总觉得多用水泥或少用掺和料会对混凝土质量带来好处,而不是尽量使用粉煤灰等矿物掺和料和将水泥用量限制到最小程度。目前,还有些人仍把高性能和高强联系在一起,甚至有人盲目追求混凝土的高强、“超高强”以至“特超高强”,并以此为“水平”的标准。另外,对高强混凝土自身的一些弱点缺乏足够的重视,从而在结构的设计构造和施工的各个环节中完全沿用普通混凝土中的做法而无视高强混凝土的特殊要求,结果造成工程严重开裂或留下结构延性不足等安全隐患。

        “高强”仅仅是混凝土性能的一个方面。大量的工程实践表明,混凝土设计强度不足而导致工程破坏的实例虽有但却较为鲜见。而另一方面,许多混凝土结构尤其是处于严酷环境中的结构,由于较差的耐久性已经或正在遭受严重的损坏。西方国家报道的许多开裂的“高性能混凝土”,其实都是高强度的混凝土。因此,强度和耐久性之间并不存在着密切的关系,在一般情况下,较高强度的混凝土相对而言也是比较耐久的,但两者却不等同。许多人认为“混凝土强度愈高,它在严酷环境下就愈耐久”,但这需要一个重要的前提就是混凝土是坚固的,亦即混凝土是体积稳定性好的。高强混凝土制备技术应该注意克服追求高早强的倾向,这对混凝土的体积稳定性意义重大。

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⑵ 高流动性就是高性能

       混凝土拌和物的流动性从20年前普遍的70~90 mm发展到现在大量预拌混凝土的180~200 mm,还有的工程用自密实混凝土来浇筑。自密实混凝土减轻了振捣的工作量,推动了预拌混凝土的发展,泵送高度已可达300 m以上,并大大减少了“蜂窝”、“麻面”和“狗洞”等现象,提高了混凝土的匀质性。目前很多人以“高流动性”为“高性能混凝土”的特征。

        大流态混凝土在提供给施工很大便利的同时,也容易带来诸多缺点,对混凝土大流动性的追求,导致混凝土中用水量增大、浆骨比增大。混凝土中浆骨比增大意味着收缩引起开裂的可能性加大。由于混凝土的流动性过大,易于操作,易使工人操作不规范,反而影响匀质性;且在混凝土浇筑成型后到混凝土初凝前,由于混凝土中的骨料在自重作用下缓慢下沉,水上浮。掺用过细的大掺量掺和料时易产生泌浆而造成硬化后表面起粉。另外。骨料在混凝土内部的下沉是不均匀的,在钢筋下面的混凝土沿钢筋下方继续下沉,钢筋上面的混凝土被钢筋支顶,使混凝土沿钢筋表面产生顺筋裂缝。

       因此,不能把流动性作为混凝土拌和物“高性能”的指标,而应当根据不同工程特点,注重拌和物的施工性能。坍落度的大小还要要服从于混凝土的匀质性和体积稳定性。有些时候的高性能混凝土可能是干硬性混凝土。

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⑶ 掺加掺和料就是高性能

       由于矿物掺和料的掺入可明显降低混凝土的孔隙率,改善其微观结构,从而保证其力学性能和耐久性能,矿物掺和料的应用已经成为配制高性能混凝土的关键技术。大量实践证明:掺用粉煤灰或其它矿物细掺料的混凝土,其长期性能得到大幅度的改善,对延长结构物的使用寿命有重要意义。国内外很多工程,掺有大量粉煤灰,而获得强度和耐久性都十分优异的混凝土。但关键的因素是低水胶比。在低水胶比条件下,即使掺有大量粉煤灰,也可以获得强度和耐久性都十分优异的混凝土。

       在我国,许多人认为掺粉煤灰或掺其它矿物细粉的混凝土就是“高性能混凝土”。因此,在一些结构现浇的普通混凝土墙、板采用了大量的掺和料,特别是掺入大量的粉煤灰。由于这些部位混凝土的强度相对较低,混凝土的用水量较大,水胶比较大。再加上工程施工速度的不断加快,一再加速的施工进度使得浇筑后的混凝土普遍得不到充足时间的养护。粉煤灰在混凝土中,28天以前基本上不参与化学反应,拌和水基本上供给水泥,使水灰比增大;早期水灰比大,造成早期孔隙率大,水胶比越大,混凝土孔隙率减小得越晚。另外,养护不足直接损伤了表层混凝土的密实性与强度,而防止钢筋发生锈蚀和外界有害物质侵入混凝土内部所依靠的就是表层混凝土的密实性,表层混凝土抵抗外界有害物质侵入的能力 (抗侵入性或抗渗性) 可因养护不良而成倍降低。

       综上所述,高性能混凝土中应加入足够的矿物细掺料,前提是水胶比较低,且加强养护。并不是说只要加入“矿物细掺料”就是“高性能混凝土”。我国的GB/T50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》也是吸纳了最新的国内高性能混凝土耐久性研究最新成果,根据混凝土的环境条件进行分级,规定混凝土的最大水胶比等参数来进行耐久性设计。

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lxb***a    2022/4/17 5:36:39

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