高性能混凝土在建筑工程施工中的应用策略

引言

仅凭传统混凝土的物理性能已经无法满足日益严苛的工程需求，尤其是在耐久性、抗裂性和环境适应性等方面。因此，高性能混凝土应运而生，其凭借超凡的机械性能、抗渗性和优异的可塑性，迅速成为现代建筑工程中不可或缺的基石。然而，尽管高性能混凝土的优势显而易见，它在实际施工过程中仍面临着诸多挑战。从配比设计到施工工艺，从成本控制到质量保证，每一环节都充满了复杂的变量和不可预测的因素。这使得在理论上看似完美的材料，实际应用时却充满了未知的风险和挑战。因此，深入研究高性能混凝土在建筑工程施工中的应用策略，已成为建筑行业的热点课题。

1 高性能混凝土概述

高性能混凝土是指采用合理配制和选用质量优越的原材料，在严抓质量控制的前提下生产的具有良好的性能的混凝土。其主要体现在以下几个方面。高性能混凝土中有一个突出的特点就是具有高强度，一般来说，其强度等级能达到 C60 及更高，某些特殊工程用高性能混凝土，其强度甚至能够达到 C100 以上，相对于传统混凝土来说，能够大幅度提升建筑结构的承重能力。其次是其耐久性较高，通过合理选用原材料并优化配制配合比，高性能混凝土拥有抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性的优良性能。在恶劣环境下，例如海洋环境、化学侵蚀环境等，能够有效抵抗外界侵蚀因素，延长结构的使用寿命。最后就是其工作性良好，流动性、可塑性以及保水性优异。

2 高性能混凝土在建筑工程施工中的应用策略

2.1 原材料与配合比设计

2.1.1 原材料选择

水泥是高性能混凝土的主要原材料之一，一般选用质量稳定、强度等级较高的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。水泥的细度、矿物组成等对混凝土影响很大，适当的水泥可保证混凝土强度发展，获得良好的耐久性。骨料有粗骨料和细骨料，粗骨料一般应选取质地坚硬、级配良好的粒形规则的碎石，其最大粒径根据工程需要合理选取，可以发挥混凝土的骨架作用。细骨料一般采用天然河砂、机制砂等，要求其颗粒级配良好、含泥量少，以保证混凝土工作性良好。外加剂为高性能混凝土的重要成分，减水剂能在不增加用水量情况下显著提高混凝土流动性，早强剂能加快混凝土早期强度发展，引气剂能改善混凝土抗冻性和耐久性等。矿物掺合料包括粉煤灰、矿渣粉、硅灰等，广泛使用于高性能混凝土中。它们能填充水泥颗粒之间空隙，改善混凝土微观结构，提高耐久性，又可以减少水泥用量，降低水化热，节约生产成本等。

2.1.2 配合比设计原则与方法

高性能混凝土配合比设计的总原则主要有以下几点，第一是满足强度的需求，按照工程设计的强度等级并结合试验确定混凝土合理的水胶比、水泥用量等配合比设计参数；耐久性原则，指的是依据工程实际所处的环境确定材料种类，比如调整矿物掺合料、外加剂等的掺量，以保证其抗渗、抗侵蚀能力能满足工程实际的环境耐久性要求；混凝土的工作性要求，即保证在施工中混凝土流动性能好、和易性、保水性能好等。高性能混凝土配合比设计的方法有很多，通常有绝对体积法和假定容重法两种。绝对体积法就是以混凝土各组成材料的绝对体积之和等于混凝土体积来确定配合比。假定容重法就是先假定混凝土的表观密度然后根据各材料组成比例关系的数值来计算用料。不管是哪一种方法，均要经过多方面的试配调整才能满足工程的要求。

2.2 高性能混凝土运输

高性能混凝土用水量低，抗离析性能优异，在运输过程中的坍落度损失相对较小，但仍需严格控制运输时间，确保其在到达施工现场时仍具备满足施工要求的工作性能。通常从混凝土拌合完毕到浇筑完成的时间不宜超过 120min（包含了运输时间以及现场的等待时间），超过此时间限度，混凝土的工作性能可能会显著下降，影响施工效率和工程质量。为确保运输效率和混凝土质量，通常采用自卸式搅拌运输车，能够在运输过程中持续搅拌混凝土，有效防止离析和泌水现象的发生。为避免对新拌混凝土造成污染或影响其均匀性，装载前必须彻底清洁筒体内部，清除残留的混凝土或水分。每运输 100m3 混凝土，应进行 3 到 5 次的坍落度抽检，确保混凝土始终保持在可接受的工作性范围内。选择运输路线时需要虑路况和交通状况，尽量选择路况良好、交通顺畅的路线，缩短运输时间。在炎热夏季，应采取必要的降温措施，如在运输车辆上加装遮阳篷或喷洒降温水将温度控制在 25^∘C ，防止混凝土因高温而过早凝结。在寒冷冬季，则要采取保温措施，防止混凝土因低温而冻结。

2.3 高性能混凝土浇筑

浇筑通常采用泵送技术。泵送过程中，混凝土的自由落差高度应严格控制，一般不超过 2m，避免因冲击力过大造成混凝土离析或产生微裂纹。若超过此限度，最大落料高度应控制在 4m 以内，同时通过试验验证确保不会出现分层离析现象。在工程中，根据现场实际情况制定详细的布管方案，并配备足够的泵送设备。泵送时间不得超过 120min ，超过此时间，应采取经试验验证的措施，如添加缓凝剂或采用更有效的保温措施，防止坍落度损失过大影响泵送效果。浇筑充分进行振捣，采用高频振动器，利用垂直点振能的方式排除混凝土内部的空气，避免产生蜂窝麻面等缺陷。对于粘稠度较高的混凝土，应增加振捣点，并控制振捣时间，避免过度振捣造成混凝土离析。厚度较大的构件，要多次振捣，确保混凝土内部的密实度。在施工前进行充分的准备，制定详细的施工方案，并严格按照规范要求进行操作，以确保工程质量。

2.4 高性能混凝土养护

高性能混凝土对养护条件要求严格，制定科学合理的养护方案至关重要。养护时间应至少持续 14d，保证水泥充分水化，达到预期的强度增长。在此期间，要采取有效措施保持混凝土表面湿润，防止水分过快蒸发。常用的方法有覆盖塑料薄膜、喷洒雾状水、采用浸水养护等。特别是对于大面积的混凝土结构（楼板和底板等），应在浇筑完毕后立即覆盖塑料薄膜，并定期检查薄膜的完整性。高性能混凝土的水化热相对较低，但当水泥用量较大时，为防止因温度梯度过大而导致裂缝，应控制混凝土内部温度不超过 75^∘C ，并确保混凝土内外温差小于 25°C 。在寒冷地区或冬季施工时，应使用保温材料覆盖混凝土表面，并根据气温变化调整保温层的厚度，防止混凝土发生冻害。此外，对于一些特殊环境下的高性能混凝土，例如暴露于海水或酸碱环境中的结构，应采用特殊的防护涂层对表面进行处理。

结束语

高性能混凝土不仅是建筑行业技术创新的重要成果，更是实现建筑业可持续发展的关键因素之一。未来，随着更多科研成果的突破和施工技术的进步，高性能混凝土的应用将进一步深化，推动建筑行业向着更高效、更环保的方向发展。

参考文献

[1] 王哲 . 高性能混凝土在建筑施工中的应用研究 [J]. 现代工程科技 ,2025,4(02):73-76.

[2] 张冲 . 高性能混凝土在建筑施工中的应用 [J]. 居舍 ,2024,(35):53-55.

[3] 张刚 . 高性能混凝土在现代建筑工程施工中的应用研究 [J]. 工程与建设 ,2024,38(03):672-674.

[4] 张 蔚 . 高 性 能 混 凝 土 在 建 筑 施 工 中 的 应 用 [J]. 江 苏 建材 ,2024,(01):28-30.