高性能混凝土在建筑工程中的应用特性及施工要点

引言:伴随建筑工程向高层趋向、大型规模、复杂形态发展，对混凝土材料的性能提出了更严格的要求。高性能混凝土凭借其良好的力学表现、持久耐用性以及便利工作性，逐渐变成现代建筑工程优先选用的材料。与普通混凝土相比较，高性能混凝土可以适应恶劣的环境情况、承受复杂的荷载情况，有效延长建筑结构的使用时长。对其应用特性以及施工关键要点展开研究，对于充分施展材料性能、确保工程质量具备重要价值，可以为相似类型的工程提供实践参考借鉴。

1 高性能混凝土的应用特性

1.1 力学性能优异

具有较高水准抗压强度以及早期强度的高性能混凝土，其立方体具备的抗压强度通常处于 C60 及以上的范围，部分特种的高性能混凝土强度可以达到 C100 以上。凭借此特性，高性能混凝土可以承受数值更大的荷载，适合荷载较密集的建筑结构使用。与此同时，高性能混凝土具有相对较高的弹性模量，产生的变形比较小，在承受荷载的过程中可以维持建筑结构的稳定性，降低因变形而引发开裂情况的可能性[1]。

除此以外，高性能混凝土在抗拉强度以及抗折强度方面要比普通混凝土更为出色，通过掺入如钢纤维、碳纤维等增强材料的方式，可以使其的韧性得到提高，可以切实抵御冲击荷载以及疲劳荷载，使得结构的使用时长得以延长。

1.2 耐久性突出

高性能混凝土的核心优势之一便是耐久性，其主要在抗渗性、抗冻性、抗碳化性以及抗化学侵蚀性等方面得以体现。此种混凝土具有较高的密实度，孔隙率较低，而且大部分孔隙封闭，可以有效阻挡水分、氯离子等有害介质的渗透，其抗渗等级可以达到 P12 以及更高的标准，远远超过普通混凝土的水平，可以降低钢筋发生锈蚀的可能性。在寒冷的地区，高性能混凝土的抗冻等级可以达到 F200-F300，可以承受多次反复的冻融循环，而不会出现破坏的情况。其抗碳化能力突出，可以减缓混凝土中性化的过程，对钢筋起到保护作用，使其免受侵蚀。此外，高性能混凝土对酸、碱、盐等化学物质的抵抗能力也较强，适合应用在化工车间、海洋工程等具有腐蚀性的环境中。

1.3 体积稳定性高

具有高使用性能的混凝土产生的水化热处于较低水平，通过科学、合理挑选水泥的具体品种以及向其中掺入矿物性质的掺合料等方式，可以切实有效降低水化热的峰值，缩减温度裂缝出现的概率。此种混凝土的干缩率以及徐变值相对较小，在其硬化的进程中，体积的变动情况较为稳定，可以减少因收缩引发的裂缝问题，提升建筑结构的整体稳固性与持久耐用性。

2 高性能混凝土在建筑工程中的应用场景

2.1 超高层建筑

超高层建筑对于混凝土的强度以及耐久性具有极高的要求，高性能混凝土可以满足其核心筒、框架柱等关键结构的荷载需求。在高度超过 300 米的超高层建筑中，运用C80-C100 高性能混凝土可以使柱截面尺寸得以减小，使建筑的使用空间增加，并且其具有的高耐久性可以保证结构在长时间的使用过程中抵御风荷载、地震荷载等复杂的作用力[2]。

2.2 桥梁工程

桥梁结构长时间处于自然环境的暴露状态下，持续承受车辆荷载的反复施加作用，高性能混凝土具备高度的抗渗性能、抗冻性能以及抗疲劳性能，使得其成为理想的材料选择。若将其应用在大跨度桥梁的主梁以及桥墩处，可以让桥梁的维修周期得以延长，并且使养护成本降低。若将其用在斜拉桥或者悬索桥的索塔中，便可以抵御雨水、湿气的侵蚀作用，保证结构安全。

2.3 海洋工程

海洋环境呈现出湿度偏高、盐分偏多的特性，对混凝土的抵御盐分侵蚀的能力提出严苛的要求。在港口码头、海洋平台等工程中运用高性能混凝土，可以有效抵御氯离子的渗透，减缓钢筋出现锈蚀的情况，提升结构的经久耐用性。

2.4 特种工程

在化工、冶金等行业的特殊建筑场景中，具备高性能特质的混凝土可以抵御酸、碱、盐等化学物质媒介的侵蚀作用，确保建筑结构不会遭受破坏。在核电厂、污水处理厂等工程项目中，其拥有的密实度以及抗渗性能，可以起到阻止有害物资发生泄漏的作用，保证周边环境的安全。

3 高性能混凝土的施工要点

3.1 配合比设计

高性能混凝土施工的基础为配合比设计，要依据工程的具体要求明确强度等级、耐久性指标，以及工作性参数。在选择水泥时，适宜采用强度等级为42.5 及以上的硅酸盐水泥或者普通硅酸盐水泥。矿物掺合料的掺入量处于 20%-50% 范围，以便于对混凝土的工作性以及耐久性进行改善。

高效减水剂的添加量要通过试验明确，通常为胶凝材料总体数量的 1% 到 3% ，以便于在保障流动性的同时，降低水的使用量；水与胶凝材料的比例应当控制在 0.25 至0.40 范围，以此保证混凝土的紧密程度。针对有抵抗冰冻、防止渗透要求的工程项目，要添加合适数量的引气剂，使空气含量控制在 3% 到 5%^[3] 。

3.2 搅拌与运输

进行搅拌操作时，需严格把控原材料计量的精准度，水泥、矿物掺合料以及外加剂计量误差，不得超出正负百分之一；砂石料计量的误差，不可超出正负百分之二。搅拌的先后顺序应为，先放入砂石、水泥以及矿物掺合料，实施30 秒的干拌后，再加入水与外加剂，总的搅拌时长不能少于 2 分钟，确保混凝土拌合物达到均匀的状态。在运输的进程中，需要避免出现离析现象以及坍落度的损失，运输花费的时间不得超过 1 小时。若在运输进程中出现坍落度损失超出合理范围的情况，在契合配合比规定的前提条件下，可以由具备专业资质的人员增添适量的减水剂，坚决禁止毫无依据添加水。

3.3 浇筑与振捣

在进行浇筑操作前，需要对模板的尺寸大小、支撑的稳固程度以及钢筋保护层的厚度数值开展检查工作。与此同时，要将模板内部的杂物与积水清理干净。在进行混凝土浇筑作业时，应当按照分层的方式开展，每层的厚度不得超过 500 毫米。当采用泵送的方式进行混凝土输送时，布料口需靠近浇筑的具体部位，以此来防止混凝土出现离析的情况。进行振捣操作时，需要使用高频振动棒，振捣的时长以混凝土表面产生浮浆且不再继续下沉为适宜的标准，要避免出现过振或者漏振的现象。在钢筋分布较为密集的区域，应选用直径相对较小的振动棒，以此保证混凝土振捣可以达到密实的效果；在预埋件以及预留孔洞的周边位置，需要着重进行振捣作业，避免出现蜂窝状的不良现象。

3.4 养护

确保高性能混凝土具备足够强度与良好耐久性的关键为实施养护工作。养护工作应在混凝土完成浇筑后的12 小时内启动，可借助覆盖薄膜、洒水等方式，使混凝土的表面持续处于湿润状态，养护的时长不能少于14 天。对于具有高强度特性的混凝土，可以运用蒸汽养护或者恒温养护的手段，将养护时的温度控制在60℃以下，防止因为温度突然升高或者突然降低致使混凝土出现裂缝。在冬季开展施工时，需要采取保温的举措，保证在混凝土的强度达到设计数值的 70% 前不会发生冻结的情况。

结语：

具备优良力学特性、耐用性、作业性以及体积稳固性的高性能混凝土，在超高层楼宇建设、桥梁建造项目、海洋相关工程等范畴得以广泛运用，增强了建筑结构体的品质以及可使用时长。在开展施工操作期间，需严谨控制配合比例设定、搅拌与运输、浇灌及振捣、保养维护以及质量检验等环节，充分施展其性能长处。

参考文献：

[1] 郭栋栋. 高性能混凝土在建筑地下基础工程中的优化分析[J]. 四川建材,2024,50(09):11-13.

[2] 乔 旭 . 高 性 能 混 凝 土 在 建 筑 工 程 中 的 研 究 与 应 用 [J]. 工 程 与 建设,2024,38(01):105-107.

[3] 李墨翰,王晓丽.环保型高性能混凝土在建筑工程中的应用[J].甘肃科技纵横,2021,50(02):46-48.