高性能混凝土在建筑施工中的应用与发展

引言

高性能混凝土在建筑工程中的应用展现了显著的价值和技术优势，其优越的强度、耐久性和抗渗性。通过合理的材料配比、科学的施工工艺和有效的养护措施，高性能混凝土不仅提升了结构的承载能力和使用寿命，还降低了维护成本，增强了建筑的安全性。

1 高性能混凝土的定义及特点

高性能混凝土是满足特殊工程需求，综合性能优异的新型混凝土材料。与普通混凝土比较，高性能混凝土在许多方面具有显著的优越性，特别是在强度、耐久性、工作性、耐火性和抗渗性等方面。它的技术标准相对于一般的混凝土要严格得多，一般通过增加水泥的强度等级、合理的骨料、掺和料以及外加剂来实现。由于高性能混凝土自身的特点，其抗压强度和承载能力均较高，因而能够很好地满足超高层建筑的承载力。同时，由于高性能混凝土具有更好的抗水、气、化学物质的能力，从而提高了建筑的使用寿命。由于其流动性好，可以在各种不同的工程条件下进行比较准确的浇筑和成型。其收缩小，可以降低施工时产生的裂缝，提高了建筑的总体稳定性。

2 高性能混凝土在建筑工程施工中的应用策略

2.1 原材料的选择

（1）骨料选择。在配制高性能混凝土时常用的骨料有两种，一种是粗骨料，另一种是细骨料，粗骨料的直径不宜小于 4.75mm ，而细骨料的粒径则不能超过 4.75mm 。骨料粒径过小，则无法在高性能混凝土内部形成类似骨架的结构体系，这不但会增加砂浆使用量，提升建设成本，而且会降低整体建筑结构的耐久性和稳定性。但若骨料的粒径过大，配制成高性能混凝土后容易发生离析现象，增加浇筑难度，且会降低硬化后的硬度。因此，必须严控粗细骨料的粒径，且骨料中不应掺杂其他杂物，如砂砾、泥土、油渍等。（2）添加剂。添加剂是提升高性能混凝土质量和性能的主要材料，在配制高性能混凝土时常用的添加剂有两种，一种是聚羧酸减水剂和萘系减水剂，在化学成分、性能特点和应用等方面存在显著差异，聚羧酸减水剂在减水率、坍落度保留值、增强效果、环保型等方面均优于萘系减水剂。虽然萘系减水剂价格较低，但其使用成本可能更高，且对环境有一定污染。因此，案例工程在配制高性能混凝土时采用聚羧酸减水剂作为主要的添加剂。（3）粉煤灰。粉煤灰是配制高性能混凝土的主要材料之一，在配制高性能混凝土时加入适量的粉煤灰有利于提升高性能混凝土的硬度。而且粉煤灰表观比较光滑，且具有良好的延展性，可使高性能混凝土具备更好的物理性能，方便高性能混凝土运输和浇筑，进而更好地提升混凝土施工质量。

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 浇筑与振捣

高性能混凝土浇筑过程中，针对高性能混凝土浇筑特点和条件，选择适宜的浇筑工艺，如分层浇筑、分段浇筑等；采用降低原材料温度、混凝土内埋设冷却水管等降低高性能混凝土浇筑温度的方法，控制水化热，防止高性能混凝土因浇筑温度过高引起裂缝。合理组织混凝土的连续浇筑，避免冷缝的出现。混凝土的振捣选用插入式振捣棒或平板振捣器振捣，振捣时快插慢拔，并将振捣点均匀分布，以混凝土振捣至表面无气泡、不再泛浆为止。对钢筋比较密的部位，选用较小直径振捣棒或附着式振捣器辅助振捣，并尽可能将振捣时间控制在混凝土表面无气泡为止。杜绝出现蜂窝、麻面等质量问题。

2.4 高性能混凝土的养护与后期处理技术

① 后期裂缝的防控：高性能混凝土在水胶比较低的情况下，其硬化过程中容易产生内应力，导致收缩裂缝的产生。如何有效控制裂缝，保证混凝土的长期耐久性，依旧是一个技术难题。 ② 解决方案：为了避免养护阶段的问题，施工方可以采用高效的养护膜覆盖、蒸汽养护等方法，确保混凝土表面始终保持湿润，防止水分过早蒸发。针对裂缝控制，可以考虑使用纤维增强技术或裂缝自愈合混凝土，以提高混凝土的抗裂性能。

2.5 工程质量控制与检测技术

在施工过程中，温度和湿度是影响混凝土性能的重要因素，通过实时监测混凝土的浇筑环境，确保在适宜的温湿度下进行施工，可以显著提高混凝土的强度和耐久性。在高温条件下，混凝土容易出现快速干燥和裂缝，因此应采取遮阳、洒水等措施降低表面温度。在低温条件下，使用保温材料或加热养护，以防止混凝土冻结。在湿度监测中，采用覆盖物或喷水养护，保持混凝土表面的湿润，防止水分过快蒸发，使用湿度传感器监测表面湿度，及时调整养护措施。建立详细的施工日志，记录每个环节的施工环境参数、材料配比、浇筑时间等信息，为后续的质量分析和问题追踪提供依据。无损检测技术为高性能混凝土的施工质量提供了有效保障，能够在不破坏混凝土结构的前提下，对其质量进行评估。超声波检测是目前广泛应用于混凝土质量检测的无损技术之一，该方法通过发射高频声波并分析其在混凝土中的传播情况，来判断混凝土的密实度、均匀性和内部缺陷。通过测量声波传播速度，可以评估混凝土的密实程度，高性能混凝土的密实性应较好，声波传播速度较快。超声波能够识别混凝土内部的空洞、裂缝等缺陷，及时发现潜在问题，避免在后续使用中出现更大损害。

结语

综上所述，高性能混凝土在建筑中的应用已成为现代建筑工程的重要组成部分。通过优化混凝土的配比、选择适当的掺合料和外加剂、改进施工工艺，高性能混凝土不仅提升了建筑物的结构强度，还显著增强了其耐久性与安全性。特别是在建筑面临的抗震、抗风、抗腐蚀等严苛环境要求下，高性能混凝土提供了有效的解决方案，确保了结构的长期稳定性和安全性。

参考文献

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