杨建合

摘 要：本文主要介绍了高性能混凝土的产生的时代背景，国内外对其研究现状以及其在工程领域的运用。因时代的发展和社会的需要，高性能混凝土应运而生。关于其定义，众说纷纭。高性能混凝土因其高工作性、耐久性、优良的力学性、体积稳定性以及成本经济性，使得其在基础设施建设领域得到广泛的使用，尤其是在道路工程、桥梁工程则更为普遍。

关键词：高性能混凝土;工作性;耐久性;体积稳定性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.039

1 前言

近年来，随着改革开放和现代化进程的不断深入，我国基础设施建设日趋完善。国家基础设施的建设规模越来越大，与此同时，对基础设施建设的质量也提出了更高的挑战。为了解决这个实际的技术问题，一种先进的混凝土技术逐渐运用到建筑工程的施工当中。这种技术称之为“高性能混凝土”（High Performance Concrete），国际上简称HPC。

高性能混凝土（HPC）概念是于上世纪80年代末，由西方发达国家首次提出，其主要目的是为了提高建筑工程混凝土结构的耐久性，要求可以为基础设施工程具备一百年及其以上的使用寿命。高性能混凝土因为其具备耐久性、高强度性以及结构体积的稳定性等特点，在世界不少重大建筑工程领域被广泛的运用，尤其是道路桥梁、特高层商业建筑以及国家水利工程设施等方面。可以说，高性能混凝土将会是未来世界混凝土技术的风向标。

2 高性能混凝土的研究现状

上世纪90年代，在美国马里兰州，NIST（美国国家标准与工艺研究院）和ACI（美国混凝土协会）联合主办了的国际混凝土研讨会上，首次给定了高性能混凝土的定义，皆指具有所要求的性能和匀质性的混凝土。这就要求高性能混凝土需要具备物理力学性质优、抗压强度高、材料韧性好、结构体积稳、使用寿命长和耐恶劣环境的性能。

高性能混凝土的提出实际上经历了漫长的研究过程，不同国家、不同的学者也依照各自的工程要求和实际运用针对高性能混凝土提出了不同的定义。而研究比较多的国家当数美国、法国、日本、加拿大以及中国。

美国学者P. K. Mehta研究认为高性能混凝土不仅要求其强度较高，最应该要具备的特性是耐久性，耐久性是高性能混凝土的根本。其次混凝土的体积的稳定也是高性能混凝土应有的性能，这就要求该混凝土结构具备力学弹性模量高、抗渗透性强、工作效率高和干缩率低、徐变率低、温度应变低的物理特点。

日本学者小择伊雅和冈村浦研究认为高性能混凝土首要具备的性能不是其耐久性，而应该是它的高工作性，这就要求该混凝土的流动性较高、具备粘聚性和可绕柱性。同时能够适应温度的变化，达到低温升、高抗渗和低干缩。

法国学者Malier研究认为与日本学者小择伊雅观点相似，高性能混凝土的特点在于有良好的工作性，其次要具备工程经济性和耐久性， 特别是大型的基础设施，诸如桥梁、水利工程以及机场等。

我国学者也对高性能混凝土做了很多的研究，黄大能教授提出，高性能混凝土应具备高强度性，但良好的耐久性是前提，体积稳定性是基础。

3 高性能混凝土的运用分析

3.1 高性能混凝土的性能

相比于传统的混凝土，高性能混凝土具备以下独特的性能。

（1）工作性：高性能混凝土的坍塌度控制功能好，在混凝土的振捣过程中，混凝土的粘性高，粗料下降的速度慢。此外，在高性能混凝土中，自由水含量低，超细粉的掺入也使得混凝土无泌水，泥浆的粘性大，不容易出现离析。

（2）耐久性：耐久性是高性能混凝土一个重要的参数指标，在制作的过程中，采用高效的减水剂配合超细粉混合使用，达到降低混泥土结构内部空隙的目的。结构空隙的降低会提高建筑的使用年限。

（3）力学性能：决定混凝土强度大的一个重要参数是混凝土的水灰比，高性能混凝土具备较低的水灰比，使得其具备较高的抗压强度。高效减水剂的使用使得混凝土的单位用水量也得到了减少。

（4）体积稳定性：高性能混凝土除了具备工作性、耐久性和良好的力学性质外，还具备较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期不易发生体积形变，硬化后期收缩变形小。這就达到了混凝土结构表现很强的体积不变形。

（5）实用经济性：高性能混凝土除了在施工技术上具备良好的性能外，其在建筑成本上表现低价的经济性。耐久实用的混凝土结构大大减少了因传统技术消耗的建筑维修费。

3.2 高性能混凝土的运用

高性能混凝土因其高工作性、耐久性、优良的力学性、体积稳定性以及成本经济性，使得其在基础设施建设领域得到广泛的使用，尤其是国家大型的道路工程、桥梁工程及水利工程，当然，商业高层建筑也越来越偏向使用高性能混凝土。下面介绍高性能混凝土在桥梁工程和道路工程方面的应用。

（1）桥梁工程的应用。现今世界范围内，大多数国家的桥梁建设基本上使用的都是高性能混凝土材料。在桥梁工程的施工过程中，高性能混凝土的使用，能够较好的减少桥体构件的截面积，从而达到减少桥梁施工工期的目的。此外，桥梁因为其所在的环境条件（山区、河流、海洋），长期会受到泥石流、风暴和水流侵蚀的影响，往往会降低其使用的年限。而高性能混凝土则高效地解决了这个腐蚀和损害的问题，极大地提高了桥梁的抗损能力，提高桥梁的使用年限。

（2）道路工程的使用。当今世界，城市化进程加快，道路工程建设是城市化建设的一个重要部分。道路工程需要考虑一个重要的方面则是耐久性，道路长期经受大型车辆的碾压，传统的混凝土道路往往厚度巨大，以此来解决道路破损的问题，而高性能混凝土材料不仅可以提高道路路面的抗损能力和使用年限，同时也极大地降低道路的厚度，侧面是减低了道路的施工成本。

4 结论

因时代的发展和社会的需要，高性能混凝土应运而生，关于其定义，众说纷纭。高性能混凝土材料在美国首次提出之后，相继在法国、日本、加拿大以及中国得到了很大的研究进展。高性能混凝土因其高工作性、耐久性、优良的力学性、体积稳定性以及成本经济性，使得其在基础设施建设领域得到广泛的使用，尤其是国家大型的道路工程、桥梁工程。可以说，高性能混凝土的使用将会是未来世界建筑工程的趋势。

参考文献：

[1]吴中伟.高性能混凝土[M].北京：中国铁道出版社，1999.

[2]丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用[M].北京：机械工业出版社，2007.