田仁应

（贵阳公路管理局，贵州 贵阳 550001）

0 引言

混凝土技术可持续发展面临严重挑战，耐久性差，资源逐渐枯竭，环境污染严重，绿色高性能的混凝土是可持续发展的必然方向。自1994年清华大学向国内介绍和发起应用高性能混凝土以来，高性能混凝土得到较多的应用，高性能混凝土的开发与应用，对传统混凝土的技术性能有了很大程度的提高，对节能、工程质量、工程经济、环境与劳动保护等方而都具有重大的意义。本文结合施工实际，对高性能混凝土的特点以及推广应用方面提出了自己的观点，以供同行磋商。

1 对高性能混凝土的认识

高性能混凝土的概念及特点，我国著名的混凝土科学家、中国工程院院士吴中伟教授是这样定义的：高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，有重点的对耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性予以重点保证，同时提出高性能混凝土的内部结构具有以下特点：

a）孔隙率低，基本上不存在大于100nm的大孔；

b）水化物中Ca（OH）2减少，C-S-H和Aft增多；

c）未水化的颗粒多，未水化颗粒和矿物掺料等各级中心质增多；

d）界面厚度小，孔隙率低、Ca（OH）2数量减少，且取向程度下降，水化物结晶颗粒尺寸减少，更接近水泥石本体水化的分布。

同时，《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50—2011）也将高性能混凝土描述为：“具有高强度、高弹性模量、低渗透性和抵抗外界破坏的混凝土。高强混凝土本身抗渗性能就高，但还不同于高性能混凝土，高性能混凝土主要指高耐久性。”高性能混凝土是在提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土。具有这样微结构的混凝土，必然会有密实度大、干收缩小、抗化学腐蚀性强等性质。

2 高性能混凝土的技术特征

2.1 高性能混凝土的技术特征

文献[1-12]指出，混凝土达到高性能的关键是：选择适当的材料与配合比，并采取适当的施工工艺。混凝土专家陈肇元院士在一次学术会议上明确指出，应该让高等院校和科研院所等教学及科研机构，系统深入探讨施工技术。虽然高性能混凝土由于其优异的施工性能，给施工带来方便，可消除由于人为振捣不均匀而造成的缺陷，提高混凝土工程外观质量，同时也降低了对现场一线工人的要求，但是，影响高性能混凝土性能的因素还有很多，既有原材料的影响，也有相关的技术指标及施工方式的影响。高性能混凝土的性能对原材料质量和配合比的控制、混凝土的拌和时间以及混凝土的养护工作等非常敏感，同时抗冻融和盐害也与混凝土抗渗性紧密联系[13]，

以及这种看不见、量不出的裂缝正是侵蚀性离子从混凝土表面渗到钢筋表面的通道[14]。这就要求施工技术人员和管理人员熟悉和掌握这些特性和质量控制技术。因此，高性能混凝土对施工工人要求低了，而对施工技术人员和管理人员的要求却提高了。

2.2 高性能混凝土施工中遇到的一些问题

针对高性能混凝土存在的一些缺陷，笔者根据个人在教学中的体会及施工中经验谈谈感受。

2.2.1 高性能混凝土必须采取严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇注，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性的混凝土。

2.2.2 由于混凝土在腐蚀性环境下已腐蚀，因此应该适当的增加抗压强度指标以保证其长期耐久性。有日本学者提出，应该把新搅拌混凝土的高强、超高强和高流态、低温、低收缩作为高性能混凝土的特点。

2.2.3 施工方式对混凝土的品质有很大影响。实际调查结果表明，在其他条件相同时，施工质量好，混凝土强度高，密实性好，抗碳化能力强，而施工质量差，混凝土内部裂缝、蜂窝、孔洞等增加了二氧化碳在混凝土中的扩散路径，碳化速度加快。

3 高性能混凝土在施工中的推广应用

3.1 高性能混凝土在国外的推广应用

在美国，纽约州运输部最早于1996年在桥梁上采用高性能混凝土，并开始要求全州所有新建桥梁的桥面必须使用高性能混凝土建造。至今，在纽约州已建成了100多座具有高性能混凝土桥面的桥梁。纽约州运输部的Don Streeter说：根据我们的渗透规范，用高性能混凝土建筑的桥面，使用寿命预计将达到现在普通混凝土桥面的两倍。他说这种桥面预计使用60～65年后需要修复，最终使用寿命可长达100年。虽然高性能混凝土使用与普通混凝土相同的材料、通常的养生方法和试验方法，但确需做一些调整，如当设计高强度混凝土混合料时，必须使用更多的粗集料、粉煤灰和一些外加剂。当制作高强度混凝土大梁和其他构件时，尽管1.3cm预应力钢铰线是普通认可的，但使用1.5cm预应力钢铰线会更经济。日本是研制高强混凝土最早的国家，西方发达国家相继发展并应用高性能混凝土，在大跨度桥梁和超大空间结构中其价值得到体现。

在中国，高强度混凝土研究相对滞后，但近几年发展比较快速，在城市建筑、港口、机场等工程建设得到广泛应用。交通及水利建设相对滞后，大跨度桥梁、水电站建设中也已经使用，得到了很好经济效益。

在贵州，高强度混凝土虽然也得到了应用和推广，大量的产品处于利用和购买阶段，结合贵州的地材生产适合贵州的产品正在研究和实验中。但高性能混凝土是今后发展的主要方向，贵州的地形地貌复杂，岩溶发育，增加了工程的难度，在复杂工程中，高性能混凝土发挥了重要的作用。贵州的桥梁和隧道很多，高性能混凝土在其养护和加固中也起到了重要的作用，比如花鱼洞大桥加固、姬昌桥加固、跳蹾河桥加固中都用到高性能混凝土中的自密实混凝土等，提高了工程质量，降低了工程难度，给社会带来很好的经济效益。

3.2 高性能混凝土在我国的推广办法

虽然由普通混凝土向高性能混凝土的转变，提高了材料成本，但桥面建筑费用与普通混凝土桥面相当。根据个人经验提出如下几点：

a）为了帮助公路部门和工业部门做好转变传统的公路施工方式，公路部门应发起组织一个系列特展学习班，学习班介绍如何设计高性能混凝土混合料，如何在桥梁设计中使用高性能混凝土及高性能混凝土如何用在具体的桥梁工程中；

b）公路部门应与高校教育机构、科研机构、施工单位成立一个专家组，随时帮助公路部门进行高性能混凝土混合料设计和桥梁施工；

c）公路部门因涉及的工程多，混凝土用量多，根据工程需要生产适合自己需要的多种类的高性能混凝土产品，并组织发布和展销自己的产品，把握好公路工程自己的主场，以实验成果支撑产品和工程应用。

4 结语

随着高性能混凝土的开发和应用，高性能混凝土相对传统的混凝土具有无法比拟的优势，同时道路工程对生态环境产生的影响正引起社会的关注，高性能混凝土的发展将发挥越来越重要的作用，相信高性能混凝土将会在桥梁工程中充分发挥它的作用。

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