关键词：高性能混凝土；原材料；控制

一、引言

近些年来随着我国科技水平的发展和进步，高性能混凝土在高层建筑、道路、桥梁、港口等工程领域中的应用越来越多，对于高性能混凝土的要求也越来越高。高性能混凝土，简称HPC，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。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能极为重视。因此高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂，因此高性能混凝土对水泥、粗细骨料、水、外加剂等原材料要求极高，必须加强对其原材料控制方面的研究。

二、原材料控制的有效措施

高性能混凝土的耐久性、强度、体积稳定性及匀质性等性能对原材料极为敏感，如果原材料控制不严格就可能导致混凝土的性能降低。本文从胶凝材料、集料、减水剂、拌合水、矿物质掺合物等角度分析了各种原材料对于高性能混凝土的重要性，探讨了优化各种原材料控制的有效措施。

1、胶凝材料

胶凝材料又称胶结料，是指通过物理、化学作用，能从浆体变成坚固的固体，并能胶结其他物料，形成有一定机械强度的复合固体物质。建筑工程中石灰、石膏、水泥、沥青、天然或合成树脂等均可用作胶凝材料，其中水泥强度较高，在空气中和水中都能硬化，而且能将砂、石等材料牢固地胶结在一起，因此被选为高性能混凝土的重要胶凝材料。水泥在高性能混凝土中所占的材料比重虽然只为20%左右，但是其品质和性能对高性能混凝土质量影响至关重要，直接影响到混凝土的强度、耐久性、外观质量等。一般来说配制高性能混凝土时要选择统一标号、质量波动小、安定性好、含碱量低、含铝量低的水泥，不能一味追求高标号水泥，或过度重视水泥的早期强度，选择高性能混凝土的水泥时应重点做好水泥碱含量的控制，使其不能大于0.60%，避免因水泥的碱含量过高而引起高性能混凝土出现开裂现象。同时在水泥进场后，还要注意做好水泥的必留样和检测，并按照高性能混凝土配合比的要求做好水泥与外加剂的适应性及和易性试验，只有水泥的各项指标合格后才能使用。

2、集料

集料分为粗集料和细集料两类，其中粗集料是指粒径大于4.75mm的碎石砾石或破碎砾石，细集料是指粒径小于4.75mm的天然砂、人工砂。集料在高性能混凝土中所占比例最高，因此骨料的强度、颗粒形状、颗粒级配、活性等性能直接影响到高性能混凝土的各项性能，因此集料是影响高性能混凝性能的关键性因素。

（1）粗集料

一般来说高性能混凝土的粗集料尽量选择非活性、高强度、无杂质、颗粒表面粗糙，颗粒形状为球体或立方体，不能选择颗粒形状为针状或片状的粗集料，同时还要注意颗粒级配的控制，使其在高性能混凝土中能够形成孔隙率低的密实集料骨架。对于高性能混凝土来说粗集料的最大粒径不能过大，否则容易使石子和砂浆发生离析现象，导致高性能混凝土成型后匀质性较差，最大粒径也不能过小，否则会增大砂浆的用量，水泥产生的水化热增多，影响高性能混凝土的匀质性、力学性能、体积稳定性和耐久性等。

（2）细集料

一般来说高性能混凝土的粗集料尽量选择非活性、级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小、细度适中的洁净天然中粗河砂。细集料的细度模数应控制在2.7～3.7之间，当细度模数小于2.5时，拌制的混凝土拌和物太粘稠，施工中难于振捣，且由于砂细，在满足相同和易性要求时，会增大水泥用量，这样不仅增加了成本，还影响高性能混凝土的耐久性、收缩裂缝等技术性能；当细度模数大于3.3时，容易引起新拌混凝土在运输浇筑过程中离析及保水性差，从而影响混凝土的内在质量与外观质量。

3、减水剂

目前大多高性能混凝土的高性能都是通过减水剂实现的，通过有效利用减水剂可以在科学减少拌合水用量的情况下，控制混凝土塌落度，改善混凝土流动性，并降低水胶比，而且通过减水剂引气作用产生的细小气泡，可以提高混凝土的抗冻性、匀质性，降低沁水率等，因此减水剂对于高性能混凝土的性能至关重要。一般来说在选择高性能混凝土的减水剂时要通过试验确定其掺加量和与水泥的相容性等性能，并合理的选择后掺法或分批添加法。目前我国高性能混凝土中常用的减水剂为萘系高效减水剂与聚羧酸系高性能减水剂，这两种减水剂虽然合成技术不一样，其工作性能也有所差别。在高性能混凝土的拌制过程中要注意选择与水泥适应性较好的减水剂，同时还要做好减水剂的留样和检测，避免因添加错误的减水剂而起到适得其反的作用。

4、矿物质掺合物

在高性能混凝土的拌制中，为了提高其强度、耐久性等性能，还需要掺加一定的矿物质拌合物，比如粉煤灰、矿粉等。矿物质拌合物由于颗粒细小，因此在高性能混凝土能够发挥较强的微粒效应或火山灰反应，不仅可以起到减水、致密、润滑作用和匀质作用，改善拌合物的流变性质、初始结构以及硬化后的多种性能，增加混凝土的密实性，还能够降低其水化热，进而提高混凝土的强度、耐久性等性能。一般来说矿物质掺合物的添加主要注意控制其掺加量以及混凝土的水胶比。目前我国对于矿物质掺合物的添加还比较保守，比如粉煤灰在高性能混凝土中的掺加量只是取代了20%左右的混凝土，大量试验结果表明，当粉煤灰掺加量较少时，其有效作用发挥不出来，从而不会有效提高高性能混凝土的强度、耐久性等性能。

5、拌合水

一般来说高性能混凝土的拌合水多为清洁的自来水或天然地表水、地下水以及适当处理的工业废水等。拌合水在使用之前要测定其有机质含量、PH值、氯离子、硫酸盐含量等，确保其PH值过低或硫酸、氯酸盐含量过高而影响混凝土的和易性、耐久性以及凝结与硬化。

三、结束语

对于高性能混凝土来说，其原材料质量控制是其强度、耐久性等性能提高的关键，因此需要相关管理、技术人员严格按照国家相关规范标准，根据粗、细集料、胶凝材料、矿物质掺加物、减水剂以及拌合水的性能特征，合理确定其掺加量、级配比、强度、形状等，确保各种原材料在高性能混凝土中能够充分发挥各自优点，从而提高高性能混凝土的抗冻性、匀质性、强度、耐久性等性能。

参考文献

[1]陈海红.高性能混凝土原材料的质量控制.漳州职业技术学院学报，2009，11(4)：12-13.

[2]钱晓倩.高性能混凝土原材料和配合比设计中的问题与对策.混凝土，21998，1：5-9.

[3]王军，徐芬莲，刘中心.高速铁路高性能混凝土原材料质量管理与控制技术.混凝土，2011，2：105-107，124.

作者：刘利平 中国路桥集团西安实业发展有限公司

编辑：赵虹旭