周永祥：以新觀點和新措施對待高性能混凝土（三）

  高性能混凝土是以建設工程設計、施工和使用對混凝土性能特定要求為總體目標，選用優(yōu)質常規(guī)原材料，合理摻加外加劑和礦物摻合料，采用較低水膠比并優(yōu)化配合比，通過預拌和綠色生產(chǎn)方式以及嚴格的施工措施，制成具有優(yōu)異的拌合物性能、力學性能、耐久性能和長期性能的混凝土。理解這一概念，應該分兩個層面上：第一，是理論層面。在這個層面上，高性能混凝土是滿足工程需求的“個性化”和“最優(yōu)化”的混凝土，運用全過程質量控制的理念，是可持續(xù)發(fā)展思想下的技術方向。第二，是技術層面。在這個層面上，高性能混凝土需要建立結構設計、原材料、配合比、生產(chǎn)、施工、驗收等各個環(huán)節(jié)的技術指標體系?！陡咝阅芑炷翍眉夹g指南》與《高性能混凝土評價標準》（在編）所做的工作之一就是將高性能混凝土概念從理論層面落實到具體的、具有操作性的技術層面。

  2養(yǎng)護問題

  養(yǎng)護對高性能混凝土尤為重要，是含有較多礦物摻合料的膠凝材料水化反應以及較低水膠比混凝土硬化發(fā)展的重要條件，只有及時、合理的養(yǎng)護才能保證澆筑后高性能混凝土的性能。加強早期養(yǎng)護是減少收縮、控制高性能混凝土裂縫最有效技術措施之一。大摻量礦物摻合料混凝土相應需要延長養(yǎng)護時間，否則表層混凝土碳化問題突出。

  2.1養(yǎng)護對混凝土收縮的影響

  混凝土從澆筑后，其收縮可以分為兩個階段（如圖9所示）：第Ⅰ階段為快速發(fā)展階段，這一階段從澆筑后到終凝點之后的約2~3小時內結束（一般情況下這一階段大約為澆筑后的前12小時）。絕大部分的收縮集中在這一階段發(fā)生，急劇式發(fā)展，收縮速率大?；炷两K凝后，收縮速率迅速下降，隨即平穩(wěn)發(fā)展階段（第Ⅱ階段）。

  圖9 不同強度等級混凝土的早期收縮率

  （環(huán)境的蒸發(fā)速率0.05mm/h~0.06mm/h）

  表5為不同強度等級混凝土不同時間點的早期收縮率，將12h和72h收縮率作對比。由表可以看出，從成型起12h內，混凝土的收縮量占據(jù)了前72h收縮量的絕大部分，是產(chǎn)生早期收縮裂縫的最敏感時段。

  表5 不同強度等級混凝土不同時間點的早期收縮率

  根據(jù)周岳年等人^[2]的研究結果，混凝土早期收縮速率和收縮量與所處環(huán)境的蒸發(fā)速率成正相關。水分散失對新拌混凝土收縮率的有極大的影響，保持持續(xù)的表面濕潤養(yǎng)護對減小早期開裂的意義十分重大。

圖10  C30混凝土在不同環(huán)境條件下的收縮率^[2]

  2.2養(yǎng)護對混凝土抗?jié)B性能的影響

  葛兆慶等人^[3]研究了不同的養(yǎng)護條件對同一種C30混凝土滲透性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，早期養(yǎng)護對硬化混凝土的抗?jié)B性能影響極大（見表9和表10）。同一種混凝土，好的養(yǎng)護可以使得抗?jié)B等級達到≥P25，相反，不好的養(yǎng)護（不養(yǎng)護），混凝土抗?jié)B等級僅有P2。電通量指標也有明顯的差異。

  總的來說，混凝土特別是高強混凝土的養(yǎng)護應遵循“初凝以前保濕，終凝以后補水”的原則。在氣溫高、濕度小、風速大的環(huán)境下，及時、正確的養(yǎng)護更加重要。

表6 不同養(yǎng)護方式^[3]

 表7 不同養(yǎng)護方式下C30混凝土的抗?jié)B性能^[3]

  3結束語

  近幾十年來，混凝土材料技術取得巨大進步，集中體現(xiàn)在高性能混凝土的出現(xiàn)和發(fā)展，由此帶來設計、施工的變革。

  混凝土技術在發(fā)展中出現(xiàn)了很多新問題，需要加以研究并解決，更重要的是，我們必須以全新的眼光來認識和看待混凝土的新技術——高性能混凝土。如仍然采用對待傳統(tǒng)混凝土的做法，必然帶來很多質量問題（如裂縫問題、早期碳化問題等）。甚至可以說，目前在工程建設中的某些問題，是設計、施工不能適應新材料體系要求造成的。以新觀點和新措施對待高性能混凝土，不僅是推進混凝土技術本身進步的要求，也是推動設計、施工、驗收等工程建設體系變革和進步的要求。

  參考文獻

  [1] 陳樂雄,馮乃謙,等.微珠-混凝土低碳技術的新型材料[A].南昌會議論文集[C].2010.

  [2]周岳年,冷發(fā)光,田冠飛等.混凝土早齡期收縮變形全程曲線及其工程意義解讀[C].//“第一屆混凝土耐久性測試技術及實驗室建設”交流會暨中國建筑學會建筑材料測試技術專業(yè)委員會2011年年會論文集.2011:66-75.

  [3]葛兆慶,周岳年,袁紅波等.早期養(yǎng)護對混凝土結構抗?jié)B性能的影響分析[J].施工技術,2010,39(4):90-93.