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【摘要】传统混凝土在使用时着重考虑其设计强度，在使用过程中，很多混凝土因外界环境的侵蚀而使结构的寿命大大缩短，因此以耐久性为主要指标的高性能混凝土开始为人们所重视。本文旨在分析高性能混凝土与高强混凝土的区别、特性、发展现状与应用。进一步指出高性能混凝土是未来混凝土的发展方向。
【关键词】高性能混凝土；耐久性；强度
中图分类号：TU58文献标识码A文章编号1006-0278（2015）12-140-01
一、高强混凝土与高性能混凝土
高强混凝土与高性能混凝土有一定的关联，但也有很大区别。我国规定强度等级达到或者超过C60的混凝土为高强混凝土（high strength concrete）。它对强度的要求很高，被广泛地应用于高层建筑、高耸建筑、大跨度结构等方面。随着人们对混凝土的认识越来越深入，发现高强混凝土在使用中常常出现很多不利的现象，混凝土性能发生显著降低。如结构脆性增大、抗震性能行降低，容易出现早期干缩开裂，大水化热等弱点。随着结构使用年龄的增长，发现钢筋混凝土在一些恶劣的环境中，远远低于结构的设计使用年限就出现不同程度的破坏，比如钢筋锈蚀、路面开裂、结构渗水等。而且从结构受力的角度来说，实际建筑也不需要那么高的强度。因此人们开始侧重于研究以耐久性为主的混凝土——高性能混凝土（High performance concrete，简称HPC）。高性能混凝土是指选用优质的原料，严格的施工工艺，一定数量的矿物细掺量，外加剂（主要是高效减水剂）等所制成以耐久性为主要指标，同时满足强度、和易性、耐久性以及经济性等要求的混凝土。所以，高强混凝土不是高性能混凝土。
二、高性能混凝土特点
（一）易浇筑、不离析、和易性好
高性能混凝土在配制上的最大特点是低水灰比。由于用水量减少了，那么要满足施工要求的和易性，高性能混凝土采用了超塑化剂来作为外加剂。超塑化剂是一种高效减水剂，其减水率可以达到30%以上，因此混凝土中的用水仅用于保证水泥的水化即可，和易性可完全由减水剂保证。经施工验证，采用超塑性减水剂可以使水灰比下降到0.25或者0.26，水泥的用量仍可维持在500Kg/m3，坍落度保持在200毫米以上，从而使混凝土不分层离析、不过分泌水以及保证其捣实系数为0.98以上，且强度也大有提高。
（二）耐久性有大幅度提高
高性能混凝土一项重要指标就是耐久性。材料的耐久性是材料的一项综合性质，主要包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗碳化性、耐磨性等。
抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。一般来说混凝土越密实，孔隙率越小，特别是连通的孔隙越少，则混凝土的抗渗性越好。
抗冻性是指混凝土在吸水饱和的状态下，能够经受最大的冻融循环次数而本身的性质不显著降低的性能。一般来说，当混凝土中的毛细孔隙越多，所能吸附的水也就越多，更容易因水结冰产生冻胀应力而被破坏。
抗腐蚀性是指混凝土抵抗外界侵蚀的能力。一般来说，混凝土的腐蚀主要是钢筋的腐蚀（侵蚀），骨料（碱骨料反应）、氢氧化钙的腐蚀。当小时，孔隙率小则越不容易侵蚀。水泥水化产物中的氢氧化钙越多，抗腐蚀能力也越差。
耐磨性是指混凝土抵抗外界机械破坏的能力。混凝土的强度越高，粗骨料硬度越大，则耐磨性越好。
（三）体积安定性好，使用寿命长
高性能混凝土选材优质，避免了过烧的氧化钙和氧化镁，而且加入的活性细矿物有效地降低了游离的石灰，故混凝土的体积安定性良好。因为高性能混凝土又具有很强的耐久性，故建筑使用寿命长，也减少了后期的维修费用。
三、发展现状及应用前景
混凝土已成为现代工程中主要的结构材料。被广泛应用于桥梁工程、高架结构、大跨结构、地下工程、防辐射工程、港口工程、海洋工程等。由于以前的设计只是看重结构强度，因此许多混凝土不能与周围的环境相适应，被有害气体、有害介质等侵蚀，结构的寿命大大缩短。所以混凝土的耐久性逐渐被人们所关注并研究，与之相应的高性能混凝土逐渐被研发与应用。
自1990年，美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国混凝土协会（ACI）研讨了高性能混凝土之后，全球掀起了对高性能混凝土研究的高潮。如98年加拿大政府提出了一个协作网研究计划。“高性能混凝土协作网”作为其中研究的一项，并获得了640万加元的资助。法国在1986年由政府部门组织国内23个单位，包括政府研究机构、大学、公司、承包商进行一项名叫"混凝土新途径"的研究项目，进行高性能混凝土的研究并建造示范工程。该项目于93年完工，代表建筑为一三跨的后张拉预应力钢筋混凝土桥，其混凝土强度等级相当于我国的C70，且自重减少了24%，混凝土用量减少30%。
我国自1992年开始针对国内原材料和工艺条件进行高性能混凝土研究、宣传和开发，并已在桥梁、高层建筑的基础和底层柱、地下构筑物等工程中应用，受到愈来愈多的重视。尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。例如：上海金茂大厦（C60）、北京静安中心大厦（C80）、辽宁物产大厦（C80）、南京希尔顿国际大酒店（C30和C50）、深圳地王大厦（C60）、上海东方明珠电视塔（C60）、首都机场新航站楼（C60，C65）、首都机场停车（C50，C60）、北京西客站（C60）、北京航华中心（C60）、南京邮电中心（C60）、长春国际商贸城（C55）、广州虎门大桥（C50）、上海杨浦大桥（C50）。
四、结论
高性能混凝土以耐久性为主要指标，解决了传统混凝土因环境侵蚀带来的使用寿命缩短的问题，为满足强度条件，采用了低水灰比，并且可以利用高效减水剂保证良好的和易性，有利于施工操作。高性能混凝土相比于传统的混凝土在节约资源、能源方面有重大突破，在未来资源紧缺，人口爆滿的环境下，绿色高性能混凝土必将是混凝土的发展方向。
参考文献：
[1]张强，李莹，等.高性能混凝土的应用[J].山东科技大学学报（自然科学版），2007（5）.
【关键词】高性能混凝土；耐久性；强度
中图分类号：TU58文献标识码A文章编号1006-0278（2015）12-140-01
一、高强混凝土与高性能混凝土
高强混凝土与高性能混凝土有一定的关联，但也有很大区别。我国规定强度等级达到或者超过C60的混凝土为高强混凝土（high strength concrete）。它对强度的要求很高，被广泛地应用于高层建筑、高耸建筑、大跨度结构等方面。随着人们对混凝土的认识越来越深入，发现高强混凝土在使用中常常出现很多不利的现象，混凝土性能发生显著降低。如结构脆性增大、抗震性能行降低，容易出现早期干缩开裂，大水化热等弱点。随着结构使用年龄的增长，发现钢筋混凝土在一些恶劣的环境中，远远低于结构的设计使用年限就出现不同程度的破坏，比如钢筋锈蚀、路面开裂、结构渗水等。而且从结构受力的角度来说，实际建筑也不需要那么高的强度。因此人们开始侧重于研究以耐久性为主的混凝土——高性能混凝土（High performance concrete，简称HPC）。高性能混凝土是指选用优质的原料，严格的施工工艺，一定数量的矿物细掺量，外加剂（主要是高效减水剂）等所制成以耐久性为主要指标，同时满足强度、和易性、耐久性以及经济性等要求的混凝土。所以，高强混凝土不是高性能混凝土。
二、高性能混凝土特点
（一）易浇筑、不离析、和易性好
高性能混凝土在配制上的最大特点是低水灰比。由于用水量减少了，那么要满足施工要求的和易性，高性能混凝土采用了超塑化剂来作为外加剂。超塑化剂是一种高效减水剂，其减水率可以达到30%以上，因此混凝土中的用水仅用于保证水泥的水化即可，和易性可完全由减水剂保证。经施工验证，采用超塑性减水剂可以使水灰比下降到0.25或者0.26，水泥的用量仍可维持在500Kg/m3，坍落度保持在200毫米以上，从而使混凝土不分层离析、不过分泌水以及保证其捣实系数为0.98以上，且强度也大有提高。
（二）耐久性有大幅度提高
高性能混凝土一项重要指标就是耐久性。材料的耐久性是材料的一项综合性质，主要包括抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、抗碳化性、耐磨性等。
抗渗性是指混凝土抵抗压力水渗透的能力。一般来说混凝土越密实，孔隙率越小，特别是连通的孔隙越少，则混凝土的抗渗性越好。
抗冻性是指混凝土在吸水饱和的状态下，能够经受最大的冻融循环次数而本身的性质不显著降低的性能。一般来说，当混凝土中的毛细孔隙越多，所能吸附的水也就越多，更容易因水结冰产生冻胀应力而被破坏。
抗腐蚀性是指混凝土抵抗外界侵蚀的能力。一般来说，混凝土的腐蚀主要是钢筋的腐蚀（侵蚀），骨料（碱骨料反应）、氢氧化钙的腐蚀。当小时，孔隙率小则越不容易侵蚀。水泥水化产物中的氢氧化钙越多，抗腐蚀能力也越差。
耐磨性是指混凝土抵抗外界机械破坏的能力。混凝土的强度越高，粗骨料硬度越大，则耐磨性越好。
（三）体积安定性好，使用寿命长
高性能混凝土选材优质，避免了过烧的氧化钙和氧化镁，而且加入的活性细矿物有效地降低了游离的石灰，故混凝土的体积安定性良好。因为高性能混凝土又具有很强的耐久性，故建筑使用寿命长，也减少了后期的维修费用。
三、发展现状及应用前景
混凝土已成为现代工程中主要的结构材料。被广泛应用于桥梁工程、高架结构、大跨结构、地下工程、防辐射工程、港口工程、海洋工程等。由于以前的设计只是看重结构强度，因此许多混凝土不能与周围的环境相适应，被有害气体、有害介质等侵蚀，结构的寿命大大缩短。所以混凝土的耐久性逐渐被人们所关注并研究，与之相应的高性能混凝土逐渐被研发与应用。
自1990年，美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国混凝土协会（ACI）研讨了高性能混凝土之后，全球掀起了对高性能混凝土研究的高潮。如98年加拿大政府提出了一个协作网研究计划。“高性能混凝土协作网”作为其中研究的一项，并获得了640万加元的资助。法国在1986年由政府部门组织国内23个单位，包括政府研究机构、大学、公司、承包商进行一项名叫"混凝土新途径"的研究项目，进行高性能混凝土的研究并建造示范工程。该项目于93年完工，代表建筑为一三跨的后张拉预应力钢筋混凝土桥，其混凝土强度等级相当于我国的C70，且自重减少了24%，混凝土用量减少30%。
我国自1992年开始针对国内原材料和工艺条件进行高性能混凝土研究、宣传和开发，并已在桥梁、高层建筑的基础和底层柱、地下构筑物等工程中应用，受到愈来愈多的重视。尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。例如：上海金茂大厦（C60）、北京静安中心大厦（C80）、辽宁物产大厦（C80）、南京希尔顿国际大酒店（C30和C50）、深圳地王大厦（C60）、上海东方明珠电视塔（C60）、首都机场新航站楼（C60，C65）、首都机场停车（C50，C60）、北京西客站（C60）、北京航华中心（C60）、南京邮电中心（C60）、长春国际商贸城（C55）、广州虎门大桥（C50）、上海杨浦大桥（C50）。
四、结论
高性能混凝土以耐久性为主要指标，解决了传统混凝土因环境侵蚀带来的使用寿命缩短的问题，为满足强度条件，采用了低水灰比，并且可以利用高效减水剂保证良好的和易性，有利于施工操作。高性能混凝土相比于传统的混凝土在节约资源、能源方面有重大突破，在未来资源紧缺，人口爆滿的环境下，绿色高性能混凝土必将是混凝土的发展方向。
参考文献：
[1]张强，李莹，等.高性能混凝土的应用[J].山东科技大学学报（自然科学版），2007（5）.