摘要：水利水电工程随着我国经济的发展也获得了很大的进步，无论在施工工艺还是在施工材料上都有所改进。高性能混凝土就是一种先进的施工材料，应用在水利施工中，可以提高水利工程的社会效益和经济效益。
关键词：水利施工；高性能混凝土；应用
1高性能混凝土的概念
混凝土材料至今已有100多年的历史，自20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料。高性能混凝土的出现与逐步完善有其相应的背景：当代大跨径桥梁、高层建筑、海洋工程、军事工程结构的发展对混凝土提出的更高的要求；处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果；原材料开采、生产造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。这就要求混凝土不断提高以耐久性为基础的各项性能，多使用天然材料及工业废渣以达到保护环境的目的。不同的国家、学者、工程技术人员对高性能有着不同的理解：欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会将HPC定义为水灰比低于0.40的混凝土；日本将高流态的自密实混凝土称为HPC；中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。美国学者更强调混凝土的高强度和尺寸稳定性，欧洲学者更注重耐久性，而日本学者偏重于高工作性。但是他们的基本点都是高耐久性，这方面的认识是一致的。
2高性能混凝土的特性
2.1高耐久性能
高耐久性是高性能混凝土应用的主要目的。混凝土的耐久性主要取决于抗渗性，抗渗性则取决于混凝土中的水泥石密实度。高性能混凝土掺加了高效减水剂，使其水灰比很低，水泥水化后，混凝土没有过多余的毛细水，混凝土成型后其孔径小，总孔隙率低；高性能混凝土中一般掺有矿物质超细粉，混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低，而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构，使其≥100μm的孔含量得到明显减少，矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱—集料反应、抗硫酸盐腐蚀，以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。
2.2高工作性
坍落度是评价混凝土工作性能的主要指标，高性能混凝土良好的流变学性能能保证其具有较高的坍落度指标；由于其高流动性，振捣后其粗骨料下沉慢，其均匀性较好；高性能混凝土水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本无泌水；其水泥浆的粘性较大，很少产生离析现象；对于高层结构建筑，可采用泵送性能较好的高性能混凝土，使得超高层建筑采用混凝土成为可能；对于某些结构的特殊部位（如梁柱接头等钢筋密集处）还可采用自流密实成型混凝土，从而保证该部位的密实性，这样就可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。
2.3高强度
首先需要说明的是，高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有超高的强度，低强度亦可。混凝土作为一种非均质材料，强度受诸多因素的影响。水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于高性能混凝土，随着水灰比的降低，混凝土抗压强度必然增大，高性能混凝土采用高效减水剂，高效减水剂对水泥的分散力强、减水率高，可大幅降低混凝土的用水量，获得较高强度；高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥与砂石之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，从而提高强度；高性能混凝土的高工作性能提高混凝土的振捣质量，混凝土构件强度与设计偏差小。
2.4高体积稳定性
混凝土本身存在一定的孔隙率，在多年的运营中，存在一定的收缩、徐变。在大跨径预应力混凝土桥梁等结构上，收缩、徐变导致的预应力损失及次生力是一个比较严峻的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高性能混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形；同时，高性能混凝土具有较低的徐变度，国内已有研究表明，对于外掺加40%粉煤灰的高性能混凝土，不管是在标准养护还是在蒸压养护条件下，其360d龄期的徐变度（单位徐变应力的徐变值）均小于同强度等级的普通混凝土，高性能混凝土徐度仅为普通混凝土的50%左右；高性能混凝土的体积稳定性还表现在其优良的抗初期开裂性能，高性能混凝土的水灰比比较低，但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用，尽可能地降低单方用水量，防止离析，浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护，避免太阳光照射和风吹，防止混凝土的水分蒸发，这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。
3高性能混凝土在水利施工中的应用
3.1原材料的控制
在水利施工中应用高性能混凝土，必须要严格控制原材料。组成高性能混凝土的原材料主要有粗细骨料、水以及水泥等，这些原材料按照一定的比例进行组合，即成为最终的高性能混凝土。为了降低水泥的使用量，提高高性能混凝土的耐久性和强度，可以在原材料中适当添加一些无机矿物粉料或者化学添加剂，再进行搅拌和硬化，就可以形成高性能混凝土。原材料的质量在对高性能混凝土的质量起着决定性的作用，施工企业必须要对此加以重视，在选择原材料的时候，要对施工现场进行充分的勘查，结合施工环境可能造成的影响以及水利工程的实际要求确定原材料的类型和比例。在进行水泥选择的时候，施工企业尽可能选择一些水化热比较低的水泥，在选择粗骨料的时候，为了增强水泥浆和骨料颗粒之间的粘着力以达到提高混凝土强度的目的，施工企业可以选购一些具有较大表面积的角状骨料。除此之外，施工企业还要严格控制细骨料的选择，尽可能选择一些质地硬碎的石砂，这在一定程度上可以提高拌合物的性能。
3.2配合比的设计
在确定好原材料之后，施工企业就要进行下一步操作，即原材料的配合比设计。对于普通的混凝土而言，在设计原材料的配合比时只需要对工程的强度要求进行考虑。但是高性能混凝土的配合比则不同，尤其在水利工程中，既要考虑到水利工程的强度，还要考虑到期耐久性，因此在配置高性能混凝土的时候要对其高耐久性和强度行进行综合考虑。在配置的过程中，施工企业先要进行试配，然后再根据实际情况进行优化。通常来说，高性能混凝土的配合比设计尽可能降低水胶比，同时还要降低水泥的使用量，添加更多的无机矿物质掺和料，从而控制骨料的最大粒径。
3.3施工要点
在水利工程施工中，施工单位要格外重视高性能混凝土的搅拌工作，首先投放砂石骨料和水泥，然后投放掺和料和外加剂，投料结束之后再进行搅拌。接着用土罐车进行运输，在高性能混凝土运输的过程中还要进行搅拌，搅拌的速度采用中速。在施工的过程中，施工单位首先要做好施工缝的处理工作，保证混凝土的高强度。然后再将混凝土表面松动的石子以及浮浆清除掉，接着再使用水泥砂浆浇抹表面，在使用混凝土捣实，确保混凝土的密实度达到要求。为了防止混凝土硬化后会产生裂缝，施工单位可以使用二次振捣表面的方式进行振捣，此外还可以用湿麻袋提前覆盖混凝土表面，降低混凝土的内外温差，从而保证水利工程的质量达到标准要求。
4结论
综上所述，在水利工程施工中，混凝土是主要的施工材料，混凝土的质量对工程项目的质量有着直接的影响。施工单位要对此加以重视，为了保证水利工程质量，必须要重视高性能混凝土原材料的控制以及配合比设计，实现其性能的优化，满足工程建设要求。
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论文作者:李龙1,高斌2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第21期
论文发表时间:2017/10/31
标签：混凝土论文; 高性能混凝土论文; 骨料论文; 原材料论文; 强度论文; 水灰比论文; 耐久性论文; 《基层建设》2017年第21期论文;