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中图分类号：U444文献标识码：A
摘要：高性能混凝土以耐久性设计优先而不以强度设计优先，要求混凝土具有全面的高性能是不科学的，片面强调混凝土的高强度必将影响混凝土耐久性能的提高。超细粉是高性能混凝土的必要组成，高性能混凝土的设计要点以及对高性能混凝土未来发展的展望。
关键词：高性能混凝土；耐久性；超细粉；发展
一、引言
从1824年波特兰水泥的发明算起，混凝土材料至今已有100多年的历史。混凝土是当代最主要的建筑材料，历史悠久。目前，已经广泛应用于土木建筑、交通运输与海洋开发等方面，甚至航天工业也有混凝土的足迹，为人类的文明建设做出了巨大的贡献。混凝土100多年来的应用与发展过程也是强度与性能不断提高和加强的过程。按照混凝土的强度和性能提高的过程可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土。
二、高性能混凝土的研究
（一）高性能混凝土的定义。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，在妥善的质量控制下制成的。除了必须对水泥、集料和水的质量进行有效的控制外，配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂，以保证高性能混凝土的耐久性、工作性、各种力学性能、实用性、体积稳定性和经济合理性等许多优良特性，长期以来，人们总是把高强混凝土和高性能混凝土相提并论，认为混凝土的强度提高后，各项耐久性就相继得到提高。其实质都是强度更高的高强混凝土或超高强混凝土罢了。可以说，近几十年来混凝土科学发展就是混凝土强度不断提高的历史。从吴忠伟教授对高性能混凝土的定义可以知道：高性能混凝土是以耐久性设计优先而不是以强度设计优先。片面的强调混凝土的高强度是不科学的，势必会影响混凝土耐久性的提高。因为混凝土设计强度的提高伴随着混凝土脆性的提高和韧性的降低，所以混凝土结构越来越容易开裂。除此以外，高强化还给混凝土结构带来了其他的一些副作用，例如碱—骨料反应，这样其耐久性就会大幅度降低，致使混凝土的高强度也得不到充分发挥。同时，要求混凝土具有全面的高性能也是不科学的。高性能混凝土的基本性能主要是硬化混凝土的耐久性能和塑性混凝土的工作性能，混凝土的耐久性能包括为满足人们的特殊需要的某个或某些特殊性能。如用于水下浇筑混凝土所需的免振捣自密实不分散性能，用于车库和高等级路面的混凝土所需的表面耐磨性能，用于大体积混凝土所需的低水化热性能等。从吴忠伟教授对高性能混凝土所作的定义，也可以明确地提出一个结论：已经应用多年的防水混凝土 就是一种高性能混凝土。
（二）超细粉是高性能混凝土不可缺少的组分。所谓超细粉就是粒度<10m的粉体，在高性能混凝土中常用的超细粉有硅粉、磨细矿渣粉、Ⅰ级粉煤灰、天然沸石粉及偏高岭土粉。超细粉的填充效应：由于超细粉的粒子≤水泥颗粒粒子，填充水泥颗粒间空隙，使胶凝材料的密实度提高，胶凝材料加水硬化后的密实度、强度也提高，而且对降低胶凝材料的空隙来说，超细粉∶水泥一般为30∶70的效果较好。含高效减水剂及超细粉的水泥浆体，超细粉填充水泥粒子间空隙，硬化后具有更高强度和耐久性。
超细粉的流化效应：部分超细粉，如矿渣超细粉、磷渣超细粉，等量取代部分水泥后，在基准条件不变的情况下，水泥浆体的流动性高于基准浆体，象掺入了部分高效减水剂一样，称之为超细粉的流化效应。但是，不是所有的超细粉都具有流化效应，有的超细粉由于比表面积太细或者超细粉本身具有多孔性能，虽然取代水泥后，能填充水泥空隙，排出水泥浆体中部分水分，但由于超细粉本身吸水或润湿表面需要较多自由水，所以含矿物质超细粉浆体的流动性并不增大，这种超细粉如天然沸石粉、硅粉。由冯乃谦对高性能混凝土的发展与应用知，高效减水剂与超细粉双掺情况下，对浆体流动性的效果更好， 当高效减水剂掺量超过0.6%时，含磷渣超细粉与矿渣超细粉的水泥浆体比基准水泥浆体流动性明显增大。超细粉混凝土的耐久性效应：预防混凝土的耐久性病害发生，如碱-骨料反应。一般情况下，在混凝土中掺入30%粉煤灰，40%矿渣，20%～25%的天然沸石粉，15%～20%的偏高岭土超细粉及10%硅粉，均能有效的抑制碱-硅反应的有害膨胀。磷渣超细粉也能抑制碱-硅反应的有害膨胀。但是碱碳酸盐反应膨胀的抑制较难。抵抗混凝土耐久性病害的侵蚀， 混凝土中掺入矿物质超细粉后，可以使混凝土的导电量明显下降，混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高。
超细粉还可使混凝土的强度显著提高。通过以上阐述，矿物质超细粉等量取代部分水泥后，使胶凝材料具有密实填充，与高效减水剂双掺情况下，使水泥基材料具有流化效应、耐久性效应和强度效应，是高性能混凝土不可缺少的组成材料。
（三）高性能混凝土的设计要点。应根据工程的使用功能与混凝土结构周围环境的具体情况设计混凝土的目标性能，要求混凝土具有全面的高性能不仅在技术上难以达到，且会造成资源上的极大浪费。采用低水胶比，控制混凝土中的水泥用量，目的是为了降低混凝土的温升，增强硬化混凝土的体积稳定性能，减少硬化混凝土的收缩裂缝。水胶比较大时，混凝土中留下较多的毛细孔，会增加硬化混凝土的收缩。根据工程使用的具体情况确定矿物细掺料的品种与掺量。将两种以上的矿物细掺料复合使用时，其综合效果优于其分别单独使用的总和，这就是所谓的超叠加效应。掺加高效外加剂。超叠加效应也存在于外加剂与外加剂的复合使用及外加剂与矿物细掺料的复合使用中。除非混凝土的设计强度较高，否则不要使用高强度等级水泥；除非有特殊需要，否则应该避免使用早强水泥。对于碱活性骨料的应用，引起混凝土中碱.骨料反应的三个主要条件是使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥和混凝土结构所处的环境中有水存在。其中结构使用环境中有水存在是发生碱.骨料反应的必要条件。碱.骨料反应除可以用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外，也可采用破坏碱.骨料反应发生的条件等方法来加以避免。含有碱活性成分的骨料也是可以使用的，这就找到了合理利用高碱活性骨料的新途径，也是绿色高性能混凝土的发展渠道之一。
三、高性能混凝土未来展望
目前不論怎样提高混凝土的性能，混凝土在使用过程中都会产生裂缝，使得混凝土的耐久性和强度都大打折扣，针对此问题，如果能找到一种合适的矿物超细粉，等量代替取代水泥掺入高性能混凝土后，使混凝土能在产生裂缝后自动修复，那么混凝土裂缝的问题，就可以在很大程度上得到改善。
膨润土是火山玻璃触变形成的微晶蒙脱土，粒径为10-8～10-11m的天然纳米材料，是云母状薄片堆垒而成的单个颗粒，价格低廉，具有极强的自修复能力。它的膨胀力极强，通常与水接触24小时，膨胀4～5倍，48小时水化完成后膨胀13～16倍。膨润土经水化后，表面阳离子呈水合状态，变成凝胶层，阻止水分的渗入，抗渗静水压可达1.0MPa以上，渗透系数10-9cm/s，且耐久性好。我国膨润土的储量仅次于美国，居世界第二位[2]，现开采量为200万吨，主要集中在东北和东部沿海各省。因为混凝土的资源都是不可再生的，所以研发新的矿物掺合料，大量利用“三废”，节约水泥，减少环境污染，降低能源消耗就显的尤为重要。
参考文献
[1]冯乃谦.高性能混凝土的发展与应用[J].施工技术
[2]郭瓦力，张德全，十桂香.多功能原料-膨润土
[3]崔自治，彭博等.膨润土改善土壤抗渗性研究[J].节水灌溉
[4]吴忠伟.高性能混凝土及其矿物细掺料[J].建筑技术
[5]冯乃谦.普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土[J].建筑技术
作者简介：任亮（1984-），男，工作单位：宁夏万国房地产开发有限公司；研究方向：建筑施工 。
摘要：高性能混凝土以耐久性设计优先而不以强度设计优先，要求混凝土具有全面的高性能是不科学的，片面强调混凝土的高强度必将影响混凝土耐久性能的提高。超细粉是高性能混凝土的必要组成，高性能混凝土的设计要点以及对高性能混凝土未来发展的展望。
关键词：高性能混凝土；耐久性；超细粉；发展
一、引言
从1824年波特兰水泥的发明算起，混凝土材料至今已有100多年的历史。混凝土是当代最主要的建筑材料，历史悠久。目前，已经广泛应用于土木建筑、交通运输与海洋开发等方面，甚至航天工业也有混凝土的足迹，为人类的文明建设做出了巨大的贡献。混凝土100多年来的应用与发展过程也是强度与性能不断提高和加强的过程。按照混凝土的强度和性能提高的过程可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土。
二、高性能混凝土的研究
（一）高性能混凝土的定义。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，在妥善的质量控制下制成的。除了必须对水泥、集料和水的质量进行有效的控制外，配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂，以保证高性能混凝土的耐久性、工作性、各种力学性能、实用性、体积稳定性和经济合理性等许多优良特性，长期以来，人们总是把高强混凝土和高性能混凝土相提并论，认为混凝土的强度提高后，各项耐久性就相继得到提高。其实质都是强度更高的高强混凝土或超高强混凝土罢了。可以说，近几十年来混凝土科学发展就是混凝土强度不断提高的历史。从吴忠伟教授对高性能混凝土的定义可以知道：高性能混凝土是以耐久性设计优先而不是以强度设计优先。片面的强调混凝土的高强度是不科学的，势必会影响混凝土耐久性的提高。因为混凝土设计强度的提高伴随着混凝土脆性的提高和韧性的降低，所以混凝土结构越来越容易开裂。除此以外，高强化还给混凝土结构带来了其他的一些副作用，例如碱—骨料反应，这样其耐久性就会大幅度降低，致使混凝土的高强度也得不到充分发挥。同时，要求混凝土具有全面的高性能也是不科学的。高性能混凝土的基本性能主要是硬化混凝土的耐久性能和塑性混凝土的工作性能，混凝土的耐久性能包括为满足人们的特殊需要的某个或某些特殊性能。如用于水下浇筑混凝土所需的免振捣自密实不分散性能，用于车库和高等级路面的混凝土所需的表面耐磨性能，用于大体积混凝土所需的低水化热性能等。从吴忠伟教授对高性能混凝土所作的定义，也可以明确地提出一个结论：已经应用多年的防水混凝土 就是一种高性能混凝土。
（二）超细粉是高性能混凝土不可缺少的组分。所谓超细粉就是粒度<10m的粉体，在高性能混凝土中常用的超细粉有硅粉、磨细矿渣粉、Ⅰ级粉煤灰、天然沸石粉及偏高岭土粉。超细粉的填充效应：由于超细粉的粒子≤水泥颗粒粒子，填充水泥颗粒间空隙，使胶凝材料的密实度提高，胶凝材料加水硬化后的密实度、强度也提高，而且对降低胶凝材料的空隙来说，超细粉∶水泥一般为30∶70的效果较好。含高效减水剂及超细粉的水泥浆体，超细粉填充水泥粒子间空隙，硬化后具有更高强度和耐久性。
超细粉的流化效应：部分超细粉，如矿渣超细粉、磷渣超细粉，等量取代部分水泥后，在基准条件不变的情况下，水泥浆体的流动性高于基准浆体，象掺入了部分高效减水剂一样，称之为超细粉的流化效应。但是，不是所有的超细粉都具有流化效应，有的超细粉由于比表面积太细或者超细粉本身具有多孔性能，虽然取代水泥后，能填充水泥空隙，排出水泥浆体中部分水分，但由于超细粉本身吸水或润湿表面需要较多自由水，所以含矿物质超细粉浆体的流动性并不增大，这种超细粉如天然沸石粉、硅粉。由冯乃谦对高性能混凝土的发展与应用知，高效减水剂与超细粉双掺情况下，对浆体流动性的效果更好， 当高效减水剂掺量超过0.6%时，含磷渣超细粉与矿渣超细粉的水泥浆体比基准水泥浆体流动性明显增大。超细粉混凝土的耐久性效应：预防混凝土的耐久性病害发生，如碱-骨料反应。一般情况下，在混凝土中掺入30%粉煤灰，40%矿渣，20%～25%的天然沸石粉，15%～20%的偏高岭土超细粉及10%硅粉，均能有效的抑制碱-硅反应的有害膨胀。磷渣超细粉也能抑制碱-硅反应的有害膨胀。但是碱碳酸盐反应膨胀的抑制较难。抵抗混凝土耐久性病害的侵蚀， 混凝土中掺入矿物质超细粉后，可以使混凝土的导电量明显下降，混凝土的抗氯离子渗透性能明显提高。
超细粉还可使混凝土的强度显著提高。通过以上阐述，矿物质超细粉等量取代部分水泥后，使胶凝材料具有密实填充，与高效减水剂双掺情况下，使水泥基材料具有流化效应、耐久性效应和强度效应，是高性能混凝土不可缺少的组成材料。
（三）高性能混凝土的设计要点。应根据工程的使用功能与混凝土结构周围环境的具体情况设计混凝土的目标性能，要求混凝土具有全面的高性能不仅在技术上难以达到，且会造成资源上的极大浪费。采用低水胶比，控制混凝土中的水泥用量，目的是为了降低混凝土的温升，增强硬化混凝土的体积稳定性能，减少硬化混凝土的收缩裂缝。水胶比较大时，混凝土中留下较多的毛细孔，会增加硬化混凝土的收缩。根据工程使用的具体情况确定矿物细掺料的品种与掺量。将两种以上的矿物细掺料复合使用时，其综合效果优于其分别单独使用的总和，这就是所谓的超叠加效应。掺加高效外加剂。超叠加效应也存在于外加剂与外加剂的复合使用及外加剂与矿物细掺料的复合使用中。除非混凝土的设计强度较高，否则不要使用高强度等级水泥；除非有特殊需要，否则应该避免使用早强水泥。对于碱活性骨料的应用，引起混凝土中碱.骨料反应的三个主要条件是使用了碱活性骨料、使用了高含碱量的水泥和混凝土结构所处的环境中有水存在。其中结构使用环境中有水存在是发生碱.骨料反应的必要条件。碱.骨料反应除可以用复合使用矿物细掺料的方法加以抑制外，也可采用破坏碱.骨料反应发生的条件等方法来加以避免。含有碱活性成分的骨料也是可以使用的，这就找到了合理利用高碱活性骨料的新途径，也是绿色高性能混凝土的发展渠道之一。
三、高性能混凝土未来展望
目前不論怎样提高混凝土的性能，混凝土在使用过程中都会产生裂缝，使得混凝土的耐久性和强度都大打折扣，针对此问题，如果能找到一种合适的矿物超细粉，等量代替取代水泥掺入高性能混凝土后，使混凝土能在产生裂缝后自动修复，那么混凝土裂缝的问题，就可以在很大程度上得到改善。
膨润土是火山玻璃触变形成的微晶蒙脱土，粒径为10-8～10-11m的天然纳米材料，是云母状薄片堆垒而成的单个颗粒，价格低廉，具有极强的自修复能力。它的膨胀力极强，通常与水接触24小时，膨胀4～5倍，48小时水化完成后膨胀13～16倍。膨润土经水化后，表面阳离子呈水合状态，变成凝胶层，阻止水分的渗入，抗渗静水压可达1.0MPa以上，渗透系数10-9cm/s，且耐久性好。我国膨润土的储量仅次于美国，居世界第二位[2]，现开采量为200万吨，主要集中在东北和东部沿海各省。因为混凝土的资源都是不可再生的，所以研发新的矿物掺合料，大量利用“三废”，节约水泥，减少环境污染，降低能源消耗就显的尤为重要。
参考文献
[1]冯乃谦.高性能混凝土的发展与应用[J].施工技术
[2]郭瓦力，张德全，十桂香.多功能原料-膨润土
[3]崔自治，彭博等.膨润土改善土壤抗渗性研究[J].节水灌溉
[4]吴忠伟.高性能混凝土及其矿物细掺料[J].建筑技术
[5]冯乃谦.普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土[J].建筑技术
作者简介：任亮（1984-），男，工作单位：宁夏万国房地产开发有限公司；研究方向：建筑施工 。