對(duì)高性能混凝土的幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)

　　2 高強(qiáng)度混凝土與高性能混凝土的區(qū)別
　　在HPC 傳入中國(guó)十多年間，建筑行業(yè)對(duì)它的關(guān)注程度不斷提高，但針對(duì)HPC是否必需具有高強(qiáng)度這一問題一直存在爭(zhēng)議。關(guān)于高強(qiáng)度混凝土（HSC），其實(shí)在約40 年前就有28d 抗壓強(qiáng)度超過50MPa 的HSC較多地在工程上應(yīng)用，當(dāng)時(shí)部分具有前瞻意識(shí)的專家提出，未來建筑對(duì)混凝土的要求將不僅僅是強(qiáng)度上的，而應(yīng)該有對(duì)耐久性和工作性更高的要求。但當(dāng)時(shí)對(duì)這一意義上的混凝土并沒有一個(gè)被大家所接受的名稱，更沒有定出指標(biāo)和規(guī)程。只是在十多年前才出現(xiàn)了在此基礎(chǔ)之上發(fā)展而來的“HPC”一詞。另一方面，由于近些年，在HSC的配制中不僅加入了高效減水劑，往往也摻入了一些活性磨細(xì)礦物摻合料，以此增強(qiáng)混凝土強(qiáng)度，但這些組分也常用在HPC的配制當(dāng)中，所以造成了人們對(duì)這兩種混凝土意義上的混淆。美國(guó)教授P.K.Mehta 早在1990 年就提出：“把高強(qiáng)混凝土假定為高性能混凝土，嚴(yán)格地說，這種假定是錯(cuò)誤的。”

　　美國(guó)學(xué)者Virendra K.Varma 最近也撰文認(rèn)為，應(yīng)該把高性能混凝土與高強(qiáng)混凝土有所區(qū)分。

　　我國(guó)吳中偉院士在1999 年提出：“單純的高強(qiáng)度不一定具有高性能。如果強(qiáng)調(diào)高性能混凝土必須在C50 以上，大量處于嚴(yán)酷環(huán)境中的海工、水工建筑對(duì)混凝土強(qiáng)度要求并不高(C30 左右) ，但對(duì)耐久性要求卻很高，而高性能混凝土恰能滿足此要求?！鼻迦A大學(xué)教授廉慧珍在文獻(xiàn)指出：大多數(shù)把“高性能混凝土”理解為“高強(qiáng)”、“高流動(dòng)性”、“摻用礦物摻和料”等是不正確的。

　　針對(duì)高性能混凝土與高強(qiáng)度混凝土，筆者的觀點(diǎn)是：高性能混凝土應(yīng)該看作是在高強(qiáng)度混凝土基礎(chǔ)上的提高和范圍上的擴(kuò)大，高性能混凝土是高強(qiáng)度混凝土在功能、性質(zhì)上的進(jìn)步，因此高強(qiáng)度混凝土應(yīng)該在定義上被高性能混凝土所包含，但并不是其性能上的必須。

　　3 高強(qiáng)度與高耐久性的關(guān)系
　　對(duì)于高性能混凝土應(yīng)該具有的性能當(dāng)中，高耐久性已經(jīng)被絕大部分學(xué)者所認(rèn)同，但對(duì)于高耐久性與高強(qiáng)度的關(guān)系卻存在著相互矛盾的觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)是：混凝土的高強(qiáng)度必然形成其高耐久性。如在文獻(xiàn)前言中提到：“抗壓強(qiáng)度是混凝土的基本性能，為了提高耐久性，混凝土必須具有高的強(qiáng)度。故本書編者F.H.Wittmann和P.Cchwesinger 把高強(qiáng)混凝土列入HPC的范疇?！绷硪环N觀點(diǎn)是：在達(dá)到混凝土的高強(qiáng)度目的的時(shí)候，其中的某些途徑是對(duì)達(dá)到耐久性不利的。如吳中偉院士在1996 年曾提出：“有人認(rèn)為混凝土高強(qiáng)度必然是高耐久性，這是不全面的，因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土?xí)硪恍┎焕谀途眯缘囊蛩亍备咝阅芑炷吝€應(yīng)包括中等強(qiáng)度混凝土，如C30 混凝土。以上兩種相互矛盾觀點(diǎn)的提出自然也是有各自的根據(jù)。認(rèn)為高強(qiáng)度必然引起高耐久性的依據(jù)是：按材料學(xué)基本定律來看，通過適當(dāng)?shù)姆椒ń档筒牧峡紫堵适强梢蕴岣卟牧蠌?qiáng)度的。而混凝土的耐久性明顯取決于微觀結(jié)構(gòu)，尤其是漿體的孔隙率，正是因?yàn)镠SC的孔隙率很低，因此與漿體中水或侵蝕性介質(zhì)輸送過程有關(guān)物理和化學(xué)侵蝕作用便削弱。這樣便提高了混凝土的耐久性。但這種觀點(diǎn)似乎只適合已經(jīng)達(dá)到高強(qiáng)度的結(jié)果以后，HSC 的孔隙率確實(shí)很低，但從整個(gè)形成過程來看，其高強(qiáng)度的實(shí)現(xiàn)是對(duì)高耐久性存在著不利因素的。

　　首先，粉煤灰作為HSC 普遍使用的礦物外加劑，其對(duì)混凝土內(nèi)部空隙確實(shí)有較強(qiáng)填充作用，并且其長(zhǎng)期火山灰效應(yīng)也可提高混凝土強(qiáng)度。但是，粉煤灰混凝土的水化反應(yīng)慢，水分蒸發(fā)快，所以粉煤灰混凝土的早期干縮較大，極易造成其早期收縮開裂。如果一旦開裂，這無疑是對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)耐久性致命的危害。另外，粉煤灰也有其組分的區(qū)別。大多數(shù)美國(guó)學(xué)者研究認(rèn)為，一些高鈣粉煤灰中含有大量的硫酸鹽堿類，摻用這類粉煤灰就象使用高堿波特蘭水泥一樣，反而會(huì)促進(jìn)堿—集料反應(yīng)。

　　另一方面，要實(shí)現(xiàn)混凝土的高強(qiáng)度就必須加大水泥用量、提高水泥標(biāo)號(hào)，從而引起劇烈的水化反應(yīng)，水化放熱多而快，混凝土自生收縮、干燥收縮、溫度收縮作用強(qiáng)烈，由此產(chǎn)生的拉應(yīng)力足以導(dǎo)致混凝土開裂?；炷两Y(jié)構(gòu)一旦出現(xiàn)裂縫(紋)，必將加快侵蝕作用對(duì)其耐久性的影響。

　　由此可見，單純從材料結(jié)構(gòu)方面來分析混凝土高強(qiáng)度與高耐久性之間關(guān)系的方法是不全面的，我們必須從其組分入手，充分考慮各種配料對(duì)其性能的影響。