【摘 要】 通過(guò)研究分析高流態(tài)混凝土的技術(shù)性能及經(jīng)濟(jì)性能，總結(jié)出大規(guī)模應(yīng)用高流態(tài)混凝土可有效降低污染物排放、提高構(gòu)筑物耐久性能，降低建筑使用周期內(nèi)的綜合成本，并提出高流態(tài)混凝土在不同領(lǐng)域的應(yīng)用前景。
　　【關(guān)鍵詞】 高流態(tài)；自密實(shí)；補(bǔ)償收縮；性能；前景
　　混凝土是人類最早使用的復(fù)合型材料之一，早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人類便使用以粘土、石灰、石膏、火山灰等為膠凝材料，以碎石、貝殼等為骨料，以稻草、灌木等為抗拉材料的原始混凝土。1824年，英國(guó)利茲城的泥水匠阿斯普?。↗.Aspdin）發(fā)明了波特蘭水泥，從而宣告了現(xiàn)代混凝土的誕生。用波特蘭水泥配制成的混凝土具有工程所需要的強(qiáng)度和耐久性，而且原料易得，造價(jià)較低，特別是能耗較低，因此，現(xiàn)代工程廣泛使用混凝土作為結(jié)構(gòu)材料。隨著混凝土應(yīng)用的推廣，一些混凝土自身性能的不足也逐漸體現(xiàn)出來(lái)，如耐久性差、振搗密實(shí)困難、生產(chǎn)效率低下、環(huán)保性能差等。針對(duì)上述問(wèn)題工程界提出了高流態(tài)混凝土（High-Flowing Concrete）的概念。高流態(tài)混凝土，顧名思義就是指具有高流動(dòng)性能的混凝土。高流態(tài)混凝土流動(dòng)性好，混凝土拌合物依靠自重不需要振搗即可充滿模型和包裹鋼筋，具有良好的施工性能和充填性能，而且骨料不離析，混凝土硬化后具有良好的力學(xué)性能和耐久性能。
　　1高流態(tài)混凝土相較于普通混凝土的主要性能及特點(diǎn)
　　1.1高流態(tài)混凝土的自密實(shí)性能。自密實(shí)混凝土(self-compacting concrete即SCC)是高流態(tài)混凝土的重要分支，根據(jù)其特性，自密實(shí)混凝土可以定義為`1`：混凝土在澆筑過(guò)程中不經(jīng)外力振搗，僅靠重力即可通過(guò)鋼筋間隙，密實(shí)填充模板的每一個(gè)角落，形成均勻密實(shí)的結(jié)構(gòu)，且在澆筑過(guò)程中不泌水、骨料不離析?，F(xiàn)代混凝土自誕生以來(lái)已經(jīng)發(fā)展到第四代——高性能混凝土(HPC)，高流態(tài)自密實(shí)混凝土是第四代混凝土的一個(gè)重要的組成部分和發(fā)展方向。高流態(tài)自密實(shí)混凝土在施工中表現(xiàn)出優(yōu)良的工作性能，混凝土在澆筑過(guò)程中無(wú)需振搗而完全依靠重力作用自由流淌并充分填充模板內(nèi)的空間，混凝土硬化后，由于其密實(shí)填充的特點(diǎn)，因此較普通混凝土擁有更好的力學(xué)性能和耐久性能。自密實(shí)混凝土目前主要用于鋼筋密集、無(wú)法振搗的施工部位，保證混凝土在不利施工條件下也能密實(shí)澆筑。
　　1.2高流態(tài)混凝土的泵送性能好。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)愈來(lái)愈高，建筑物的高度也愈來(lái)愈高。相應(yīng)的，高強(qiáng)度商品混凝土的泵送高度、長(zhǎng)度也越來(lái)越大。普通混凝土隨著強(qiáng)度的增加，水膠比相應(yīng)減小，混凝土的流動(dòng)性能隨之降低，無(wú)法滿足高層泵送要求。而經(jīng)過(guò)配合比設(shè)計(jì)，加入高效泵送劑后配置而成的高流態(tài)高強(qiáng)混凝土可以長(zhǎng)時(shí)間保持流動(dòng)性，可有效提高高強(qiáng)混凝土的泵送高度和泵送距離，且混凝土凝結(jié)后的強(qiáng)度不受影響。如芝加哥Water Tower Place高262米，從地下室到25層的柱子均采用了強(qiáng)度C70以上的高流態(tài)泵送混凝土；現(xiàn)今的世界最高建筑——阿聯(lián)酋迪拜塔，混凝土（C60）的泵送高度達(dá)到了驚人611米；在法國(guó)的Le Refrain供水隧道（見(jiàn)圖）的建設(shè)過(guò)程中，混凝土的水平泵送距離達(dá)到了2015米，混凝土從泵送入口到出口的時(shí)間達(dá)到了近2個(gè)小時(shí)。
　　圖法國(guó)LeRefrain供水隧道
　　1.3高流態(tài)混凝土單位成本節(jié)約。高流態(tài)混凝土的經(jīng)濟(jì)性能可以從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)：首先，高流態(tài)混凝土的應(yīng)用減少了施工中人員、機(jī)械的投入。其次，高強(qiáng)度高流態(tài)混凝土的應(yīng)用，縮減了結(jié)構(gòu)物截面積，實(shí)際上增大了建筑的使用面積；另外高流態(tài)混凝土的工程應(yīng)用提高了結(jié)構(gòu)物的耐久性、減少了今后可能的加固修復(fù)費(fèi)用。我們以1m3C30混凝土的澆筑成本為例，應(yīng)用普通混凝土和應(yīng)用高流態(tài)自密實(shí)混凝土澆筑成本計(jì)算見(jiàn)表。從表中可以看出，由于材料費(fèi)用和人工費(fèi)用的增加，同強(qiáng)度下高流態(tài)混凝土的澆筑成本已經(jīng)低于普通混凝土的澆筑成本。

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　　1.4環(huán)保性能好。高流態(tài)混凝土的環(huán)保性能主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先使用高流態(tài)混凝土減少了機(jī)械振搗工作量，降低了噪音污染；其次，在同等強(qiáng)度的前提下，使用高流態(tài)混凝土減少了水泥用量，據(jù)估算，生產(chǎn)1t水泥熟料所排放的二氧化碳約為1t，二氧化硫約0.78kg，氮氧化合物約1.25kg，粉塵約2.3kg；二氧化碳的大量排放直接導(dǎo)致“溫室效應(yīng)”，二氧化硫則會(huì)引起“酸雨”現(xiàn)象，而大量粉塵則直接污染環(huán)境，應(yīng)用高流態(tài)混凝土可以節(jié)約水泥用量，從而減少了上述“副產(chǎn)品”的排放；另外高流態(tài)混凝土的配制過(guò)程中摻加了工業(yè)廢料，如磨細(xì)礦渣、粉煤灰、硅灰等，可以節(jié)約水泥，保護(hù)環(huán)境，并能改善混凝土的耐久性。磨細(xì)礦渣活性好，對(duì)強(qiáng)度、耐久性、低水化熱甚至工作性都有利。粉煤灰具有火山灰活性，摻入混凝土中，能降低初期水化熱，少干縮，改善新拌混凝土的和易性，增加混凝土的后期強(qiáng)度，顯著提高混凝土的耐久性。我國(guó)發(fā)電企業(yè)每年生產(chǎn)大量的粉煤灰，但利用率較低左右，如能大力發(fā)展高流態(tài)混凝土，將產(chǎn)生極大的環(huán)境“紅利”。

　　表混凝土澆筑成本比較
　　以上材料單價(jià)以江蘇省造價(jià)信息2010年第6期中準(zhǔn)價(jià)為取費(fèi)依據(jù)。
　　2高流態(tài)混凝土的應(yīng)用前景
　　高流態(tài)混凝土的概念誕生于上世紀(jì)70年代，但我國(guó)的研究和應(yīng)用較晚。近年來(lái)，隨著我國(guó)國(guó)力的增強(qiáng)、國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施投資的增加、勞動(dòng)力成本的上升、環(huán)保要求提高等原因，高流態(tài)混凝土在我國(guó)的應(yīng)用逐漸增多，但應(yīng)用的領(lǐng)域較窄，使用比例較低。結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，高流態(tài)混凝土在以下幾個(gè)領(lǐng)域使用較少，有著較好的應(yīng)用前景：
　　2.1水工高流態(tài)自密實(shí)混凝土。近年來(lái)國(guó)家加大了對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投資，水利工程是投資的重點(diǎn)，一大批各類水利項(xiàng)目上馬建設(shè)。水利施工中存在著體量大，形狀復(fù)雜、配筋密集、作業(yè)面狹窄、難以振搗等困難。另外，水工混凝土對(duì)材料的流動(dòng)性、粘聚性、抗分離性和鋼筋通過(guò)能力等性能指標(biāo)有著特殊的要求，根據(jù)現(xiàn)有研究，水工高流態(tài)自密實(shí)混凝土有著下列特點(diǎn)：①混凝土坍落度大，流動(dòng)性好，混凝土拌和物不需振搗僅靠重力便能通過(guò)自行流動(dòng)達(dá)到均勻密實(shí)；②混凝土抗分離性能良好，在穿過(guò)鋼筋網(wǎng)后至凝結(jié)前無(wú)分層離析和泌水現(xiàn)象；③硬化后的混凝土干縮小，能夠有效填充各結(jié)構(gòu)部位，達(dá)到內(nèi)實(shí)外光。水工高流態(tài)自密實(shí)如能大量應(yīng)用，將極大的減少施工難度，提高施工效率及工程質(zhì)量。
　　2.2補(bǔ)償收縮高流態(tài)混凝土（微膨脹高流態(tài)混凝土）。普通的硅酸鹽水泥在自然條件下硬化，具有一定的干縮性?；炷恋氖湛s值隨著水泥的品種、熟料的礦物組成、水泥顆粒的細(xì)度水灰比的大小、養(yǎng)護(hù)條件的不用以及使用環(huán)境的差異等的變化而變化。根據(jù)理論7～60天內(nèi)混凝土的收縮率較大，60天后混凝土的收縮率逐漸趨于緩慢、平穩(wěn)。混凝土內(nèi)部由于收縮會(huì)產(chǎn)生微裂紋，微裂紋會(huì)破壞混凝土結(jié)構(gòu)的整體性，影響混凝土的力學(xué)性能和耐久性。而經(jīng)過(guò)配合比設(shè)計(jì)的補(bǔ)償收縮高流態(tài)混凝土在保證強(qiáng)度和流動(dòng)性的同時(shí)還能有效的抵償混凝土的干縮，甚至微膨脹。補(bǔ)償收縮高流態(tài)混凝土在裂縫修補(bǔ)，新老混凝土交接施工等方面有著良好的應(yīng)用前景。
　　2.3水下施工高流態(tài)混凝土。目前在大型公路橋梁的基礎(chǔ)形式主要采用水下鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁基礎(chǔ)屬于隱藏工程，其質(zhì)量的好壞直接決定了整個(gè)工程的質(zhì)量。水下混凝土施工隱蔽性強(qiáng)，混凝土極易產(chǎn)生松散、離析、縮頸等質(zhì)量問(wèn)題，控制水下混凝土施工的質(zhì)量是整個(gè)水下鉆孔灌注樁施工質(zhì)量控制中的節(jié)點(diǎn)工程。在水下施工中，水流速度快，施工環(huán)境復(fù)雜，施工工程難度很大。水下混凝土的整平和密實(shí)完全依靠混凝土自重來(lái)完成，混凝土如果沒(méi)有良好的抗離析性和粘聚性將極易被水流沖散而影響成樁質(zhì)量。此外，根據(jù)灌注樁的澆筑特點(diǎn)，首盤(pán)混凝土澆筑后將被后續(xù)混凝土持續(xù)頂升，在此過(guò)程中混凝土必須一直保持較高的流動(dòng)性，否則就容易造成斷樁、夾層等質(zhì)量事故。首盤(pán)混凝土在保持長(zhǎng)時(shí)間流動(dòng)性的基礎(chǔ)上，初凝時(shí)間還不能太遲，否則就無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。上述技術(shù)性能，普通混凝土很難達(dá)到。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的水下施工高流態(tài)混凝土具有良好的流動(dòng)性、粘聚性，塌落度延時(shí)損失小，在水下灌注樁等施工項(xiàng)目中有著良好的應(yīng)用前景。