高性能混凝土配比中的原材料选择问题

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高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。

水泥

高性能混凝土所用水胶比很低，要满足施工工作性的要求，水泥用量就要大。但为了尽量降低混凝土的内部温升和减少收缩，又应当尽量降低水泥的用量。同时，为了使混凝土有足够的弹性模量和体积稳定性，对胶凝材料总量也要加以限制。

因此，用于高性能混凝土的水泥的流变性能比强度更重要。高性能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好的流变性能，并与目前使用的高效减水剂有很好的相溶性。

但在目前的技术水平下，采用提高 C3A含量和比表面积的措施来提高水泥的标号，其后果必然造成水泥水化热大，需水量大，水泥与高效减水剂相容性差，不易保存等问题。高标号水泥如果不在出厂后尽快使用强度损失往往就会较大。

因此，对高强度的高性能混凝土，也不必强调水泥的高标号。对于高强度的高性能混凝土，为了保证水泥质量的稳定，要求禁止使用立窑水泥。水胶比很低的混凝土其强度发展较快，水泥早强的要求并不重要。如果没有相应的措施，最好不用早强型的水泥，以免影响混凝土的流变性能和后期强度的发展。

矿物细掺料

在配制混凝土时加入较大量的矿物细掺料，可降低温升，改善工作性，增进后期强度，并可改善混凝土的内部结构，提高抗腐蚀能力。

普通混凝土对矿物细掺料的品质要求，除限制其有害组分含量和一定的细度等以外，主要看重于其强度活性。但高性能混凝土需要很低的水胶比，首选需水量小的矿物细掺料。

因此，对用于高性能混凝土的矿物细掺料品质的要求，除限制有害组分含量外，主要是活性和需水量。对粉煤灰等燃煤废弃物还要限制其含碳量，因为粉煤灰含碳量的指标比细度更重要。含碳量高的粉煤灰需水量大，对混凝土的流变性、强度和变形都有不利的影响。

常用主要活性矿物细掺料有硅灰、天然沸石岩、粒化高炉矿渣、固硫渣、粉煤灰、磨细石灰石粉等。

外加剂

外加剂主要指无需取代水泥而外掺小于 5 %的化合物。外加剂主要是有机的、无机的，也有复合型的。用于高性能混凝土的外加剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等。其中高效减水剂 (超塑化剂) 是高性能混凝土必要的组分。正是因为高效减水剂的出现，才使得混凝土的水胶比能降得很低却仍有很好的工作性，高性能混凝土的实现才成为可能。因外加剂的掺量都很少，故使用外加剂时应当延长搅拌时间，以得到均匀的混凝土拌合物。

集料

粗集料(碎石)

与普通混凝土相比，高性能混凝土的强度对界面更敏感。用小粒径石子时，水泥浆体和单个石子界面的过渡层周长和厚度都小，难以形成大的缺陷，有利于界面强度的提高。同时，粒径越小，石子本身缺陷的几率越小。

对于某些集料，当水泥用量增加或水胶比降低到一定程度后，强度不再提高，这显然不是混凝土的强度已完全开发，也不是石子的强度不够，而是达到了水泥浆体与这种石子界面粘结强度的极限。因此，基于增强界面的要求和碎石匀质性的考虑，高性能混凝土应使用最大粒径较小的石子。

细集料(砂)

高性能混凝土要用中粗砂，尤其当石子级配很差时，砂子以偏粗为好。细度模量约等于 3. 0 时，混凝土的工作性最好，抗压强度最高。应严格控制砂中粉细颗粒的含量和含泥量。砂子的粗细不能只看细度模量，有时细度模量虽然大，但粒径在5 mm以上和 0.315 mm以下的砂子都过多，级配就很差。最好的砂要求0.63 mm 筛的累计筛余大于 70 %，0. 315 mm 筛的累计筛余为85 %～95 %，而 0. 15 mm 筛的累计筛余大于 98 %。

对砂的其他质量要求应符合普通混凝土用砂石标准中的规定，尤其要避免含有云母和泥土，并在施工中严格执行。对砂的碱活性一般可以不检验。因为集料尺寸越大时，由于碱集料反应而产生的环绕集料的裂缝就越大，砂粒的粒径比石子小得多，故与发生在石子上的碱集料反应相比，发生在砂粒上的碱集料反应一般都可以不考虑。

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