現(xiàn)在混凝土的使用性能得到更多的關注，特別是近年來普遍產(chǎn)生的劣化和失效，使人們對高強度、低滲透性混凝土的生產(chǎn)與使用的興趣日益增加，這曾經(jīng)被認為是不可能的。一般認為，高強混凝土不僅能使結(jié)構(gòu)更輕、更高，而且也比普通混凝土更耐久。伹在缺乏依據(jù)的情況下，下這樣一個普遍的結(jié)論，尚需考慮許多因素。本文就一些必須回答的相關問題進行了簡短的討論。因為往往是在混凝土失效后，才究其原因，如果事前仔細地評估現(xiàn)在能制備和使用的不同范圍的混凝土的應用前提與后果，許多失效是可以避免的。此外，許多情況下的不一定需要高強度。這些也適用于修補材料的制備和應用，不斷變化的環(huán)境使得修補材料與修補面不匹配而引起失效。1 硬化混凝土假設hpc的使用目的明確了，例如用于海洋環(huán)境中的公路橋梁的混凝土要求輕質(zhì)高強，或能抵抗環(huán)境中侵蝕性氣體、液體的滲入。一旦知道這些要求，就可能列出一份混凝土必須滿足的具體性能指標清單。如果需要高強度，相應地需要調(diào)查達到目標強度是否會帶來副作用：混凝土是否較脆，且單一裂縫形成后會不會迅速擴展？彈性模量是否低于低強混凝土，高多少？橫向變形是否更可能成為設計和施工上的何題，尤其是在構(gòu)件截面較薄時。很少使用不配筋的素混凝土，尤其是對于hsc而言。構(gòu)件（如柱子）中的箍筋和縱向鋼筋對混凝土有效地施加三軸約束作用，從而提高了承載力。與hsc相比，低強和較脆的混凝土構(gòu)件中這種約束作用的益處要大得多，因此的優(yōu)勢可能要比看上去的小。有時可能需要高強度和低密度，這時的關鍵何題涉及到不同材料間的相容性，例如混凝土框架采用常規(guī)材料，而填充墻使用輕質(zhì)混凝土，則該結(jié)構(gòu)體系的不同部分就會對使用荷載或環(huán)境變化產(chǎn)生不同的反應。在熱天，密實混凝土可能比耐熱性較好的輕質(zhì)混凝土的膨脹大而快。這說明在此最關鍵的因素是熱膨脹和收縮。筆者了解一些隔熱復合板的實例。這種板由玻纖增強的高強水泥薄板和泡沫塑料隔熱材料夾層構(gòu)成，使用該板的建筑物的內(nèi)部溫度幾乎常年不變，而涂成深褐色的板外層則隨季節(jié)及日照的變化而波動較大，雖然認為玻纖可以使材料足夠強韌，但由于對溫差引起的熱量遷移考慮不夠，自然發(fā)生了開裂。失效原因是多方面的。首先是對夏天的日散熱量缺乏估計；其次，當溫度變化時，這種復合板的內(nèi)層溫度幾乎不變，而通過隔層與內(nèi)層相連的外層則發(fā)生膨脹或收縮，因此這種板應有足夠的撓度（應變能力）以避免開裂；最后，深色涂層吸收太陽能，使問題更加嚴重，該體系的物理因素沒有被仔細考慮，外層溫度肯定大大高于在陰涼處記錄的溫度。在這個實例中，值得更仔細地審視一下原來的設計要求，以搞清為什么會犯如此明顯的錯誤。原來這樣深褐色的表面是為了降低維修費用，因為這種板的使用環(huán)境中的噴氣式發(fā)動機噴灑出的油可能會弄臟墻面，而采用深褐色可以避免經(jīng)常地涂刷。復合板的內(nèi)層與外層在結(jié)構(gòu)上相連，以至于它們之間的相對運動不可避免地產(chǎn)生開裂，即使是對于抗裂的外層玻纖板，而且對實際情況中的這類行為未認真考慮。后來進行了重新設計，板的內(nèi)外層可以獨立地脹縮，并把顏色換成深淺適中的色彩，結(jié)果令人滿意：在過去的10年中沒有發(fā)生問題。顯然，建筑師和工程設計者需要與那些懂得實際環(huán)境對材料性能的影響的人進行交流，僅僅有簡單的結(jié)構(gòu)分析是不夠的。在此要討論的另一方面是板與結(jié)構(gòu)框架之間的相對位移。與附加的大面積薄板相比，框架的脹縮要慢得多，因此要注意面定件，使其能允許相鄰單元發(fā)生相對位移而不開裂，還要注意相鄰板之間的密封膠。這個工程實例給予我們?nèi)缦聠⑹荆菏紫?，當結(jié)構(gòu)物將處于特殊的或環(huán)境惡劣的使用條件下時，列出所有可能影響其行為的因素，不能簡單地認為密實的低滲透性混凝土是的或解決辦法；很容易理解，應力下產(chǎn)生大量微裂紋的混凝土要比一旦開裂就產(chǎn)生幾條寬而長的裂紋的高強脆性材料更具有承載潛力。2 滲透性與化學侵蝕混凝土受到的化學侵蝕有多種。其中，一些是由環(huán)境中的氣體、液體侵入引起的，一些是由混凝土內(nèi)部離子經(jīng)過孔溶液的遷移引起的，還有一些發(fā)生于特定混凝土本身的組分之間。某些劣化涉及到鋼筋銹蝕，另一些涉及到混凝土的解體。后者當中，有的是與骨料的反應，有的是與水泥漿基體的反應，有的則是骨料與水泥漿之間的反應。每個問題都需要妥善解決，沒有普遍適用的hpc。不幸的是，特種水泥、摻合料或混凝土生產(chǎn)商的某些聲明給人以相反的印象，并且沒有承認他們推薦的產(chǎn)品中任何可能的缺點。相反，有許多混凝土不管其使用方式如何，幾乎都可以認為是劣質(zhì)的。但是，混凝土性能低劣的原因很少是由于配合比設計的不完善，而是更多地歸因于不良的使用方法。振搗不良是混凝土出現(xiàn)烽窩狗洞的常見原因，這往往抵消了對鋼筋的所有保護性措施。因此才有上文中對混凝土拌合工作性的評述，即使看上去混凝土澆注得很好，每批澆注的不同部位也會有所差異?；炷撩谒畷r，水膜常常會在接近混凝土表面的地方，或者是沿著模板的垂直截面形成，這會使局部混凝土的質(zhì)量降低，因為泌出水被包裹在靠近模板處，也就是靠近以后的暴露面。若是澆注、搗實和養(yǎng)護不當，其潛在的高性能則得不到充分的發(fā)揮。采用半滲透性模板有望解決這個問題，它可以允許集中于模板附近的水分排出，從而減小該部位的有效水灰比，改善混凝土的質(zhì)量。在實際應用中，混凝土的潛在高性能不能達到預定目標的另一原因與混凝土的高水泥用量有關，水化反應放熱引起大量的熱量遷移和開裂、違反正確的施工程序?qū)⑹惯@個潛在的問題更加嚴重。迄今為止，人們的注意力大都集中在實驗室制備的混凝土試件與現(xiàn)場混凝土試件性能的基本差別上，在使用過程中混凝土的劣化原因也應受到關注。還有一個需要考慮的問題是火對低滲透性混凝土的作用。混凝土優(yōu)于其它建筑材料的一個優(yōu)良屬性是其抵抗火災的齒力。實際上，鋼柱經(jīng)常包裹一層混凝土以提高耐火性。有確鑿證據(jù)表明，在火災作用時，在低滲透性混凝土內(nèi)部積累的高蒸汽壓足以使混凝土表面爆裂、脫落。這再次使我們思考到底意味著什么，同時使我們認識到強度不是混凝土的指標。3 結(jié)語當利用hpc的優(yōu)勢來解決具體問題時，上述影響因素可能無關緊要，但重要的是混凝土結(jié)構(gòu)設計人員應當知道任何可能有的不利影響，才能綜合評價不同方案的相對優(yōu)劣。