高性能混凝土是以建設(shè)工程設(shè)計(jì)、施工和使用對(duì)混凝土性能特定要求為總體目標(biāo)，選用優(yōu)質(zhì)常規(guī)原材料，合理?yè)郊油饧觿┖偷V物摻合料，采用較低水膠比并優(yōu)化配合比，通過(guò)預(yù)拌和綠色生產(chǎn)方式以及嚴(yán)格的施工措施，制成具有優(yōu)異的拌合物性能、力學(xué)性能、耐久性能和長(zhǎng)期性能的混凝土。理解這一概念，應(yīng)該分兩個(gè)層面上：第一，是理論層面。在這個(gè)層面上，高性能混凝土是滿(mǎn)足工程需求的“個(gè)性化”和“最優(yōu)化”的混凝土，運(yùn)用全過(guò)程質(zhì)量控制的理念，是可持續(xù)發(fā)展思想下的技術(shù)方向。第二，是技術(shù)層面。在這個(gè)層面上，高性能混凝土需要建立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原材料、配合比、生產(chǎn)、施工、驗(yàn)收等各個(gè)環(huán)節(jié)的技術(shù)指標(biāo)體系。《高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)指南》與《高性能混凝土評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（在編）所做的工作之一就是將高性能混凝土概念從理論層面落實(shí)到具體的、具有操作性的技術(shù)層面。

  1 混凝土的原材料問(wèn)題

  1.4礦物摻合料

  傳統(tǒng)摻合料如粉煤灰、礦渣粉日益緊俏，供需矛盾逐漸突出。因此，摻合料種類(lèi)范圍逐漸擴(kuò)大，磷渣、鋼渣、爐渣、鋼鐵渣粉逐漸走上歷史舞臺(tái)。天然火山灰、沸石、浮石、凝灰?guī)r、石灰石粉、其他巖石粉等天然礦物材料以及超細(xì)礦渣粉、超細(xì)粉煤灰、微珠等礦物摻合料逐漸向深加工方向發(fā)展。礦物摻合料的復(fù)合化也逐漸成為摻合料技術(shù)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。

  1.4.1近年來(lái)粉煤灰應(yīng)用中的突出問(wèn)題

  1）“真假粉煤灰”

  按照現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)難以判定粉煤灰的純度。

  表1為某地煅燒煤矸石粉按照現(xiàn)行粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)測(cè)試結(jié)果。由表可以看出，該煅燒煤矸石粉完全符合粉煤灰鑒定的指標(biāo)要求。因此，根據(jù)現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，難以判斷粉煤灰的純度，甚至無(wú)法區(qū)分真假粉煤灰。

表1 某地煅燒煤矸石粉按照現(xiàn)行粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

  2）“脫硫灰”

  采用循環(huán)流化床鍋爐工藝可以高效燃燒高硫煤，為了減少SO₂的排放，往往需要采取脫硫措施，產(chǎn)生的粉煤灰即CFB脫硫粉煤灰。它含有大量的硫化物或硫酸鹽（如石膏等），不同于傳統(tǒng)的粉煤灰。未經(jīng)測(cè)試貿(mào)然用于混凝土，會(huì)造成嚴(yán)重的混凝土開(kāi)裂和崩解現(xiàn)象。現(xiàn)行的粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)雖有SO₃含量限制，但對(duì)“脫硫灰”的檢驗(yàn)判定缺乏針對(duì)性。

  3）“脫硝灰”

  為了減少燃煤過(guò)程中NO_x的排放，需要在燃煤過(guò)程中進(jìn)行“脫硝”處理，脫硝工藝不當(dāng)可能會(huì)造成粉煤灰中殘留一部分的NH⁴⁺，當(dāng)粉煤灰與水泥攪拌時(shí)，遇到堿性環(huán)境就會(huì)釋放出NH₃（氨氣），在混凝土塑性階段產(chǎn)生大量氣體。

  4）“浮黑灰”

  現(xiàn)代燃煤工藝中，為了提高燃煤效率或電廠(chǎng)的某些特殊操作要求，會(huì)在燃煤過(guò)程中添加柴油或者其他油性物質(zhì)作為助燃劑，這些助燃劑不能完全燃燒，會(huì)在粉煤灰中存留油分。特別是粉煤灰經(jīng)過(guò)分選后，收集的粉煤灰會(huì)含有更多的未燃盡油分，用于拌制混凝土，這些油分上浮，在混凝土中容易漂浮的黑色油狀物。這種粉煤灰被稱(chēng)為“浮黑灰”，見(jiàn)圖1。

圖1 浮黑灰

  5）礦物摻合料的深加工

  粉煤灰的深加工一種方法就是通過(guò)粉磨達(dá)到超細(xì)化。粉磨后的超細(xì)粉煤灰的2000倍、10000倍SEM圖見(jiàn)圖2、圖3。由圖4可以看出，超細(xì)粉煤灰的粒度分布主要集中在10μm左右，比表面積在700m²/kg左右。表2為超細(xì)粉煤灰（UFA）與I級(jí)粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)要求的各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)比。發(fā)現(xiàn)需水量比并不提高，而活性指數(shù)大大提高，28d活性指數(shù)達(dá)到104%。