高性能混凝土技术概论

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混凝土结构中超高性能混凝土的应用技术

混凝土结构中超高性能混凝土的应用技术

混凝土结构中超高性能混凝土的应用技术一、前言超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete, UHPC)是近年来发展起来的一种新型高性能混凝土,具有很高的强度、耐久性、耐磨性和抗渗性等特点。

它在工程建设中的应用已经逐渐得到广泛关注和认可。

本文将介绍混凝土结构中超高性能混凝土的应用技术,包括UHPC的组成和性能、UHPC在工程建设中的应用、UHPC的制作工艺以及UHPC的质量控制等方面。

二、UHPC的组成和性能1. UHPC的组成超高性能混凝土主要由水泥、细砂、超细矿物掺合料、高性能粉煤灰、钢纤维、高性能外加剂等组成。

其中,超细矿物掺合料是UHPC的关键组成部分,它能够填补水泥颗粒之间的空隙,使得UHPC的密实性更加优良。

2. UHPC的性能UHPC具有以下优点:(1) 高强度:UHPC的抗压强度可达到150MPa以上,抗拉强度可达到15MPa以上。

(2) 耐久性好:UHPC具有较好的抗冻融性和耐久性,能够耐受酸碱侵蚀和氯离子侵蚀。

(3) 抗磨性强:UHPC的抗磨性能较好,能够在重载交通条件下使用。

(4) 抗渗性好:UHPC具有很好的抗渗性能,能够有效地防止渗水和渗气。

三、UHPC在工程建设中的应用1. 桥梁UHPC在桥梁建设中的应用非常广泛,可以用于桥墩、桥台、梁底板等部位的建设。

由于UHPC具有很高的强度和耐久性,能够有效地提高桥梁的承载能力和使用寿命。

2. 隧道UHPC也可以用于隧道的建设中,可以用于隧道衬砌、隧道顶板等部位的建设。

由于UHPC具有很好的抗压强度和抗磨性能,能够有效地保护隧道结构,延长使用寿命。

3. 建筑UHPC可以用于建筑的墙体、地板、梁柱等部位的建设。

由于UHPC具有很好的抗渗性和抗震性能,能够提高建筑的耐久性和安全性能。

四、UHPC的制作工艺1. 材料的准备UHPC的制作需要准备水泥、细砂、超细矿物掺合料、高性能粉煤灰、钢纤维、高性能外加剂等材料。

《高性能混凝土在桥梁工程上的应用技术研究》范文

《高性能混凝土在桥梁工程上的应用技术研究》范文

《高性能混凝土在桥梁工程上的应用技术研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和工程建设的快速发展,高性能混凝土(HPC)在桥梁工程中的应用越来越广泛。

其独特的物理和化学性能使其成为现代桥梁工程建设的理想选择。

本文将就高性能混凝土在桥梁工程中的应用技术进行深入研究,旨在为桥梁工程建设提供理论支持和实用建议。

二、高性能混凝土概述高性能混凝土(HPC)是一种具有高强度、高耐久性、高工作性能的新型混凝土。

其特点包括优异的力学性能、良好的施工性能、高耐久性和长寿命等。

与普通混凝土相比,高性能混凝土在桥梁工程中具有更好的应用前景。

三、高性能混凝土在桥梁工程中的应用1. 桥梁主梁建设高性能混凝土因其高强度和高耐久性,在桥梁主梁建设中得到广泛应用。

其优异的力学性能能够满足大跨度桥梁的承载要求,同时其良好的施工性能使得桥梁建设过程更为便捷。

2. 桥梁墩台建设高性能混凝土在桥梁墩台建设中也有着重要的应用。

其高耐久性可以抵抗恶劣环境对桥梁的侵蚀,延长桥梁的使用寿命。

此外,高性能混凝土还具有良好的抗裂性能,有助于减少桥梁在使用过程中的裂缝问题。

3. 预应力混凝土桥梁预应力混凝土桥梁是现代桥梁工程中的重要形式,高性能混凝土在预应力混凝土桥梁中的应用也日益广泛。

其优异的力学性能和施工性能使得预应力混凝土桥梁的施工更为便捷,同时提高了桥梁的承载能力和使用寿命。

四、高性能混凝土应用技术研究1. 配合比设计合理的配合比设计是保证高性能混凝土性能的关键。

通过优化配合比,可以提高混凝土的强度、耐久性和工作性能。

针对不同的桥梁工程需求,应进行针对性的配合比设计,以满足工程要求。

2. 施工工艺研究施工工艺对高性能混凝土的性能有着重要影响。

在桥梁工程建设中,应采用先进的施工工艺和技术,如泵送、振动、养护等,以保证混凝土的密实性和均匀性,从而提高混凝土的力学性能和耐久性。

3. 耐久性研究耐久性是高性能混凝土的重要性能之一。

针对桥梁工程中的恶劣环境,应进行耐久性研究,以提高混凝土的抗裂、抗渗、抗冻等性能,延长桥梁的使用寿命。

《高性能混凝土简介》课件

《高性能混凝土简介》课件
高性能混凝土在大坝工程中表现出优异的抗冲刷和耐磨性能,能够承受高速水流和砂石的冲击。这种 混凝土的耐久性较好,能够长期保持大坝结构的完整性,降低维修成本。
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REPORTING
运输工艺
总结词
运输工艺是连接搅拌工艺和浇注工艺的重要环节,需要保证混凝土在运输过程中 的质量稳定。
详细描述
在运输工艺中,需要选择合适的运输工具,控制运输时间和温度,避免混凝土出 现离析、泌水和硬化等质量问题。同时,还需要根据实际情况调整运输路线和运 输方式,以提高运输效率。
浇注与养护工艺
总结词
浇注与养护工艺是高性能混凝土生产中的最后环节,对混凝土的性能和使用寿命具有重 要影响。
外加剂的选择和使用应充分考虑其对混凝土其他组分的影响,以及对外界环境的影 响。
PART 03
高性能混凝土的生产工艺
REPORTING
搅拌工艺
总结词
搅拌工艺是高性能混凝土生产中的重要环节,直接影响混凝土的质量和性能。
详细描述
在搅拌工艺中,需要选择合适的搅拌设备,控制搅拌时间和投料顺序,确保混 凝土充分混合均匀,无离析现象。同时,还需要根据不同的混凝土配方和性能 要求,调整搅拌工艺参数,以满足生产需求。
案例二:某高层建筑项目
总结词
高层建筑的结构安全性和抗震性能得 到优化
详细描述
在高层建筑项目中,高性能混凝土的 应用提高了结构的强度和刚度,增强 了建筑物的抗震性能。通过合理的结 构设计,有效降低了风荷载和地震对 高层建筑的影响。
案例三:某大坝工程
总结词
大坝工程的抗冲刷和耐磨性能得到显著提高
详细描述
产生不利影响。
掺合料
掺合料是为了改善混凝土的性能 而加入的矿物材料。

高性能混凝土讲稿—高性能混凝土的发展与应用

高性能混凝土讲稿—高性能混凝土的发展与应用

高性能混凝土讲稿—高性能混凝土的发展与应用高性能混凝土是一种结构性材料,它具有很高的强度、耐久性和耐久性等特点。

近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,高性能混凝土逐渐成为建筑行业重要的材料之一。

本文将从高性能混凝土的概念、特点、发展历程和应用领域等方面进行探讨。

一、高性能混凝土的概念和特点高性能混凝土是一种新型的混凝土材料,通常指强度等级在C50以上、特别是强度等级在C70以上的混凝土。

它具有优异的抗压强度、耐久性、渗透性、抗冻融性、防火性、耐酸碱性、抗腐蚀性等特点。

具体包括以下几个方面:1.强度高:高性能混凝土的抗压强度比通常的混凝土高出数倍,同时有很好的耐压性。

2.耐久性好:高性能混凝土具有很好的耐久性,不容易受到气候、环境等因素的损害。

3.渗透性低:高性能混凝土渗透性低,它可以避免水的渗透和钢筋腐蚀。

4.防火性好:高性能混凝土的耐火性能好,不易受到高温、火灾等因素的影响。

5.耐酸碱性好:高性能混凝土抗酸碱性和腐蚀性好,它可以适应不同的环境。

二、高性能混凝土的发展历程高性能混凝土的发展历程可以追溯到20世纪60年代初期。

当时,随着钢筋混凝土结构应用的不断扩大,要求混凝土的强度和耐久性都得到提高,为此,高强混凝土材料的研究逐步得到推广。

40年代末期,美国耐用材料协会ACC和美国铁路协会ARA两个机构先后提供了高强混凝土和高性能混凝土的定义和标准,并开始推广应用。

欧洲国家在20世纪70年代后期加入了这一研究。

高性能混凝土经过多年的发展,已经成为世界性的一个热点研究领域。

近年来,国内研究人员和企业也开展了大量的高性能混凝土试验和应用研究,逐步在高速公路、大桥、港口、地铁、商业建筑等领域得到了广泛应用。

三、高性能混凝土的应用领域1.公路和桥梁工程:高性能混凝土在公路和桥梁工程中具有广泛的应用。

它可以用于高速公路、隧道和桥梁等结构,具有良好的承载能力和耐久性能。

2.建筑工程:高性能混凝土在建筑工程中逐渐得到了广泛的应用。

高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术

在对高强高性能混凝土进行配合比设计时,需要注意如下几个方面的要点:①注意对水胶比进行一定程度的控制,一般情况下控制在0.24至0.38之间较为适宜;②严格把控水泥用量,一般不得超过500k g/m3,同时控制水泥以及掺合料的胶结材料总量在600k g/m3之内;③严格控制煤粉灰掺入量,一般情况下煤粉灰掺入量不得超过胶结料总量的30%;④在泵送时,还需要控制好砂率,在32%至40%的范围之内较为适宜,需要注意的是,为了对混凝土拌合物的和易性进行有效的保证,针对不同强度的混凝992021.05 |土按照最佳砂率进行配比,其中C60混凝土砂率为40混凝土在运输与浇筑的过程中会损失一定的坍落度,以实现[3]。

4施工要点4.1拌合在该环节的作业过程中,需要注意以下几点内通常情况下会采用二次计量法来计算材料添加量,每添加量误差控制在±0.5%。

(2)在原材料拌和过程和过程中,多匹配强制式搅拌机来作为材料搅拌用具确保搅拌质量的合规性。

(3)在材料在搅拌机中完成一步提高拌和材料的均匀度,随后对材料质量进行检辆上,进行下一环节操作。

4.2运输进行高强高性能混凝土运输作业时,应注意以下材料时,会在材料表面覆盖塑料薄膜或遮阳布,以免冬季材料运输时,时间需控制在90m i n以内,而夏季4.3浇筑进入到混凝土浇筑环节后,应注意以下内容:(分层浇筑活动中,需要控制好单层浇筑厚度和浇筑间制在60m i n以内,避免结构分层的情况出现。

(2)等结构,避免浇筑冲量过大,引起其他结构形变、破现离析的问题。

(3)在浇筑作业期间,还存在不同强性能混凝土浇筑,以确保浇筑质量的可靠性。

4.4振捣完成上述作业后,进入到混凝土振捣作业环节,捣环节,多选择机械振捣的方式来展开工作,所选振的基础上,加快振捣速度。

其次,在振捣过程中需要快振捣速度,多采用多点同时振捣的作业方式,单次续作业。

最后,为了防止混凝土振捣结束后表面出现抹灰作业,借此提高混凝土表面的密实度[4]。

超高性能混凝土应用技术研究

超高性能混凝土应用技术研究

超高性能混凝土应用技术研究一、概述超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete,简称UHPC)是一种新型的高性能混凝土,它具有高强度、高韧性、高耐久性、高密实性、高抗裂性、高耐久性等优点。

由于其优异的性能,UHPC在桥梁、隧道、高楼大厦、核电站、航天器等领域得到了广泛的应用,成为了现代建筑中不可缺少的重要建材之一。

本文将围绕UHPC的应用技术进行研究,探讨其在不同领域中的应用案例,并分析其在实际应用中存在的问题及解决方案。

二、UHPC的优点1.高强度:UHPC的强度相比普通混凝土大大提高,其抗压强度可达到150MPa以上,抗折强度可达到20-30MPa。

2.高韧性:UHPC的韧性是普通混凝土的5-10倍,其抗裂性和抗冲击性能得到了明显提高。

3.高耐久性:UHPC具有优异的耐久性,其使用寿命可达到100年以上。

4.高密实性:UHPC的密实性优于普通混凝土,其孔隙率可控制在3%以下。

5.高抗裂性:UHPC的抗裂性能是普通混凝土的10-20倍,具有较好的自修复能力。

三、UHPC的应用案例1.桥梁领域UHPC在桥梁领域中的应用十分广泛,其高强度、高韧性、高耐久性等优点使其成为了桥梁建设中的理想材料。

以法国的米利桥为例,该桥梁的主桥面板采用了UHPC材料,其抗弯强度可达到20-30MPa,抗压强度可达到150MPa以上,有效地提高了桥梁的耐久性和安全性。

2.隧道领域UHPC在隧道领域中的应用也非常广泛,其高密实性、高耐久性等优点使其成为了隧道内衬材料的首选。

以中国的港珠澳大桥为例,该隧道采用了UHPC材料作为内衬材料,其密实性和耐久性得到了有效提高,能够有效地防止渗漏和腐蚀。

3.高楼大厦领域UHPC在高楼大厦领域中的应用也非常广泛,其高密实性、高强度、高韧性等优点使其成为了高楼大厦结构材料的首选。

以美国芝加哥的Sears Tower为例,该建筑采用了UHPC材料作为结构材料,其高强度和高韧性使得建筑具有较好的抗震性能和耐久性。

高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术

高强高性能混凝土技术2.2.1 技术内容高强高性能混凝土(简称HS-HPC)是具有较高的强度(一般强度等级不低于C60)且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土(“四高”混凝土),属于高性能混凝土(HPC)的一个类别。

其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性,多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁,可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间,并达到更高的耐久性。

超高性能混凝土(UHPC)是一种超高强(抗压强度可达150MPa以上)、高韧性(抗折强度可达16MPa以上)、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土,是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。

用其制作的结构构件不仅截面尺寸小,而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少,具有良好的环境效应。

HS-HPC的水胶比一般不大于0.34,胶凝材料用量一般为480~600kg/m3,硅灰掺量不宜大于10%,其他优质矿物掺合料掺量宜为25%~40%,砂率宜为35%~42%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。

UHPC的水胶比一般不大于0.22,胶凝材料用量一般为700~1000kg/m3。

超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维,钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa,体积掺量不宜小于1.0%,宜采用聚羧酸系高性能减水剂。

2.2.2 技术指标(1)工作性新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大,为降低混凝土的粘性,宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂,如降粘型外加剂、降粘增强剂等。

UHPC的水胶比更低,粘性更大,宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂,如降粘增强剂等。

混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间(简称倒筒时间)等。

对于HS-HPC,混凝土坍落度不宜小于220mm,扩展度不宜小于500mm,倒置坍落度筒排空时间宜为5~20s,混凝土经时损失不宜大于30mm/h。

(2)HS-HPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.15f cu,k计算;UHPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.1f cu,k计算;(3)HS-HPC及UHPC因其内部结构密实,孔结构更加合理,通常具有更好的耐久性,为满足抗硫酸盐腐蚀性,宜掺加优质的掺合料,或选择低C3A含量(<8%)的水泥。

高性能混凝土施工技术分析

高性能混凝土施工技术分析

2高性能混凝土 外加剂 .
2 高性能混凝土外加 剂的要求 . 1 高性 能混凝 土外 加剂 是制 备 高性 能混凝 土 的关 键 。它应 当具 备 明显提高混凝 土耐久性 ,质 量稳定且 与水泥 之间有 良 的相容性 等特 好
主要有胺基 磺酸减 水剂和 聚羧 酸减水 剂等 。最常用 的为聚羧酸减
工要 点 分 析 。
关键词 :高性 能混凝土 ;外加剂 ;施工要点 ;
1 . 高性能混凝土的定义
要配制高性 能混凝 土 ,满 足耐久性 和其它各种 性能 ,必须 从以下
三个方面去做 。
的原材料 。现将各种组 份的情况 简单逐一介绍 。
( ) 水组 份 : 减 水 组份 为 混凝 土减 水剂 。减 水剂 按一般 划 1 减 分 ,可分为 以下 三类 : 1 ) 普通减 水剂 ,减水 率 >5 ( 等品>8 ) % 一 % 主要有木质 素磺 酸盐类 、多元 醇类和腐植 酸类等 。最常用 的为木 质素磺酸钙 ( 简称 木钙 )、木钠等 。
及 混凝土 的匀质性 、工作性 能、力学性 能 、耐 久性 、体 积稳定性 和有 a 有害物质含 量很低 。这是 由其分 子结构和合成工艺所决定 的。
害物质的限定 ( 对应分项加 以说 明 )
表1 高性 能混凝土外加剂 的性能
序号 l 项 目 水泥净浆流动度,m 指标 ≥2 0 4 备注
化不大 )
2 3


硫酸钠含量,% 氯离子含量,%
碱含量,( 0 0 6 8 2 )% №2 t. 5 K 0
减水率,%
≤1. O0 ≤02 .
≤1 . 00
≥2 O
c 对新拌混 凝土性 能的影 响 ,主要 体现在 略有引气 ( 气量在2 含 % 左右 );有所 缓凝 ( 、终凝 时 间有所延 长 );增 强效果 显著 ( 8 初 2d
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高性能混凝土技术摘要:高性能混凝土(HPC)是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土,HPC的W/C≤0.38,混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔,具有高的抗渗性和耐久性。

在传统混凝土的基础上,通过添加一些掺和料、外加剂,来改善其混凝土的性能,达到提高其耐久性的目的。

关键词:高性能混凝土,活性矿物掺合料,高效减水剂,配合比设计1、高性能混凝土简介高强度混凝土不是高性能混凝土。

过分强调混凝土的强度,特别是早期强度,对混凝土的其他性能是不利的,因为要求了早期强度,则势必大幅度增加水泥用量,并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。

这样,混凝土内部由于水化反应过快,水化物来不及迁移,造成局部应力,大孔隙问题,使混凝土的整体性能下降。

它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。

这是非常危险的,因为钢筋混凝土理论中,强度过高,与配筋不协调,成为少筋混凝土结构。

这种结构在破坏以前没有任何先兆,为脆性破坏。

所以,在此条件下,不能称为高性能混凝土。

高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。

混凝土的高弹性模量,在进行预应力施工时,可能会减少预应力的损失,从而混凝土结构在受力方而更为有利。

这往往造成一种错误的认识,若混凝土结构处于温度变化较大,特别是全天温度变化较大的环境中时,由于高弹性模量,造成的温度应力也更大。

同理,在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。

因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等,均会形成混凝土的拉应力,而此时弹性模量增长过快,弹性模量越高,拉应力相应也越大,此时混凝土的抗拉强度还很低,极易造成混凝土开裂。

所以,这也不能叫高性能混凝土。

大流动度混凝土不是高性能混凝土。

过大的流动性,甚至自密实性混凝土,可能过多地使用胶凝材料,这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。

只有在某些特定的施工场合下,才用高流动度或自密实混凝土。

比如,钻孔灌注桩,由于桩孔中有泥奖护壁或深桩孔等等。

高密实度、低渗透性混凝土也不是高性能混凝土。

一般的认为,混凝土越密实、低渗透性,从而外界的侵蚀性介质不易渗透进入混凝土中。

因而,混凝土不易遭受侵蚀,其耐久性更好,这样的混凝土可以认为是高性能混凝土,但是,过于密实的混凝土,内部水分迁移也很困难,极有可能在外部水介质或湿度发生变化时造成内部水分不均衡,从而产生应力,特别是会产生拉应力,使混凝土开裂。

因此,单纯强调混凝土的密实度、低渗透性,也不是高性能混凝土。

我国资深院士吴中伟认为:高性能混凝土为一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。

是以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途的要求,对下列性能有重点的加以保证:耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。

高性能混凝土具有丰富的技术内容,尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释,但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计,保证拌和物易于浇筑和密实成型,硬化后有足够的强度,不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝,内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。

因此高性能混凝土具有良好的性能优点:(1)、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力,但不一定具有高强度,中、低强度亦可。

(2)、高性能混凝土具有良好的工作性,混凝土拌和物应具有较高的流动性,混凝土在成型过程中不分层、不离析,易充满模型;泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。

(3)、高性能混凝土的使用寿命长,对于一些特护工程的特殊部位,控制结构设计的不是混凝土的强度,而是耐久性。

能够使混凝土结构安全可靠地工作50~100年以上,是高性能混凝土应用的主要目的。

(4)、高性能混凝土具有较高的体积稳定性,即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热,硬化后期具有较小的收缩变形。

概括起来说,高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。

2、高性能混凝土配合比设计2.1高性能混凝土对材料的要求高性能混凝土与普通混凝土使用基本相同的原材料(如水泥、砂、石) ,同时必须使用外加剂和矿物细掺料。

但由于高性能的要求和配置特点,原材料对普通混凝土影响不明显的因素,对高性能混凝土就可能影响显著,高性能混凝土对材料的要求如下:(1)水泥:高性能混凝土所用的水灰比很低,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升温和减小收缩,又应当尽量降低水泥的用量,同时,为使混凝土有足够的弹性模量和体积的稳定性,对胶凝材料总用量也要加以限制,因此用于高性能混凝土的水泥的流动性能比强度更重要。

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动性能,并与目前使用的高效减水剂有良好的相容性。

我国一般采用42. 5号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。

(2)粗骨料:粗骨料应该选用级配合理、粒形良好、质地均匀坚固、线涨系数小的洁净碎石,也可采用碎卵石,不宜采用砂岩碎石。

(3)细骨料:细骨料应该选用级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的洁净天然中粗河砂。

(4)矿物掺和料(包括硅灰、粉煤灰、磨细矿渣、天然佛石岩、磨细石灰石粉、石英砂粉等) : 在配置混凝土时加入较大量矿物掺和料,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,增强混凝土的耐久性。

因此矿物细掺料应选用品质稳定的产品。

不同矿物掺和料的掺量应根据混凝土的施工环境特点、拌合物性能、力学性能以及耐久性要求通过试验确定。

一般来说矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%。

当混凝土中粉煤灰掺量大于30%时,混凝土水胶比不宜大于0.45。

预应力混凝土以及处于冻融环境中的混凝土中粉煤灰掺量不宜大于30%。

(5)外加剂:主要指无需取代水泥而外掺小于5 %的化合物。

外加剂的主要性能是改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能。

用于高性能混凝土的外加剂有减水剂、缓凝剂、引气剂等。

其中高效减水剂使得混凝土的水灰比能降得很底却仍可有很好的工作性。

因此外加剂应采用减水率高、塌落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品。

外加剂与水泥之间应具有良好的相容性。

外加剂的掺量都很少,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。

(6)水:饮用水即可。

2.2配制高性能混凝土的目标及影响因素2.2.1耐久性高性能混凝土配合比设计首先要保证其满足耐久性要求,这与普通混凝土不同。

耐久性要求包括抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性、抗碳化性和体积稳定性以及碱一集料反应等[2]。

由于大多数造成混凝土劣化的原因都是有害介质通过水的侵入而发生的,所以混凝土抗渗性直接影响到混凝土的耐久性。

2. 2. 2强度混凝土的强度是其最基本的性能特征。

高层建筑、大跨度桥梁等都对混凝土强度提出了更高的要求。

一般认为,只要水胶比低于0.38,各种强度等级的混凝土都可做成高性能混凝土。

影响强度的主要因素是水胶比和矿物细掺料的用量。

2. 2. 3工作性高性能混凝土拌合物的工作性比强度还重要,是保证混凝土浇筑质量的关键。

高性能混凝土拌合物具有高流动性(坍落度应不小于120mm、可泵性,同时还应具有体积稳定、不离析、不泌水等特性。

影响高性能混凝土拌合物的因素主要有水泥砂浆用量、集料级配、外加剂品种及用量等。

2. 3配合比的参数选择高性能混凝土配合比的参数主要有水胶比、浆集比、砂率和高效减水剂掺量。

2. 3. 1水胶比低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一。

为达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性,无论设计强度是多少,高性能混凝土的水胶比一般都不能大于0. 40,以保证混凝土的密实。

实践证明,当水胶比降到0. 40以下时,随水胶比的降低,混凝土强度却能继续提高。

其原因是,尽管水泥水化不完全,但较低的水胶比能够降低混凝土孔隙率并减小孔隙尺寸,而未水化的水泥颗粒则作为一种坚强的细微集料发挥其作用。

在较低的水胶比(镇0. 40)范围内,水胶比的稍微变化就可使混凝土强度发生较大的变化,所以严格控制水胶比是保证高性能混凝土质量的一个关键。

水胶比确定后,用矿物细掺料的掺量来调节强度。

2.3.2浆集比水泥浆和集料的比例为浆集比。

美国Mehta和Aitcin认为,采用适宜的集料时,固定浆集体积比35:65可以很好地解决强度、工作性和尺寸稳定性(弹性模量、干缩和徐变)之间的矛盾,配制出理想的高性能混凝土。

根据经验,高性能混凝土中胶凝材料总用量应不超过550kg/m3,并随混凝土强度等级下降而减少。

其中水泥用量应尽量减少,而以干缩小的矿物细掺料部分取代之,以减少混凝土的温升和干缩,提高抗化学侵蚀的能力,增加密实度,降低造价。

但是,为了保证高性能混凝土的耐久性,胶凝材料总用量也不能低于300kg/m3。

根据国内外有关研究报告和工程实践资料,建议配制C50 ~C70的高性能混凝土,可单独掺加15%~30%的优质粉煤灰或20%~50%矿渣代替水泥;配制C80以上的混凝土,可用5%~10%的硅灰和15%~35%的优质粉煤灰或矿渣混合掺入。

2. 3. 3砂率砂率主要影响混凝土的工作性。

高性能混凝土中的粗集料用量应该比中低强度等级混凝土中多一些。

当水胶比不同时,高性能混凝土中的最优砂率也有所不同。

一般而言,随着混凝土砂率的增加,强度呈增长的趋势,而弹性模量则呈下降趋势。

高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总用量,粗细集料的颗粒级配及泵送要求等因素来选择。

2.3.4高效减水剂掺量高性能混凝土的高强度、高耐久性是以低水胶比和低用水量为保证的,高效减水剂是实现大流动性的唯一途径。

高效减水剂的掺量要根据混凝土坍落度来确定。

一般情况下,用量越大,坍落度增加越高,但超过一定量后效果不再显著,也不经济。

高效减水剂均有其最佳掺量,大多数在1%~2%之间,以此为参照可以确定高效减水剂掺量。

2. 4高性能混凝土配合比设计方法高性能混凝土由水泥、矿物细掺料、砂、石子、水和超塑化剂等多种成分按严格的比例关系组成,传统配合比设计方法不可能得到优化的配合比,而"全计算法"在设定条件下能精确计算出每个组分的用量和相互比例。

HPC配合比全计算法设计步骤如下:1、配制强度fcu.p=fcu.o+1.645σ式中:fcu.p—配制强度,MPa;fcu.o—混凝土立方体抗压强度标准值,MPa;σ-混凝土强度标准差。

2、水胶比W/(C+F)= 1/(fcu.p/Afcu.o+B) 3、用水量W=Ve-Va/[1+0.335/(W/B)] 4、胶凝材料的用量C+F=W/[W/(C+F)]=QC=(1-a)QF=a*Q式中:Q-胶凝材料用量(kg/m3)a-细掺料的掺量(%)5、砂率及集料用量Sp=(Ves-Ve+W)/(1000-Ve)*100%S=(D-W-C-F)*Sp (kg/m3)G=D-W-C-F-S (kg/m3) 式中:D-混凝土容重(kg/m3)6、复合超塑化剂(CSP)掺量µ=[(VWo -VW)/VWo+Δη]*3.67%式中:VWo一坍落度为7cm ~9cm基准混凝土用水量,与石子最大粒径有关,Δη—减水剂增量系数,取决与高性能混凝土的初始坍落度,当SL一16cm~18 cm时,Δη一0.04, 当SL-20cm~22cm时,Δη- 0.06.式中:Ve—浆体体积,L; Ves—干砂浆体积,L; Vw—用水量,L;Va—空气体积,L; Vc—水泥体积,L; Vf—细掺料体积,L; Vs—砂子体积,L; Vg—石子体积,L;3、高性能混凝土质量的施工中控制(1)振捣方式的质量控制。

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