高性能混凝土耐久性

试论高性能混凝土的耐久性

摘要：高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能基础上，以耐久性为主要设计指标，针对不同用途和要求，采用现代技术制作的低水胶比的混凝土。

关键词：高性能混凝土；耐久性；影响因素

高性能混凝土是在高强混凝土基础上发展来的，即为高强混凝土的进一步完善，是目前混凝土发展的一个重要领域。近些年来，由于在高强混凝土的配制中，不仅加入了超塑化剂，也掺入了活性磨细矿物掺合料，与高性能混凝土的组分材料相似，因此，至今国内外有些学者仍然将高性能混凝土与高强混凝土在概念上有所混淆，不同的国家，不同的学者根据高性能混凝土性能特征上各有所不同曾提出过不同的解释和定义。

1 高性能混凝土耐久性的意义

混凝土的耐久性是当前国际上与之相关学科最为重要的前沿研究领域之一。混凝土的耐久性，通俗来讲，是建(构)筑物的使用年限。近几十年来由于混凝土耐久性不足，在建筑物或构筑物的计基准期内，容易出现质量问题，导致结构可靠度降低。为维持结构必要的安全性和适用性，需要大笔维修费用。如果不能继续使用，则往往予以拆除，成为不可再利用的大宗垃圾，占用大片土地，造成巨大的经济损失，这是各国普遍存在的现象。工程实例教训所花费的经济、环境代价是昂贵和惨痛的。

2高性能混凝土耐久性的影响因素

浅谈高耐久性混凝土的配制

浅谈高耐久性混凝土的配制介绍混凝土高耐久性指标和要求，从原材料选择、配合比设计方面阐述高耐久混凝土的配制和质量控制思路。标签：混凝土高耐久性配制从上世纪中期以来，混凝土成为了使用最广泛的建筑材料之一。以往工程中都比较重视混凝土的强度而容易忽视混凝土的耐久性，但调查显示[1～5]，许多国家的混凝土构筑物都受到不同程度的侵蚀与破坏，严重的导致强度下降，结构破坏甚至倒塌。采用高性能混凝土替代传统混凝土结构物和建筑，改善混凝土耐久性能，延长混凝土构筑物使用寿命，研制并应用高耐久混凝土，不仅能够大大提高项目的投资效益，而且功在当代，利在千秋，具有深远的经济效益和社会效益。 1 混凝土高耐久性的指标和要求 1.1 考虑当地环境要素，为确保混凝土构筑物100年设计使用寿命的要求，依据环境作用等级，确定混凝土耐久性所涉及到的抗冻、碱集料反应等的设计指标为：①混凝土56d电通量：C35～C45<1500库仑；C50<1000库仑。②混凝土的抗冻等级（56d）≥F300。③混凝土的抗裂性应通过对比试验。④混凝土首选非碱活性骨料。若使用碱活性骨料，混凝土中的最大碱含量为3.0kg/m3。 1.2 高耐久性混凝土要求的原材料品质、配合比参数限值如下：①混凝土强度等级≥C35。②严格控制水泥用量：C35胶凝材料用量≥320kg/m3、≤400kg/m3，水胶比≤0.5；C40水胶比≤0.45；C50水胶比≤0.36。③混凝土中的最大氯离子含量为0.08%。④大体积混凝土避免采用高水化热水泥，优先采用双掺技术。 2 高耐久混凝土的配制思路针对混凝土的耐久性指标和要求，应以配合比设计为重点，尽可能降低混凝土的单位用水量，实现低水胶比和低浆体用量[6]，并将单位用水量作为控制混凝土耐久性的一项首要控制手段，贯穿于混凝土生产的过程控制和施工管理。如下分别从原材料选择、配合比设计方面阐述高耐久混凝土的配制和质量控制。 2.1 原材料优选 2.1.1 水泥。细颗粒较多的水泥，水化后在混凝土内部产生微小毛细孔，可以使有害孔隙减小，从而提高混凝土的抗渗性，但需注意水泥细度的增加对降低水灰比不利，使混凝土抗裂性下降。配置混凝土时，优先采用水化热低的普通硅酸盐水泥。对水泥技术指标的要求：除基本技术指标满足国家标准（GB175-2007）对普通硅酸盐水泥的要求外，在细度上要求水泥不宜过细。此外还控制对体积安定性有较大影响的游离石灰、三氧化硫和氧化镁的含量，以及水化速度快、水化

混凝土的耐久性

一、混凝土的耐久性混凝土的耐久性-指混凝土抵抗物理和化学侵蚀（如冻融、高温、碳化、硫酸盐侵蚀等）的作用并长期保持其良好的使用性能和外观完整性，从而未维持混凝土结构的安全、正常使用的能力。主要取决于：混凝土抵抗腐蚀性介质侵入的能力；硬化后体积稳定性好，无裂缝发生，抵抗腐蚀性介质侵入的性能好；硬化水泥浆中毛细管孔隙率，以及引入空气量。简单的说混凝土材料的耐久性指标一般包括： 1 混凝土的碳化 2 混凝土中钢筋的锈蚀 3 碱-骨料反应 4 混凝土冻融破坏 5 氯离子侵蚀二、提高混凝土耐久性的措施原材料的选择 1. 水泥水泥类材料的强度和工程性能，是通过水泥砂浆的凝结，硬化形成的，水泥石一旦受损，混凝土的耐久性就被破坏，因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能，选择碱含量小，水化热低，干缩性小，耐热性，抗水性，抗腐蚀性，抗冻性能好的水泥，并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准，如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。因此，工程中选择水泥强度的同时，需考虑其工程性能，有时，其工程性能比强度更重要。 2．集料与掺合料集料的选择应考虑其碱活性，防止碱集料反应造成的危害，集料的耐蚀性和吸水性，同时选择合理的级配，改善混凝土拌合物的和易性，提高混凝土密实度；大量研究表明了掺粉煤灰，矿渣，硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能，改善混凝土内孔结构，填充内部空隙，提高密实度，高掺量混凝土还能抑制碱集料反应，因而掺混合材混凝土，是提高混凝土耐久性的有效措施。即近年来发展的高性能混凝土。 3. 混凝土的设计应考虑耐久的要求混凝土配比的设计配合比设计在满足混凝土强度，工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量，降低水化热，减少收缩裂缝，提高密实度，采用合理的减水剂和引气剂，改善混凝土内部结构，掺入足量的混合料，提高混凝土耐久性能。结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度，预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。 4. 混凝土工程施工应考虑结构耐久性混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法，裹砂法，裹砂石法等工艺，提高混凝土拌合料的和易性，保水性，提高混凝土强度，减少用水量；大体

乌鲁木齐市高性能混凝土相关技术要求

乌鲁木齐市高性能混凝土相关技术要求一、原材料 1.1 水泥 1.1.1在一般情况下，配制高性能混凝土必须选用硅酸盐水泥（P.Ⅰ型、P.Ⅱ型）或普通硅酸盐水泥（P.O型），不得使用P.SA、P.SB、P.P、P.F、P.C等种类的水泥。选用的水泥应符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）的规定，且其比表面积应小于380m2/kg。 1.l.2配制C80及其以上强度的高性能混凝土，应选用强度等级不低于5 2.5MPa的水泥。 1.1.3根据《抗硫酸盐硅酸盐水泥》（GB748-1996）,对混凝土所处环境水中SO42-浓度高于20250mg/L或环境土中SO42-浓度高于30000mg/L的高性能混凝土，宜采用高抗硫酸盐硅酸盐水泥+辅助胶凝材料的形式或直接使用）中硫铝酸盐水泥（《硫铝酸盐水泥》，GB 20472-2006）的方式解决，其他情况下建议使用普通硅酸盐水泥+辅助胶凝材料的方法解决。具体配合比需满足本文 2.4条的规定。 1.1.4 根据《中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥》（GB200-2003），对于水化热或绝热温升要求很低的大体积高性能混凝土，可以选用中低热硅酸盐水泥。 1.1.5 由于骨料资源条件所限，不得已使用高碱活性骨料（即《普通混凝土长期性能或耐久性能试验方法标准》GB/T50082-2009碱-骨料反应实验中，当52周的测试龄期内，膨胀率超过0.04%时，或《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006碱活性试验快速法中，当14天膨胀率大于0.20%，引起AAR）时，可选用低碱水泥。水泥中的碱含量应不大于0.60%或由买卖双方协商确定。

混凝土结构耐久性浅谈

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：混凝土结构耐久性浅谈学习中心：层次：专科起点本科专业：土木工程年级：学号：学生：指导教师：完成日期：2013 年11 月14 日

混凝土结构耐久性浅谈内容摘要混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点, 而成为重要的建筑材料, 其应用范围十分广泛。作为目前世界最大宗的人造建筑材料, 其在给人类带来巨大文明进步的同时 , 也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。传统意义上的混凝土由于自身结构材料和使用环境的特点, 还存在着严重的耐久性问题, 已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求。因此, 提高混凝土的耐久性是实现混凝土环保化、节约化的积极有效措施。本文综述了耐久性对混凝土的重要意义, 并着重分析了影响混凝土耐久性的主要因素。最后介绍了目前世界上提高混凝土的耐久性的研究结果以及目前国际上对混凝土的耐久性设计要求。关键词：耐久性；混凝土；影响因素

混凝土结构耐久性浅谈目录内容摘要 .................................................. ..................................................... ....................I 引言......................................... ......................................... ......................................... . 1 1 绪论......................................... ......................................... ......................................... . 2 1.1 混凝土耐久性问题的提出................................................... (2) 1.2 混凝土耐久性的概念 .................................... ........................................ (2) 2 混凝土结构耐久性问题的分析 ........................................... (3) 2.1 混凝土冻融破坏 .................................... ........................................ (3) 2.1.1 破坏机理 .......................... ............................. ............................. (3) 2.1.2 影响因素 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2 混凝土渗透破坏 .................................... ........................................ (4) 2.2.1 破坏原因 .......................... ............................. ............................. (4) 2.2.2 影响因素 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3 碱骨料反应 ..................................... ........................................ (5) 2.3.1 破坏原因 .......................... ............................. ............................. (5) 2.3.2 影响因素 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4 混凝土的碳化 .................................... ........................................ (6) 2.4.1 破坏原因 .......................... ............................. ............................. (6) 2.4.2 影响因素 .......................... ............................. ............................. (7) 2.5 钢筋锈蚀 ..................................... ........................................ (7) 2.5.1 破坏原因 .......................... ............................. ............................. (7) 影响因素 ..........................

提高混凝土结构耐久性的技术措施

提高混凝土结构耐久性的技术措施混凝土结构的设计寿命要求一般为40~50年，有的要求上百年。而现实中，处于腐蚀环境中的混凝土远远达不到设计寿命要求，有的在15~20年就出现了钢筋锈蚀破坏，甚至不足五年就开始修复。此方面的花费是惊人的，已经是一个重大经济问题。因此，提高混凝土结构耐久性的意义是不言而喻的。提高混凝土结构耐久性措施主要包括两大类：基本措施和补充措施。基本措施的基本内容是：通过仔细设计与施工，最大限度地提高混凝土本身的耐久性，在使用中保持低渗透性，以限制环境侵蚀介质渗透混凝土，从而预防钢筋锈蚀。 ①最大限度地改善混凝土本身性能，是提高混凝土结构耐久性的许多措施中最经济合理的。（1）结构采用耐久性设计。（2）提高混凝土保护层厚度和质量。（3）采用高性能混凝土。 ②补充措施是指：环境侵蚀作用特别严重时，或设计、施工不当，单靠上述基本措施还不能保护混凝土结构必要的耐久性时，需要另外增加的其他防护措施。有以下几方面：（1）采用耐腐蚀钢筋。（2）对混凝土进行表面处理。（3）混凝土中掺加阻锈剂。（4）电化学保护

结构设计 1、结构选型和细部设计频繁地干温交替会加剧钢筋锈蚀，所以在结构选型和细部设计时，应昼限制混凝土表面、接缝和密封处积水，加强排水，尽量减少受潮和溅湿的表面积。由于环境侵蚀介质在构件棱角或突出部分可以同时从多方面侵入混凝土，而凹入部分易积存侵蚀介质、应力异常，因此从提高混凝土结构耐久性角度出发，混凝土构件选型应力戒单薄、复杂和多棱角。预计腐蚀破坏严重的构件应便于检测、维护和更换。 2、控制裂缝不可控制的裂缝包括混凝土塑性收缩、沉降或过载造成的裂缝，常为较宽的裂缝，应针对成因采取措施预防开裂，即使难以预料也应加以引导，使其发生于次要部位或便于处理的位置。可控制裂缝是靠传统的结构设计知识，按结构几何尺寸与荷载可以合理预防和控制的裂缝。七、提高海工混凝土耐久性的技术措施国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有：（1）高性能海工混凝土其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗

混凝土破坏准则1

混凝土破坏准则三轴受力下的混凝土强度准则-------古典 1.混凝土破坏准则的定义：混凝土在空间坐标破坏曲面的规律。 2.混凝土破坏面一般可以用破坏面与偏平面相交的断面和破坏曲面的子午线来表现。（偏平面是与静水压力轴垂直的平面，破坏曲面的子午线即静水压力轴和与破坏曲面成某一角度θ的一条线形成的平面） (b) （1）最大拉应力强度准则（rankine强度准则）古典模型按照这个强度准则，混凝土材料中任一点的强度达到单轴抗拉强度ft时，混凝土即达到破坏。 σ1=ft，σ2=ft, σ3= ft. 将上面的条件代入三个主应力公式中得到：当00≤θ≤600度，且有σ1≥σ2≥σ3时，破坏准则为σ1=ft.即： θ θ σ cos 3 2 3 cos 3 2 2 1 2 J I f J f t m t = - = - 可以得()0 3 3 2 , , 1 2 2 1 = - + =f I J J I t COS fθ θ 因为J I 2 12 , 3 = =ρ ξ所以0 3 cos 2 ) , , (= - + =f t fξ θ ρ θ ξ ρ

在pi 平面上有：0=ξ，所以03 cos 2=-f t θρ，故θρcos 23f t = （2）Tresca 强度准则 Tresca 提出当混凝土材料中一点应力到达最大剪应力的临界值K 时，混凝土材料即达到极限强度： K =---)2 1 ,21,21max( 1 33221σσσσσσ 他的强度准则中的破坏面与静水压力 I 1 ξ的大小没有关系，子午线是与ξ平行的平行线，在偏平面是为一正六边形，破坏面在空间是与静水压力轴平行的正六边形凌柱体。（3）von Mises 强度理论他提出的理论与三个剪应力都有关取： [] 2)(2)(2)(21 13322 1*-+*-+*-σσσσσσ=K 的形式用应力不变量来表示为：03)( 22 =-=K f J J 注：von 的强度准则的破坏面在偏平面是为圆形，较tresca 强度准则的正六边形在有限元计算中处理棱角较简单，所以其在有限元中应有很广，但其强度与ξ没有关系，拉压破坏强度相等与混凝土的性能不符。莫尔-库仑强度理论

高耐久性混凝土

高耐久性混凝土施工技术高耐久性混凝土程混凝土施工具有配合比设计难度大、施工控制要求高等特点。因此，从原材料、混凝土配置关键环节、配合比设计三个方面进行配合比试验，并从把握原材料质量、计量、搅拌、振捣与抹面和养护等方面介绍施工控制措施。一、高耐久性混凝土配制关键环节对高耐久性混凝土的要求很高，其所处环境及工程的特点又有许多不利因素，超出了现行的一般规范标准。耐久混凝土的配合比设计应采用试验-计算的方法。二、高耐久性混凝土配合比设计 1、混凝土原材料选择对于高耐久性混凝土水泥、水、骨料、外加剂应符合现行国家标准，同时符合设计要求。 2、配合比计量经过实验室试验确定试验设计配合比。由国家建筑材料质量监督检验测试中心对混凝土配合比试验。在施工过程中采取如下控制配合比计量措施：1）由检测机构对搅拌站的计量器具进行测试，确保测试合格，出具检测报告； 2）施工过程中派遣两名经验丰富、责任心比较强的质量检查员，进驻搅拌站，进行旁站计量，适时测试砂石子的含水率，及时调整施工配合比，确保计量准确，配比正确； 3）认真进行开盘鉴定，每调整一次施工配合比，必须进行一次开盘鉴定。三、高耐久性混凝土施工过程管理

混凝土采用预拌混凝土，混凝土罐车运输至施工现场，汽车泵泵送混凝土到浇筑地点。 1、原材料控制实际使用的各种原材料必须与配合比设计相一致。材料进场后，按材料控制程序进行登记，并收集、保留相关资料。所有原材料做到先检后用；集料堆放场地先硬化、分仓，后堆放原材料；粗骨料按要求分级采购、分级运输、分级堆放、分级计量，并对其检验状态进行标识；胶凝材料、外加剂储存罐采用顶部搭设遮阳棚和四周棉被包裹防晒。骨料在使用前必须进行筛洗，严格控制含泥量、级配，并用钢结构雨棚覆盖，降低集料的含水量差异和温度。 2、拌合过程控制依据试验配合比和施工配合比，核查各种材料质量、搅拌设备系统及仪表精度。对微机控制搅拌站计量参数资料要及时分析，动态校正计量。验证混凝土的和易性、可泵性，测试坍落度。混凝土搅拌工艺：细骨料、水泥、粉煤灰、外加剂（第一搅拌阶段）→加水（第二搅拌阶段）→加粗骨料（第三搅拌阶段）→搅拌出料。搅拌时按上述顺序投料。每一搅拌阶段不少于30s，总搅拌时间为3min。拌制第一盘混凝土时，增加水泥和细骨料用量10%，保持水胶比不变以便搅拌机持浆。操作手进行岗前培训，持证上岗。拌合时，有技术人员在搅拌站全过程值班，随时处理出现的各种情况。 3、运输及泵送过程控制本工程混凝土运输采用混凝土输送泵泵送和混凝土搅拌车运输两种形式。混凝土搅拌车通过施工道路运输，要求保持运输混凝土的道路平坦畅通，保证混凝土在运输过程中保持均匀性，运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并应

耐久性混凝土质量保证措施

耐久性混凝土质量保证措施制定关键工序的质量控制措施：搅拌工序、运输工序、浇筑工序、振捣工序、养护工序。耐久混凝土施工前，事先确定并培训专门从事耐久混凝土关键工序过程施工的操作人员和记录人员。混凝土搅拌过程中，每一工作班正式称量前，对计量设备进行零点校核。定期或随时（雨天）测定骨料的含水率，每一工作班不少于二次。当含水率有显著变化时，增加测定次数，并依据检测结果及时调整用水量和骨料用量。搅拌耐久混凝土时，先向搅拌机中投入细骨料、水泥和矿物掺和料，搅拌均匀后，加水并将其搅拌成砂浆，再向搅拌机投入外加剂，充分搅拌后，再投入粗骨料，并继续搅拌均匀为止。上述每一投料阶段的搅拌时间不少于30s，总搅拌时间不少于3min。原材料的投放顺序及混凝土的搅拌时间严格执行，不无故更改，未经批准不得任意延长和缩短搅拌时间。耐久混凝土运输设备能确保浇筑工作连续进行，其运输能力与搅拌设备的搅拌能力配合适宜。确保运输设备不漏浆和不渗水。在运输混凝土过程中，保持混凝土的均匀性，做到不分层、不离析、不漏浆。泵送施工根据施工进度安排，加强组织和调度工作，确保连续均匀供料。浇筑前，仔细检查保护层垫块的位置、数量及其紧固程度，并指定专人作重复性检查。保护层垫块的尺寸保证钢筋混凝土保护层厚度的准确性，其形状（工字形或锥形）有利于钢筋的定位。混凝土的入模温度视气温而调整，一般不超过25℃。对于构件最小断面尺寸在300mm以上的结构，尽可能降低混凝土的入模温度。负温气候条件下施工时，混凝土的入模温度不低于12℃。控制新浇混凝土

与邻接的己硬化混凝土介质间的温差不大于20℃。预应力混凝土梁体采用快速、稳定、连续、可靠的浇筑方式一次浇筑成型。采用插入式高频振捣器时，采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准，一般不超过30s，避免过振。振捣按规定的工艺设计路线和方式进行，防止随意加密振点和漏振及任意延长同一振点的振捣时间。混凝土振捣完毕后，立即对暴露面混凝土进行覆盖，并及时采取适当的保温保湿养护措施对混凝土进行养护。对采用带模养护的混凝土结构，保证模板按接缝处混凝土不失水干燥。新浇立面混凝土振捣24～48h后且强度发展至对结构安全性无不利影响时，可略微松开模板，并浇水养护7d以上。对于具有大面积暴露面的结构，振捣结束后，立即将暴露面混凝土抹平，再用土工布、草帘等覆盖后，及时采取洒水喷雾等保湿措施养护14d以上，以减少混凝土的暴露时间，防止表面水分过分蒸发。混凝土拆模后，迅速采用土工布、草帘等将暴露面混凝土进行覆盖，并采取切实措施，保证混凝土表面保持潮湿状态，然后再用塑料布将土工布、草帘等保湿材料包裹完好，进一步对混凝土进行养护28d以上。保护覆盖物完好无损，且彼此搭接完好，其内表面具有凝结水珠。混凝土养护期间，选择有代表性的结构进行温度监控，定时测定混凝土芯部温度、表层温度以及环境气温、相对湿度、风速等环境参数，并根据混凝土温度和环境参数的变化情况及时调整养护制度，严格控制混凝土内外温差满足规范的要求。

钢筋和混凝土的力学性能.

《混凝土结构设计原理》习题集第1章钢筋和混凝土的力学性能一、判断题 1~5错；对；对；错；对； 6~13错；对；对；错；对；对;对；对；二、单选题 1~5 DABCC 6~10 BDA AC 11~14 BCAA 三、填空题 1、答案：长期时间 2、答案：摩擦力机械咬合作用 3、答案：横向变形的约束条件加荷速度 4、答案：越低较差 5、答案：抗压变形四、简答题 1．答：有物理屈服点的钢筋，称为软钢，如热轧钢筋和冷拉钢筋；无物理屈服点的钢筋，称为硬钢，如钢丝、钢绞线及热处理钢筋。软钢的应力应变曲线如图2-1所示，曲线可分为四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段。有明显流幅的钢筋有两个强度指标：一是屈服强度，这是钢筋混凝土构件设计时钢筋强度取值的依据，因为钢筋屈服后产生了较大的塑性变形，这将使构件变形和裂缝宽度大大增加以致无法使用，所以在设计中采用屈服强度y f 作为钢筋的强度极限。另一个强度指标是钢筋极限强度u f ，一般用作钢筋的实际破坏强度。图2-1 软钢应力应变曲线硬钢拉伸时的典型应力应变曲线如图2-2。钢筋应力达到比例极限点之前，应力应变按直线变化，钢筋具有明显的弹性性质，超过比例极限点以后，钢筋表现出越来越明显的塑性性质，但应力应变均持续增长，应力应变曲线上没有明显的屈服点。到达极限抗拉强度b 点后，同样由于钢筋的颈缩现象出现下降段，至钢筋被拉断。

设计中极限抗拉强度不能作为钢筋强度取值的依据，一般取残余应变为0.2%所对应的应力σ0.2作为无明显流幅钢筋的强度限值，通常称为条件屈服强度。对于高强钢丝，条件屈服强度相当于极限抗拉强度0.85倍。对于热处理钢筋，则为0.9倍。为了简化运算，《混凝土结构设计规范》统一取σ0.2=0.85σb ，其中σb 为无明显流幅钢筋的极限抗拉强度。图2-2硬钢拉伸试验的应力应变曲线 2．答：目前我国用于钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构的钢筋主要品种有钢筋、钢丝和钢绞线。根据轧制和加工工艺，钢筋可分为热轧钢筋、热处理钢筋和冷加工钢筋。热轧钢筋分为热轧光面钢筋HPB235、热轧带肋钢筋HRB335、HRB400、余热处理钢筋RRB400（K 20MnSi ，符号，Ⅲ级）。热轧钢筋主要用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力普通钢筋。 3．答：钢筋混凝土结构及预应力混凝土结构的钢筋，应按下列规定采用：（1）普通钢筋宜采用HRB400级和HRB335级钢筋,也可采用HPB235级和RRB400级钢筋；（2）预应力钢筋宜采用预应力钢绞线、钢丝，也可采用热处理钢筋。 4．答：混凝土标准立方体的抗压强度，我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）规定：边长为150mm 的标准立方体试件在标准条件（温度20±3℃，相对温度≥90%）下养护28天后，以标准试验方法(中心加载，加载速度为0.3～1.0N/mm 2/s)，试件上、下表面不涂润滑剂，连续加载直至试件破坏，测得混凝土抗压强度为混凝土标准立方体的抗压强度f ck ，单位N/mm 2。 A F f ck f ck ——混凝土立方体试件抗压强度； F ——试件破坏荷载； A ——试件承压面积。 5. 答：我国《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）采用150mm×150mm×300mm 棱

影响混凝土强度的主要因素

影响混凝土强度的主要因素硬化后的混凝土在未受到外力作用之前，由于水泥水化造成的化学收缩和物理收缩引起砂浆体积的变化，在粗骨料与砂浆界面上产生了分布极不均匀的拉应力，从而导致界面上形成了许多微细的裂缝。另外，还因为混凝土成型后的泌水作用，某些上升的水分为粗骨料颗粒所阻止，因而聚集于粗骨料的下缘，混凝土硬化后就成为界面裂缝。当混凝土受力时，这些预存的界面裂缝会逐渐扩大、延长并汇合连通起来，形成可见的裂缝，致使混凝土结构丧失连续性而遭到完全破坏。强度试验也证实，正常配比的混凝土破坏主要是骨料与水泥石的粘结界面发生破坏。所以，混凝土的强度主要取决于水泥石强度及其与骨料的粘结强度。而粘结强度又与水泥强度等级、水灰比及骨料的性质有密切关系，此外混凝土的强度还受施工质量、养护条件及龄期的影响。 1）水灰比水泥强度等级和水灰比是决定混凝土强度最主要的因素。也是决定性因素。水泥是混凝土中的活性组成，在水灰比不变时，水泥强度等级愈高，则硬化水泥石的强度愈大，对骨料的胶结力就愈强，配制成的混凝土强度也就愈高。如常用的塑性混凝土，其水灰比均在0．4～0．8之间。当混凝土硬化后，多余的水分就残留在混凝土中或蒸发后形成气孔或通道，大大减小了混凝土抵抗荷载的有效断面，而且可能在孔隙周围引起应力集中。因此，在水泥强度等级相同的情况下，水灰比愈小，水泥石的强度愈高，与骨料粘结力愈大，混凝土强度也愈高。但是，如果水灰比过小，拌合物过于干稠，在一定的施工振捣条件下，混凝土不能被振捣密实，出现较多的蜂窝、孔洞，将导致混凝土强度严重下降。参见图３—１。图３—１混凝土强度与水灰比的关系 a)强度与水灰比的关系 b)强度与灰水比的关系 2）骨料的影响当骨料级配良好、砂率适当时，由于组成了坚强密实的骨架，有利于混凝土强度的提高。如果混凝土骨料中有害杂质较多，品质低，级配不好时，会降低混凝土的强度。由于碎石表面粗糙有棱角，提高了骨料与水泥砂浆之间的机械啮合力和粘结力，所以在原材料、坍落度相同的条件下，用碎石拌制的混凝土比用卵石拌制的混凝土的强度要高。骨料的强度影响混凝土的强度。一般骨料强度越高，所配制的混凝土强度越高，这在低水灰比和配制高强度混凝土时，特别明显。骨料粒形以三维长度相等或相近的球形或立方体

高性能混凝土论文

试论高性能混凝土姓名:*** 学院:＊****＊＊**＊＊* 学号：***＊****＊*

摘要 , 高性能混凝土是一种是以耐久性为主要指标同时具备高强、高早强、高施工性等优异性能的新型混凝土。应该通过制备的科学性以及提高浇筑、捣实等施工方法和工艺来提高混凝土的高施工性、高强度和体积稳定性从而提高道路桥梁的使用寿命和整体经济效益。 The high-ｐerｆormance concrｅte is ｂasｅd on duraｂility as the main inｄicatｏrs, ａlonｇｗiｔh hｉgｈsｔrｅｎgｔｈ，high early strength, high ｗｏrkability anｄeｘcｅllent ｐerｆoｒｍancｅoｆnew concｒeｔe．Through the prepａration ｏｆthe ｓcientific and improve ｔhe castiｎg, to trａｃe the actuaｌｃonｓtructｉon methods anｄprocess to imｐｒｏve conｃrｅte constｒuction，ｈｉgh ｓtrenｇtｈaｎd volumｅsｔabilitｙ, therｅbｙenhancing thｅｌife aｎd ｔhe oｖeｒall econｏmicｂｅnｅfitｓof roads and bridｇes. 关键字：高强、高性能混凝土 1 高性能混凝土的定义高性能混凝土（HigｈPｅrｆormａnce Conｃｒete,简称HPC)是在高强度混凝土（Ｈｉgh Sｔｒength Concｒetｅ，简称HＳC）的基础上发展起来的。在不同国家,甚至是同一国家的不同应用部门，对高性能混凝土的定义都有差别。美国和加拿大的学者认为高性能混凝土应该是高耐久性的，而不仅仅是高强度；除了强度之外，高耐久性还应包括高的体积稳定性、低渗透性和高工作性。日本学者更重视混凝土的工作性,认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。英国和北美学者则更重视混凝土的强度。综合分析各种观点，我国学者提出:高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代(先进的预拌)混凝土技术,选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土。高性能混凝土应具有几种性能：耐久性、工作性及各种力学性能。但目前,高性能混凝土的概念又有了新的变化，清华大学冯乃谦教授提出普通混凝土也可能高性能化，其研究成果在工程实际中也得到了应用。因此,高性能混凝土并不一定强调高强,还包括普通混凝土的高性能化。 2 高性能混凝土产生的背景传统的混凝土虽然已有近200 年的历史，也经历了几次大的飞跃,但今天却面临着前所未有的严峻挑战: (1)随着现代科学技术和生产的发展,各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难,因此要求混凝土不但施工性能要好,尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好,使用寿命长。（２) 进入20世纪7０年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。1987 年美国国家材料咨询局的一份政府报告指出：在美国当时的57．5

11第十一讲混凝土的强度及耐久性

混凝土强度与耐久性 ?强度的定义 ?普通混凝土的强度等级 ?其它类型的强度棱柱体抗拉劈裂抗弯?强度影响因素 ?提高强度的方法途径 ?混凝土耐久性 ?抗渗性 ?抗冻性 ?提高耐久性的措施

1.砼的f C 及等级砼的抗压强度是指在外力作用下，混凝土抵抗破坏的能力。我国采用立方体抗压强度（cube ）和棱柱体抗压强度两种。有的国家（美国、日本）则采用圆柱体抗压强度。（the strength of concrete ）砼的强度包括抗压、抗拉、抗弯、抗剪、握裹、疲劳强度等，其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。在砼结构中，大都采用砼的抗压强度作为设计依据，在施工控制中也都采用f 压评定砼质量，下面主要讨论f C 简要说明f t （一）砼的f C 与f t 砼的强度图4.1

规定：以边长为150mm 的立方体试件，在温度为20±2℃，相对湿度为95% 以上的潮湿环境或水中的标准条件下，经28天养护，采用标准试验方法测得的极限抗压强度(maximum compressive strength —标准强度the standard compressive strength ）来确定砼的等级（大体积混凝土或水工混凝土上为了节约水泥，也有以90天或60天为标准的）。（1）立方体(cube) compressive strength 砼的立方体f C 是划分抗压等级的主要依据。 [note] 立方体f C 是在标准情况下测定的，是砼质量具有对比性。立方体f C

混凝土强度保证率P% 混凝土强度保证率P% 是指混凝土强度总体中大于设计强度等级的概率。图4.2 混凝土强度保证率P%示意图 P （t ）＝95% t f cu,k ψ(l )

提高混凝土耐久性的技术措施

提高混凝土耐久性的技术措施前言混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安全性、正常使用和可接受的外观能力。现行国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中，明确规定混凝土结构设计采用极限状态设计方法。混凝土耐久性与诸多因素有关，但在很大程度上取决于施工过程中的质量控制和质量保证以及结构使用过程中的正确维修与例行检测。就本文而言，重在从施工过程控制的方面来保证混凝土的耐久性，即根据混凝土结构所处的环境作用等级进行混凝土原材料选择、配合比选配，并加强施工工艺控制，特别是混凝土养护的温度、湿度控制等。 1 原材料选用水泥采用品质稳定、强度等级不低于级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥(掺合料仅为粉煤灰或磨细矿碴)，禁止使用其它品种水泥。品质应符合GB175-2007规定：水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，碱含量不应超过%，游离氧化钙含量不应超过%，水泥熟料中C3A 的含量不宜超过8%(强腐蚀环境下不应大于5%)，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。粗骨料选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、花岗岩、辉绿岩等球形、吸水率低、空隙率小的碎石，压碎指标不大于10%，母岩立方体抗压强度与梁体混凝土设计强度之比应大于2，含泥量小于%，针、片状颗粒含量不大于5%，颗粒尽量接近等径状。粗骨料粒径宜为5～20mm，且分两级储存、运输、计量，5～10mm颗粒质量占(40±5)%，10～20mm颗粒质量占(60±5)%。选用无碱活性粗骨料(因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3)。细骨料细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂(不宜使用机制砂和山砂，严禁使用海砂)，细度模数～。严格控制云母和泥土的含量，砂的含泥量应不大于%，泥块含量应不大于%，选用无碱活性细骨料(因条件所限不得不采用碱—硅酸反应砂浆棒膨胀率为～%的活性骨料时，由各种原材料带入混凝土中的总碱量不应超过3.0kg/m3)。矿物掺合料适当掺用优质Ⅰ级粉煤灰、磨细矿渣、微硅粉等矿物掺合料或复合矿物掺合料，Ⅰ级粉

浅谈高性能混凝土耐久性的特点及应用

浅谈高性能混凝土耐久性的特点及应用发表时间：2017-12-11T15:56:24.677Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第19期作者：刘颜峰 [导读] 通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。齐鲁交通发展集团有限公司德州分公司山东省德州市 253000 摘要：高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。关键词：混凝土；耐久性；应用；控制措施从去年在105国道到现在聊城路网改建，接触高性能混凝土也有两年时间了，对高性能混凝土耐久性有点皮毛认识。高性能混凝土是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的混凝土。具体是： 1)拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，在减河大桥40米箱梁混凝土坍落度180-220mm，便于浇筑密实； 2)在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小； 3)有很高的抗渗性。其中高工作性是高性能混凝土必须具备的首要条件，即高流动性、高抗分离性、高间隙通过性、高填充性、高密实性、高稳定性；并同时具备低成本的技术经济合理性。高性能混凝土具有很丰富的技术内容，其核心是保证耐久性。 1混凝土工程耐久性不足的后果混凝土工程因其工程量浩大，将会因耐久性不足对未来社会造成极为沉重的负担。据我从网上搜索的资料美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3,000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修。美国对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。中国50-60年代所建设的混凝土工程已使用40余年，如果我国混凝土工程的平均寿命按30-50年计，在今后的10-30年内，为了维修建国以来所建基础设施的费用，将是极其巨大的。目前，我国的基础设施建设工程规模宏大，每年高达２万亿元人民币以上，约30-50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费或重建费将更为巨大。作为21世纪的高性能混凝土，更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。 2影响混凝土耐久性的主要因素一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性(超耐久)要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。首先，为满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足。其次，水泥石中的水化物稳定性不足。水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低，稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。 3提高混凝土耐久性的技术途径如前分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型工作困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前减少孔隙率的途径往往是掺入高效减水剂。 3.1掺入高效减水剂在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂后，减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。 3.2掺入高效活性矿物掺料普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料(矿渣、粉煤灰等)中含有大量活性二氧化硅及活性三氧化二铝，它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应，生成强度更高，稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的。有些超细矿物掺料，其平均粒径小于水泥粒子的平均粒径，能填充于水泥粒子之间的空隙中，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。 3.3消除混凝土自身的结构破坏因素除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化热过性过高引起的温度裂缝，硫酸铝的延迟生成，以及混凝土的碱集料反应等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、硅酸、氯离子等可以引起结构破坏和钢筋蚀物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，提高混凝土的耐久性。 3.4保证混凝土的强度尽管强度与耐久性是不同概念，但又密切相关，它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构，都与水灰比这个因素直接相关。在混