高性能混凝土及高性能混凝土的材料
新型混凝土材料开发及应用
新型混凝土材料开发及应用一、前言混凝土作为一种常用的建筑材料，在建筑行业中发挥着至关重要的作用。
然而，传统的混凝土材料存在着许多缺点，如易开裂、易受温度影响、易受腐蚀等。
为了解决这些问题，人们研发出了新型的混凝土材料，以提高混凝土的性能和使用寿命。
二、新型混凝土材料的分类1.高性能混凝土（High-performance concrete，HPC）高性能混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高抗裂性能的混凝土材料。
其主要特点是使用高强度水泥和优质骨料，以及添加一定量的掺合料和化学添加剂。
其中，掺合料可以改善混凝土的工作性能和耐久性能，化学添加剂可以提高混凝土的性能和稳定性。
2.自密实混凝土（Self-compacting concrete，SCC）自密实混凝土是一种具有自流性、自密实性和自抗渗性的混凝土材料。
其主要特点是使用流动性好的混凝土和特殊的掺合料，以及添加一定量的化学添加剂。
其中，流动性好的混凝土可以使混凝土自流展开，特殊的掺合料可以改善混凝土的自密实性能，化学添加剂可以调节混凝土的流动性和自密实性。
3.自愈合混凝土（Self-healing concrete，SHC）自愈合混凝土是一种具有自修复性能的混凝土材料。
其主要特点是使用一种特殊的微生物和一种特殊的激活剂，以及添加一定量的掺合料和化学添加剂。
其中，微生物可以在混凝土中繁殖生长，激活剂可以促进微生物的生长和分裂，掺合料可以填充混凝土中的裂缝，化学添加剂可以促进混凝土的自愈合过程。
4.高性能纤维混凝土（High-performance fiber reinforced concrete，HPFRC）高性能纤维混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高抗裂性能的混凝土材料。
其主要特点是使用高强度水泥和优质骨料，以及添加一定量的合成纤维和化学添加剂。
其中，合成纤维可以改善混凝土的抗拉性能和抗裂性能，化学添加剂可以提高混凝土的性能和稳定性。
三、新型混凝土材料的应用1.建筑结构新型混凝土材料可以被广泛应用于建筑结构中，如高层建筑、大型桥梁、隧道工程、地下室工程等。
高性能混凝土
高性能混凝土在现代建筑领域中，高性能混凝土扮演着至关重要的角色。
它的出现，不仅改变了建筑的形态和质量，更推动了建筑行业向更高水平发展。
高性能混凝土，顾名思义，是一种具有出色性能的混凝土材料。
与传统混凝土相比，它在多个方面展现出了显著的优势。
首先，高性能混凝土具有更高的强度。
这意味着它能够承受更大的荷载，为建筑结构提供更可靠的支撑。
在高层建筑、大型桥梁等重大工程中，高强度的高性能混凝土能够有效减小构件的尺寸和重量，从而增加建筑的使用空间，降低工程造价。
例如，在建造摩天大楼时，使用高性能混凝土可以使柱子和梁的尺寸减小，同时保证结构的安全性。
其次，高性能混凝土具有更好的耐久性。
耐久性是指混凝土在长期使用过程中抵抗各种破坏因素的能力。
由于高性能混凝土的孔隙率低，其抗渗性、抗冻性和抗化学侵蚀性都得到了显著提高。
这使得建筑物在恶劣的环境条件下，如沿海地区的高盐环境、北方的严寒冬季等，能够保持更长时间的良好状态，减少维修和重建的成本。
再者，高性能混凝土的工作性能也十分出色。
它具有良好的流动性、填充性和可泵性，能够在施工过程中更轻松地浇筑和成型，减少施工中的困难和缺陷。
比如，在复杂的结构中，高性能混凝土能够顺利地填充到每一个角落，确保结构的整体性和稳定性。
高性能混凝土的这些优异性能，离不开其独特的原材料和配合比设计。
在原材料方面，水泥的选择至关重要。
通常会选用高品质的硅酸盐水泥或特种水泥，以保证混凝土的强度和耐久性。
同时，还会使用优质的骨料，如粒径均匀、级配良好的碎石和砂。
这些骨料不仅能够提高混凝土的强度，还能改善其工作性能。
在配合比设计上，高性能混凝土往往采用较低的水胶比。
水胶比是指混凝土中水与胶凝材料（水泥、粉煤灰等）的质量比。
较低的水胶比可以减少混凝土中的孔隙，从而提高其强度和耐久性。
此外，还会加入适量的外加剂，如高效减水剂、缓凝剂、引气剂等。
高效减水剂能够在保持混凝土工作性能的前提下，降低用水量，提高混凝土的强度；缓凝剂可以延长混凝土的凝结时间，便于施工操作；引气剂则可以引入微小的气泡，改善混凝土的抗冻性。
高性能混凝土应用技术标准
高性能混凝土应用技术标准一、前言高性能混凝土是一种新型的混凝土材料，具有优异的力学性能、耐久性、耐久性和施工性，广泛应用于桥梁、高层建筑、隧道、水利工程等领域。
本文旨在提供一份全面的高性能混凝土应用技术标准，以指导工程师和建筑师进行高性能混凝土的设计和施工。
二、材料2.1 水泥高性能混凝土采用普通硅酸盐水泥或矿渣水泥，其强度等级不低于C50。
水泥应符合GB/T 175-2007《水泥》标准。
2.2 粉煤灰高性能混凝土中粉煤灰的掺量不超过40%，应符合GB/T 1596-2005《粉煤灰》标准。
2.3 矿渣粉高性能混凝土中矿渣粉的掺量不超过50%，应符合GB/T 18046-2008《矿渣粉》标准。
2.4 骨料高性能混凝土中骨料的粒径应符合设计要求，骨料应符合GB/T 14684-2011《建筑用石料》标准。
2.5 减水剂高性能混凝土中减水剂应符合GB8076-2008《混凝土减水剂》标准。
2.6 其他掺合料其他掺合料应符合相应的标准和规范要求。
三、设计3.1 混凝土强度等级高性能混凝土的强度等级应根据工程要求确定，其抗压强度等级不低于C60。
3.2 配合比高性能混凝土的配合比应根据混凝土的性能要求、材料特性、施工条件等因素进行设计，应满足相应的强度、耐久性、变形等性能要求。
配合比的设计应符合GB 50007-2011《建筑混凝土配合比设计规范》的要求。
3.3 施工方法高性能混凝土的施工应采用先进的施工工艺，保证混凝土的均匀性、密实性和稳定性。
具体施工方法应根据混凝土的性能要求和施工条件进行选择和调整。
四、检验4.1 试块制备高性能混凝土试块制备应按照GB/T 50081-2002《混凝土强度试验标准》的要求进行。
4.2 试块养护高性能混凝土试块养护应按照GB/T 50082-2009《混凝土试验养护标准》的要求进行。
4.3 试块检验高性能混凝土试块检验应按照GB/T 50081-2002《混凝土强度试验标准》的要求进行，其抗压强度应符合设计要求。
超高性能混凝土的制备及应用
超高性能混凝土的制备及应用一、前言超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC）是一种由高强度水泥基材料、细砂、高性能钢纤维、高性能矿物掺合料和高性能化学掺合剂等构成的新型混凝土材料。
UHPC具有优异的力学性能、耐久性和抗震性能，广泛应用于桥梁、隧道、高层建筑、水利水电、核工程等领域。
本文将详细介绍UHPC的制备及应用。
二、UHPC的制备1. 材料选用UHPC的主要成分为水泥、细砂、高性能钢纤维、高性能矿物掺合料和高性能化学掺合剂。
水泥选用高强度的硅酸盐水泥或复合水泥；细砂需达到特定的粒径分布和粘结性能要求；钢纤维选用长度为13mm-25mm，直径为0.2mm-0.3mm的高强度钢纤维；矿物掺合料选用细度和化学活性较高的硅灰石粉和矿渣粉；化学掺合剂选用缓凝、减水率高的高性能减水剂。
2. 配合比设计UHPC的配合比设计要根据实际工程要求和材料特性综合确定。
常用的配合比为：水泥：细砂：水：钢纤维：矿物掺合料：化学掺合剂=1：1.5：0.2：2.5%：25%：3%。
3. 制备工艺（1）原材料预处理：将水泥、细砂、矿物掺合料和化学掺合剂按一定比例混合，加入适量的水搅拌均匀。
将钢纤维加入搅拌机中，与混合料进行干混，使钢纤维均匀分散。
（2）混凝土制备：将预处理好的混合料加入搅拌机，搅拌至均匀，然后进行振捣。
振捣时间一般为5-10min，振捣强度为100-200Hz。
（3）浇筑成型：将制备好的UHPC浇入模具中，用振动器振动排气，然后平整表面，进行养护。
三、UHPC的应用1. 桥梁工程UHPC在桥梁工程中的应用广泛，常用于桥墩、桥台、桥梁连接件等构件的制作。
UHPC不仅能够提高桥梁结构的承载能力和耐久性，还能够减小结构的自重，降低建造成本。
2. 隧道工程UHPC在隧道工程中的应用主要集中在隧道衬砌、隧道口等部位。
UHPC具有高强度、高耐久性、高抗震性和优异的耐腐蚀性能，能够有效提高隧道结构的稳定性和安全性。
C70高性能混凝土的配比设计1
C70高性能混凝土配合比设计书课程：混凝土材料技术系部：材料工程系班级：环保1001设计：陈威指导老师：冯正良湖南城建职业技术学院2011年12 月20 日湖南城建职业技术学院装饰材料与检测技术专业《建筑材料》课程专业周任务书一、专业班级：环保1001二、训练时间：2011-12年12月19 日—2011年12月23 日三、指导教师：冯正良四、训练内容：混凝土配比与生产质量控制方案设计1、选做一种混凝土的配比设计抗冻混凝土、抗渗混凝土、大体积混凝土、轻骨料混凝土、加气混凝土、大孔混凝土、硅酸盐混凝土、纤维培强混凝土、聚合物混凝土、自应力混凝土、耐酸混凝土、耐热（耐火）混凝土、流态化混凝土、高性能混凝土、泵送混凝土、道路混凝土等混凝土的配比设计要求和施工要求摘要及说明。
2、对配比设计的混凝土提出生产质量控制方案五、训练要求：（1）选题：每个同学选做一种混凝土，由指导老师确定。
（2）自己选定各种需要的技术参数，但要说明依据（3）有资料搜集说明和记录六、纪律要求：1.每个学生必须端正实训态度，认真完成实训任务。
2.严格请假制度材料工程系指导老师：冯正良日期： 2011年12月19日湖南城建职业技术学院装饰材料与检测专业《建筑材料》课程实训指导书一、实训资料组成（提交纸质和电子稿各一份）：（1）概述（2）所用原材料及选用要求（3）配合比设计计算（4）生产控制方案（5）施工要求（6）搜集的资料目录和摘要二、实训资料封面试样（附件1）三、实训资料目录试样（附件2）四、资料整理试样（附件3）五、实训分组（实训周开始日布置）指导老师：冯正良日期：2011年12月 20日不同混凝土简介1、大孔混凝土15、铝酸盐耐热混凝土2、泡沫混凝土16、磷酸盐耐热混凝土3、轻骨料多孔混凝土17、流态化混凝土4、灰砂硅酸盐混凝土18、高性能混凝土5、灰渣硅酸盐混凝土19、道路混凝土6、钢纤维混凝土20、防射线混凝土7、玻璃纤维混凝土21、耐碱混凝土8、聚丙烯纤维混凝土22、耐油混凝土9、聚合物水泥混凝土23、喷射混凝土10、聚合物浸渍混凝土24、膨胀混凝土11、聚合物胶结混凝土25、碾压混凝土12、自应力混凝土26、大体积混凝土13、水玻璃耐酸混凝土27、抗冻混凝土14、硅酸盐水泥耐热混凝土28、抗渗混凝土要求：控制在600字以内，内容包括：（1）定义（2）主要性能（3）主要配比设计要求（4）主要使用、施工要求。
什么是高性能混凝土
引言概述：高性能混凝土是一种优质的建筑材料，具有卓越的力学性能和耐久性。
本文将继续探讨高性能混凝土的特点、优势以及在实际应用中的重要性。
正文内容：一、高性能混凝土的特点1.材料成分的优化设计（1）水灰比的控制（2）胶凝材料的选择（3）添加剂的应用2.物理性能的提升（1）强度和耐久性的提高（2）减小蠕变和收缩（3）改善抗裂性能3.施工工艺的改善（1）砼的浇筑和振捣（2）养护工艺的优化二、高性能混凝土的优势1.抗压强度和耐久性的提高（1）更高的抗压强度（2）更好的耐久性和防腐蚀性2.结构性能的改善（1）提高刚度和韧性（2）减小结构变形和蠕变（3）降低结构的自振频率3.施工效率的提升（1）砼施工的简化（2）砼浇筑时间和养护周期的缩短三、高性能混凝土在实际应用中的重要性1.基础设施建设（1）桥梁和隧道（2）大型水利工程2.高层建筑和地下结构（1）摩天大楼和高层建筑（2）地下车库和地铁隧道3.工业设备和耐磨场所（1）厂房和电厂（2）港口和码头设施四、高性能混凝土的适用范围和限制1.适用范围（1）对强度和耐久性要求较高的工程（2）对结构性能和工程效益要求较高的工程2.限制因素（1）成本因素（2）施工难度和技术要求五、总结高性能混凝土以其优异的力学性能和耐久性，成为建筑领域中不可或缺的重要材料。
通过优化材料成分、提升物理性能和改善施工工艺，高性能混凝土能够提高结构的强度、耐久性和稳定性，广泛应用于基础设施建设、高层建筑和工业设备。
在具体应用中，高性能混凝土的成本和施工技术等限制因素也需要充分考虑。
未来，随着科技的发展和经验的积累，高性能混凝土将进一步完善和推广，为建筑行业带来更多的创新和发展。
生态建筑材料之高性能混凝土(ppt 63页)(共62张PPT)
3.同时具有以上两种性能的: 高钙粉煤灰等
常用矿物掺合料:
1.粉煤灰 2.粒化高炉矿渣粉 3.硅灰
4.天然沸石粉
四、选用高效减水剂，降低水灰比
高效减水剂是高性能混凝土不可缺的组成材料之一.
高效减水剂又称超塑化剂.与普通送减水剂的区别在于减水效率高.
普通减水剂一般为5～10%,而高效减水剂的减水率可达到15～ 30%;
（五）矿物掺合料的种类及用量
分三种情况：
第一种：单独使用硅酸盐水泥，不加掺合料（很少使用） 第二种：用一种或多种矿物掺合料取代部分水泥
从减小水化热，改善工作性，提高充分水化水泥浆微观结 构等方面，经验表明：约25%的水泥可由高质量的粉煤灰或磨 细矿渣代替。因此，假设硅酸盐水泥与选用的矿物掺合料体积 比为75︰25
耐久性问题实例:
1、日本海沿岸,许多港湾建筑、桥梁等,建成后不 到10年时间,混凝土表面开裂、剥落,钢筋锈蚀外 露---碱集料反应所至
日本的鸟取县境内，有一座钢筋混凝土桥，由于碱 骨料反应造成严重破坏，达到了不可修复的程度 ，被炸掉重建。
2、北京三元立交桥桥墩，建成后不到两年，个别 地方发生“人字形”的裂纹，也认为是碱集料反 应所至。
1、基于低水胶比及良好的施工和易性的要求，高性能混凝土所
用的水水泥泥要与与减所水加剂的的高相效容减性水往剂往有要很差好。的相容性。C3A和碱含量高
2、注意水泥的颗粒形状和颗粒级配
用球状水泥：改善水泥粉磨工艺制得表面无裂纹且呈圆球状 的水泥颗料，以减少水泥的平均粒径和微粉量，使其具有高 的流动性和填充性。在保护混凝土拌合物坍落度相同条件下, 球状水泥的用水量较普通水泥降低10%左右. 用调粒水泥：将水泥组成中的粒度分布进行调整，提高胶 凝材料的填充率。 用活化水泥: 将粉状超塑化剂与熟料混磨即能制得,或将粉状超塑
超高性能混凝土的原理
超高性能混凝土的原理一、引言超高性能混凝土（Ultra High Performance Concrete，简称UHPC）是近年来发展起来的一种新型高性能混凝土，其强度、耐久性、耐久性、抗裂性等等均优于传统混凝土。
UHPC是由水泥、硅烷、微硅粉、硅酸钠、高性能矿物掺合料、纤维材料等组成的一种混凝土。
其原理主要与微观结构、材料组分及加工工艺等有关。
二、微观结构原理1. 微观结构特点UHPC在微观结构上，由于掺入了大量的高性能细粉料和纤维材料，使得其微观结构更加致密，因此，UHPC的孔隙率非常小，最小可达到0.1%。
此外，UHPC中还含有一定量的超细微观颗粒，这些颗粒的直径一般在1-10微米之间，使得UHPC的微观结构更加细密。
2. 微观结构与性能的关系UHPC的微观结构决定了其具有极高的强度和耐久性。
由于UHPC的孔隙率非常小，水分子在混凝土内的透过性非常小，因此UHPC能够很好地防止水分子的渗透，从而提高了其耐久性。
而UHPC中的超细微观颗粒则能够填补混凝土内部的微观裂缝，从而提高了UHPC的抗裂性能。
三、材料组分原理1. 水泥UHPC中的水泥采用的是高强度的硅酸盐水泥或矿物质掺合水泥。
这种水泥具有较高的硬化速度和强度发展速度，能够有效地提高混凝土的强度。
2. 矿物质掺合料UHPC中的矿物质掺合料一般采用高性能的硅烷、微硅粉等，这些掺合料具有较高的活性和细度，能够提高混凝土的强度和耐久性。
3. 纤维材料UHPC中的纤维材料一般采用钢纤维、玻璃纤维或碳纤维等高强度纤维材料。
这些纤维材料能够有效地抵抗混凝土的拉伸和剪切力，从而提高混凝土的抗裂性能。
4. 高性能矿物掺合料UHPC中的高性能矿物掺合料一般采用硅酸钠等，这些掺合料具有较高的活性和细度，能够提高混凝土的强度和耐久性。
四、加工工艺原理1. 高温养护UHPC在制备过程中采用高温养护方法，一般将混凝土制成的样品放入高压蒸气锅中进行养护，使其得到充分的固化。
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高性能混凝土及高性能混凝土的材料
——中铁十九局拉日铁路指挥部中心实验室锅盖
1.高性能混凝土的产生及背景
1）现代人为了追求高强，早强采用了不当的措施：
—高强水泥的用量、排斥掺合料的使用；
—使用快硬水泥、超细水泥；
—不科学的使用化学外加剂；
—原材料控制不严，引入大量有害物质；
—采用高温养护
2）为适应现代工业的需要，对混凝土提出了各种要求：
—大跨度桥梁、超高层建筑、超高层泵送；
—大体积混凝土；
—海洋工程、冻土工程、恶劣环境下的工程；
3）随着工程进程，地球环境恶化；
—空气的酸化、水污染、土污染、气候反常
4）地球资源的约束：
—合格砂、石的稀缺；
—大量混凝土废渣侵占良田；
—水泥是CO
排放大户，一吨孰料排放1吨二氧化碳，我国2005年生产
2
水泥10亿万吨，占全球40%
5）混凝土工程过早劣化，使维修费用剧增，各国花费巨大，尤其工业化早的发达国家不堪重负。
如美国在九十年代每年用于混凝土维修的费用为3000
亿美元，占其造价的5%，我国在这方面教训也很多。
重
综上述所述，工程界痛感光追求高强，早强混凝土是片面的，要更加注重凝凝土的耐久性，才是一条可持续发展之路。
同济王世元教授提出：国内常见的混凝土耐久性破坏问题十有八九是可以在设计、施工阶段避免或加以改著的，不能吝惜在施工阶段增加的一些耐久性投入，否则国外流行的“五倍定律”在国内可能变成“十倍定律”（注：“五倍定律”由美国台斯脱教授提出，混凝土全寿命分为四个阶段：①设计和施工养护；②破坏诱发；③刚出现破坏；④破坏发展阶段，若第一阶段少花一元，则第二阶段多花5元，第三阶段多花25元，第四阶段多花125元。
）
3、高性能混凝土的定义
《高性能混凝土应用技术规范》（CECS207:2006）中定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高耐久，高工作性和高体积稳定性的混凝土。
美国ACI在1993年定义：高性能混凝土是符合特殊性能组合的均质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和通常的拌合、浇筑、养护工艺。
未必总能大量的生产出这种混凝土，当混凝土的某些某些特征是为某一特定的用途和环境而制定的，这就是高性能混凝土。
例如：易浇筑，不离析、早强、长期力学性能、抗渗性、密实性、水化热、韧性、体积稳定性、恶劣环境下的较长寿命。
4、高性能混凝土的配制技术路线
1）尽量降低用水量，水胶比，为此采用高效减水剂。
2）掺加较多的掺合料以替代水泥。
节约经济成本，有利于环保。
3）适当引气，采用优质引气剂，提高防冻性和流动性。
4）选用优质原材料，控制有害物质。
5）限制胶凝材料总量，重视水泥品质和对减水剂的相容性。
5、掺合料的作用机理
1）填充作用，掺合料比水泥更细，可填充与水泥颗粒间隙内，使水泥石结构更致密。
2）增强作用：掺合料具有活性，能与水泥水化物Ca(OH)2发生二次水化，也能吸收水泥中C3A的水化物钙矾石，二者都软弱易溶于水而两次水化物为强度高的稳定物质。
这种二次水化较为慢而持续，对混凝土后期强度和耐久性有利。
3）融化作用：粉煤灰是经高温而烧结的成微珠状空心玻璃体硅酸盐，容量轻，对流动性有利。
4）掺合料含碱量低，有利于降低混凝土中的碱含量，有抑制碱骨料反应的作用。
5）降低了混凝土的水化热。
6、粉煤灰各项指标对混凝土的影响
1）含水率
2）细度
3）需水量
4）烧失量
7、高性能混凝土的性能
1）工作性：包括流动性、和易性、经时损失、泌水性、可泵性、凝结时间、粘性。
2）强度和弹模
3）体积稳定性—混凝土抵抗收缩和膨胀的能力
混凝土的收缩：混凝土大多数的开裂不是因为荷载而是变形发生的
混凝土收缩的类型：
—塑性收缩
—化学收缩
—自收缩
—干燥收缩
—冷缩
—碳化收缩
4）耐腐蚀性
8、高性能混凝土的施工
1）制备、材料存放、电子计量、强制式搅拌机、测水频次、投料程序；
2）运输专用车、机车、泵送能力的匹配、管线保温；
3）浇筑浇筑方案防止夏季堵管；
4）养护高性能混凝土必须加强保温养护，裸面覆盖塑料薄膜，防止过早脱模、早期温度防蒸发，洒水14—21d，温度控制，制定夏季和冬季施工方案。
9、高性能混泥土的材料
1）原材料的重要性
2）重视水泥和减水剂的适应性
3）掺合料
磨细矿粉和粉煤灰各有特点：在掺合料用量不变的情况下，一般夏季可适当粉煤灰的比例，冬季可适当提高矿粉的比例。