高性能混凝土制备与性能研究

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1、高性能混凝土制备与性能研究（中铁二局股份有限公司公司张利平）第一章高性能混凝土一、高性能混凝土的定义 自“高性能混凝土”(High Performance Concrete)一词提出以来的十几年来，至今对它没有统一的解释或定义。HPC是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在有效的质量控制下（计量精度、搅拌时间）制成的。除采用优质水泥、水和集料以外，必须采用低水胶比和掺加足够数量的矿物外掺料与高性能外加剂。高性能混凝土并不能简单地认为是高强混凝土。HPC应同时保证下列性能：

2、工作性、各种力学性能、耐久性、适用性、体积稳定性和经济合理性。只要满足工程使用所要求的工作性(流动性、粘结性、保水性等混凝土拌合物性能)、承受各种荷载所需要的强度性能、耐久性(抗介质渗透性、抗冻融性、抗磨蚀性、体积稳定性)、经济合理(包括材料、设计、施工、维护保养等)、对环境损害较小(满足生态、环保、可持续发展要求等)的混凝土就应该看成是高性能混凝土。高性能混凝土与普通混凝土相比具有如下优点：1.具有良好的工作性能，混凝土拌合物应具有较高的流动性，不分层、不离析、易浇筑，泵送混凝土、自密实混凝土还应具有良好的可泵性、自密实性能。2.

3、强度更高因而结构尺寸更小，这就使得结构自重减轻、使用面积增加、材料用量减少。3.弹性模量更高，因而结构变形更小、刚度更大、稳定性更好。4.抗渗性、耐久性好，因而结构的工作寿命大幅度延长。5.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，硬化后具有较小的收缩变形。二、高性能混凝土与普通混凝土的区别1.普通混凝土是以抗压强度作为最基本的特征，高性能混凝土则是以耐久性为主要指标，同时还有工作性、强度、体积稳定性等。2.普通混凝土是以水泥、粗骨料、细骨料、水四大组分为原材料，高性能混凝土则在前者的基础上增加了大量（不是越多越好

4、）的外加剂和掺合料，使其性能得到质的变化。3.普通混凝土一般采用0.40～0.80的水胶比，高性能混凝土因掺入高效减水剂使水胶比减少即不大于0.40，甚至不大于0.20。4.相比普通混凝土，采用低水胶比高性能混凝土，硬化后毛细孔数量显著减少，而超细掺合料又改善粉体集料级配，大幅减少毛细孔数量，毛细孔越少，混凝土越密实，耐久性越好。5.相比普通混凝土，高性混凝土具有高强度、高耐久性及高工作性等性能。6.高性能混凝土设计使用年限为100年，而普通钢筋混凝土使用寿命只有40～50年。高性能混凝土在本质上和普通混凝土没有很大的差别，所使用的

5、原材料、其生产及施工工艺过程在宏观上也基本一致；所以在高性能混凝土的配制中，根据结构所要求的施工中所要求的工作性能、强度和耐久性，通过试验来确定的，在不采用特殊的原材料、不改变常规施工工艺以及尽可能节约成本的原则下，通过采用低水灰比、掺用高效减水剂和矿物质细掺料的配制特点，经过反复对比试验，配制出高强度、高耐久性、低徐变、体积稳定性好的高性能混凝土。与普通混凝土相比高性能混凝土的生产和施工并无需要特殊的工艺，但是在各工艺环节上普通混凝土不敏感的因素，高性能混凝土却很敏感，因而需要更为严格控制和管理。三、高性能混凝土技术途径高性能混凝

6、土技术路线：通过使用高性能减水剂，降低水胶比，并使混凝土具有较大的流动性和保塑功能，保证施工和浇筑混凝土密实性，这是获得高性能混凝土途径的一方面。另外，通过掺加合格的矿物掺合料，改善骨料和水泥浆的界面结构，改善砂浆的空隙结构，提高混凝土的抗渗性、耐久性和强度，这也是获得高性能混凝土途径的另一方面。第二章高性能混凝土原材料选择和控制高性能混凝土由于要满足多元组分（高性能混凝土：水泥、矿物掺合料、外加剂、水、砂、石；普通混凝土：水泥、水、砂、石）优化配制、工作性、可泵性、高强度、良好的耐久性等多方面的技术要求，故在原材料选择上要比普通混

7、凝土严格、复杂得多。一、水泥1.水泥定义：凡细磨成粉末状，加适量水拌和成塑性浆体，能胶结砂、石等适当材料，并能在空气和水中硬化的粉状水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥：硅酸盐水泥熟料加入适量石膏，磨细制成的水泥，即国外通称的波特兰水泥(P·Ⅰ型，硅酸盐水泥;P·Ⅱ型，硅酸盐水泥，含0～5%的混合材)。普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料、少量混合材料、适量石膏磨细制成的水泥(P·O型,普通硅酸盐水泥，含6～20%的混合材)。2.铁路混凝土宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,混合材料宜为矿渣或粉煤灰,不宜使用早强水泥.C30以下混凝土，可采用矿渣硅

8、酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合水泥。水泥特性中影响聚羧酸高性能减水剂与水泥的适应性的主要因素包括：（1）水泥熟料的化学组成；（2）石膏的形态和掺量；（3）水泥的细度；（4）混合材的种类与掺量；（5）水泥的碱含量；（6）水泥的放置时间