高性能混凝土原材料性能及质量要求

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1、高性能混凝土原材料性能及质量要求第一节、高性能混凝土概念高性能混凝土（HighPerformanceConcrete，简写HPC）是二十一世纪现代混凝土技术。高强度混凝土（HighStrongConcrete，简写HSC）不一定是高性能混凝土，而高性能混凝土包括高强度混凝土。一般认为C60以上高强度混凝土为高性能混凝土这是传统工艺的理解；我国混凝土专家冯乃谦教授认为：HPC是一种体积稳定性好、具有高耐久性、28d以后强度持续增加与良好工作性能的混凝土，耐久性是HPC重要技术指标。我理解为所谓高性能混凝土它不但应

2、具有均质性，还应具有高密度和体积稳定性。即“流动性、可塑性、稳定性、易密性”——满足输送和浇筑的流动性；不为外力作用产生脆断的可塑性；不产生分层、泌水的体积稳定性和易于浇筑振捣的密实性。高性能混凝土是采用混凝土正交设计来优化混凝土配合比，最好采用磁化水和优质的矿物掺合料及高性能聚羧酸液体减水剂复合，降低水泥用量，并以级配良好的粗、细集料拌合形成良好的工作性、低水胶比、低缺陷、高强耐久（耐冻性、耐磨性、耐腐蚀性），能够使混凝土后期强度持续增加，抑制碱集料反应的高性能混凝土。由于混凝土原材料来源广泛、生产工艺相对简

3、单，使混凝土微结构变得十分复杂；正如清华大学廉慧珍教授所言：“混凝土材料是用最简单的工艺制造的最复杂的人工材料”。由于原材料不能提纯，其物理化学反应复杂，对“人、材、机、法、环”具有十分敏感的依赖性，以致混凝土水化反应产物组成和微观结构的形成与发展非常复杂，而具有不确定性和不确知性，至今尚未能用任何函数能准确表达和计算。Mehta教授指出：“不要忘记，与人类社会一样，混凝土世界是非线性的，而且在非线性里还存在不连续性”。这就告诫我们：越是简单的工艺，越有管理和控制上的难度。我们必须转变观念，因为观念和认识转变，

4、有时比技术更重要。即由原来将粉煤灰、矿粉、硅粉、石灰岩粉等胶凝材料视为工业废弃物的陈旧观念转变为“混凝土性能调节型”材料观念，它们不是废弃物，而是混凝土不可或缺的宝贵资源。第二节、高性能混凝土胶凝材料和外加剂的性能及质量要求1、水泥（Cement）水泥是高性能混凝土中最关键的原材料，它是HPC强度主要来源，它是HPC主要影响因素，HPC质量稳定首先涉及到水泥。近几年我国为了拉动内需，2010年我国水泥产量总计18.68亿吨，混凝土产量36亿方左右，水泥产量约占世界60%，2011年预估将达到21亿吨。我国早也是

5、水泥材料最大的国家，这也带来很大的CO2排放问题。随着环保力度的加大，水泥生产受到了限制。同时，水泥产业因为利用前粉煤灰、矿渣、炉渣等工业废料，还享受国家减免税待遇，因此，我国水泥品种上，仍然以加入一定量的混合材的P·O42.5为主要为主要产品。2、外加剂在我公司目前主要大量使用混凝土减水剂有时冬季施工用防冻剂。混凝土减水剂可以是阴离子表面活性剂，本身不予水泥发生反应，而是通过表面活性剂的吸附-分散作用、润滑和润是作用，改善HPC的工作性和水泥石的内部结构及提高混凝土物理力学性能；使用聚羧酸液体高性能减水剂可以

6、降低混凝每方用水量20%~30%，混凝土强度提高20%~30%。外加剂按用途分类：（1）改善混凝土拌合物和易性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂和泵送剂等；（2）调节混凝土凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂和速凝剂等；（3）改善混凝土耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂和阻锈剂等；　　（4）改善混凝土其他性能的外加剂，包括加气剂、膨胀剂、防冻剂、着色剂、防水剂和泵送剂等；高性能混凝土的外加剂必须选用聚羧酸高效减水剂，因为聚羧酸高效减水剂是第三代液体减水剂，其性价比优于我公司目前使用第二代萘系列粉剂减水

7、剂。聚羧酸液体外加剂是制备高性能混凝土的关键，但不同聚羧酸外加剂有不同的特点，有的侧重减水，有的侧重保塑，有的侧重减少混凝土的黏聚性，因根据不同混凝土的具体要求和试验结果，选择适合的聚羧酸系外加剂。第三节高性能混凝土粗细集料性能及要求HPC骨料的选择，对于保证高性能混凝土的物理力学性能和长期耐久性至关重要，清华大学混凝土专家冯乃谦认为，要选择适宜的骨料配置高性能混凝土，必须注意骨料的品种、表观密度、吸水率、粗骨料强度、粗骨料最大粒径、粗骨料级配、浆骨比、砂率和碱活性组分含量等。图3-1普通混凝土是骨架密实结构（

8、OrdinaryPerformanceConcrete，简写OPC），是贫混凝土，混凝土坍落30~90mm，混凝土强度取决于骨料和浆体的粘结强度，因此规范要求骨料强度不小于混凝土强度1.5倍；而HPC是悬浮密实结构，骨料在混凝土成悬浮状态，混凝土的强度基本和骨料强度相关性不大，由图3-1可见，OPC由于离析和泌水，在骨料下面产生宽50~100um左右孔隙，骨料下面的孔隙，对混凝土强度、