高性能混凝土发展及若干关键技术问题.ppt

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1、高性能混凝土发展及若干关键技术问题郑州大学土木工程学院元成方ZhengzhouUniversity提纲混凝土及水泥浆体组成高性能混凝土的定义高性能混凝土原材料高性能混凝土配制方法高性能混凝土常见问题与对策水泥及水泥混凝土发展概要高性能混凝土工程应用水泥及水泥混凝土发展概要水泥及水泥混凝土发展概要火山灰砂浆水硬性石灰石膏浆石灰浆由煅烧石灰石制得的，在罗马、埃及、希腊中东等地区使用。埃及人在切奥帕斯(Cheops)的金字塔建筑中采用了石膏浆,它由煅烧不纯的石膏制得。古希腊和古罗马人用煅烧含有泥土夹杂物的石灰石生产出了水硬性石灰。由细磨的火山凝灰岩与石灰和砂子混合配制

2、成的高强度砂浆。罗马水泥天然水泥英国水泥波特兰水泥将粘土质石灰岩磨细后制成料球,在高温下煅烧,后磨细制成水泥。由化学成分接近现代水泥成分的水泥灰岩制成。将白垩和粘土混合后加水润湿磨成泥浆,而后煅烧磨细制成。将石灰石磨细,配合一定量粘土,掺水后以拌合均匀成泥浆,后煅烧磨细制成。水泥及水泥混凝土发展概要20世纪90年代20世纪50、60年代1909年1877年英国人ThomasCrampton获得了回转窑技术专利。托马斯·爱迪生(ThomasEdison)申请了一系列回转窑的专利。半干法和半湿法生产工艺的引入，预热器及预分解炉生产工艺的创新。特种水泥、生态水泥进入加

3、速发展阶段。水泥及水泥混凝土发展概要concrete古罗马万神殿拱顶火山灰混凝土罗马万神殿外观火山灰混凝土水泥及水泥混凝土发展概要中国最古老的“混凝土”甘肃省秦安县大地湾新石器时代遗址混凝土地坪“混凝土”由石灰、黄土和粗细集料配制而成。水泥及水泥混凝土发展概要18世纪中叶，钢筋加强混凝土由法国人LambotJL发明；1913年，回转窑烧制页岩陶粒轻集料混凝土开始在美国出现；1926年，由丹麦人雅各布森(Jacobsen)教授发明了多孔混凝土；20世纪70年代，高效减水剂和活性掺合料的开发和应用，使高强混凝土的制备技术进入新的阶段；20世纪90年代，全世界范围内掀

4、起高性能混凝土材料的研究热潮；随着对资源、环境与材料关系的认识的不断发展，具有环境协调性和自适应特性的绿色混凝土应运而生，自20世纪90年代以来，开展了广泛深入的研究。水泥及水泥混凝土发展概要混凝土及水泥浆体组成混凝土体积组成：水泥石：25%左右集料：70%以上孔隙和自由水：1%-5%水泥浆体界面过渡区集料硬化后的混凝土混凝土及水泥浆体组成硬化水泥浆体SEM照片C-S-H70%Ca(OH)220%钙矾石和单硫型水化硫铝酸盐7%未水化熟料的残留物和其他杂质3%水泥浆体组成Ca(OH)2钙矾石C-S-H混凝土及水泥浆体组成高性能混凝土的定义1986年挪威学者首先提出

5、高性能混凝土的研究。这是因为挪威盛产硅灰，掺硅灰大大提高了混凝土强度、抗渗性及耐久性。1990年5月，在美国马里兰州Gaithers-burg城由NIST和ACI主办了第一次关于HPC的国际研讨会，会议首次提出关于高性能混凝土的定义。我国从20世纪90年代初也很快引进了高性能混凝土这个概念，掀起了研究热潮，有关高性能混凝土的论文数不胜数，至今方兴未艾。高性能混凝土的定义力学性能耐久性工作性体积稳定性高性能混凝土混凝土强度和受力变形性能的总称。混凝土在所处工作环境下，长期抵抗内、外部劣化因素的作用，仍能维持其应有结构性能的能力。混凝土适宜于施工操作、满足施工要求的

6、性能的总称。混凝土初凝后，能抵抗收缩或膨胀而保持原有体积的性能。高性能混凝土的定义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。吴中伟院士高性能混凝土的定义高性能混凝土原材料水泥砂石水外加剂掺合料普通混凝土曾是主流，目前在民用建筑中仍在采用外加剂混凝土一级和沿海城市，70%以上高性能混凝土重大混凝土工程中已广泛采用高性能混凝土原材料宜选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，混合材宜为矿渣

7、或粉煤灰。有耐硫酸盐侵蚀要求的混凝土也可选用中抗硫酸盐硅酸盐水泥或高抗硫酸盐硅酸盐水泥。不宜使用早强水泥，一般情况下不得采用立窑水泥。水泥高性能混凝土原材料序号项目技术要求1比表面积≤350m2/kg（硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥）280µm方孔筛筛余≤10.0%（普通硅酸盐水泥）3游离氧化钙含量≤1.0%4碱含量≤0.80%5熟料中的C3A含量≤8%，氯盐环境下≤10%6氯离子含量不宜大于0.10%（钢筋混凝土）≤0.06%（预应力混凝土）注：1当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。2C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%

8、。水泥技术要求高性能混凝