【正文】 佳，更有研究資料表明，粉煤灰的最大摻量可達(dá)到 50%左右。由于客專隧道的襯砌和仰拱設(shè)計強度等級為 C30 或 C35，一般來說，為 滿足電通量要求和水膠比限值要求，混凝土的強度一般都是超強的。同時 ,根據(jù)減水劑性能及需求的減水需求來選擇合適的摻量。②提高了混凝土的強度 ,增大了彈性模量和混凝土的干縮 。(2)硅粉 (SilicaFume,簡寫 SF)又稱硅灰 ,是從生產(chǎn)硅鐵或硅鋼等合金所排放的煙氣中收集到的顆粒極細(xì)的煙塵。④粉煤灰延緩了水化速度 ,減小混凝土因水化熱引起的溫升 ,對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利 。大量的實踐證明 :摻用粉煤灰的混凝土 ,其長期性能可得到大幅度的改善 ,對延長構(gòu)筑物的使用壽命有重要意義。 此外 ,由于高性能混凝土水膠比低 ,水泥顆粒間距小 ,能進人溶液的離子數(shù)量也少 ,因此減水劑對水泥的適應(yīng)性表現(xiàn)更為敏感。硅粉是電爐法生產(chǎn)硅鐵合金所排放的煙道灰 ,SiO2 含量大于 90﹪ ,平均粒徑約 011μ m,比表面積 20220 ㎡ /kg,借助大劑量高效減水劑和強力攪拌作用 ,可以填充到水泥或其他摻合料的間隙中去 ,并且具有很高 ９ 的活性 ,在各種摻合料中對混凝土的增強作用最為顯著 ,是國際上制備超高強混凝土最通用的超細(xì)活性摻合料。在高性能混凝土中常用 的活性細(xì)摻合料有硅粉 (SF)、磨細(xì)礦渣粉 (BFS)、粉煤灰 (FA)、天然沸石粉 (NZ)等。 。由于高性能混凝土要求強度較高 ,就必須使粗集料具有足夠高的強度 ,一般粗集料強 ８ 度應(yīng)為混凝土強度的 115 倍～ 210 倍或控制壓碎指標(biāo)值＞ 10﹪。配制 C50～ C80 的混凝土用砂宜選用細(xì)度模數(shù)大于 的中砂 ,對 于 C80～ C100 的混凝土用砂宜選用細(xì)度模數(shù)大于 的中砂或粗砂。 (4）對高性能混凝土有抗凍或其他要求時，應(yīng)摻加引氣劑，以及其他有關(guān)的外加劑，如 阻銹劑等。 ７ (2） 高 效 減 水 劑 是 降 低 混 凝 土 中 水 灰 比 的 必須 材 料 ， 也 是 高 性 能 混 凝 土 不 可 或 缺 的 組 分。 其次，高性能混凝土的配制特點是低水膠比、摻加高效減水劑和礦物細(xì)摻料，故從組成 和配比來看，高性能混凝土還應(yīng)具有以下特點 : (1）水灰比（ W/C）≤ 0. 38 按照 R252。高性能混凝土良好的耐久性可以減少結(jié)構(gòu)的維修費用，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，收到良好的經(jīng)濟效益；高性能混凝土的高強度可以減少構(gòu)件尺寸，減小自重，增加使用空間； HPC良好的工作性可以減少工人工作強度，加快施工速度，減少成本。 (4).體積穩(wěn)定性。同時，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且摻入超細(xì)粉，基本上無泌水，其水泥漿的粘性大，很少產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。因此，高性能混凝土在組成和結(jié)構(gòu)上與普通混凝土應(yīng)有所不同，首先應(yīng)具有以下特點 [3]： (1).耐久性。雖然在不同的國家，不同的學(xué)者或工程技術(shù)人員，對 HPC 的理解有所不同。 (3)智能混凝土 智能混凝土是在混凝土原有的組分基礎(chǔ)上復(fù)合智能型組分，使混凝土材料具有自感知、自適應(yīng)、自修復(fù)特性的多功能材料，對環(huán)境變化具有感知和控制的功能。目前，高性能混凝土的發(fā)展有以下幾個方向： (1)綠色高性能混凝土 水泥混凝土是當(dāng)代最大宗的人造 材料，對資源、能源的消耗和對環(huán)境的破壞十分巨大，與可持續(xù)發(fā)展的要求背道而馳。人們開始考慮能否采用使用年限較長的高性 能混凝土結(jié)構(gòu)，例如使用年限不是 30～ 50 年而是 100 年。我國近年來在鐵路、公路、橋梁建設(shè)中、高層建筑及機場建設(shè)等工程中已廣泛應(yīng)用 C60 高性能混凝土； C80 混凝土也在工程中試點應(yīng)用。 [2] 因此，未來的混凝土必須從根本上減少水泥用量，必須更多地利用各種工業(yè)廢渣作為其原材料；必須充分考慮廢棄混凝土的再生利用，未來的混凝土必須是高性能的，尤其是耐久的。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產(chǎn)混凝土所消耗的能源和造成的污染相對較小或小得多，混凝土本身也是一種潔凈材料，但由于它的用量龐大，過度開采礦石和砂、石骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。這些混凝土工程施工難度大，使用環(huán)境惡劣、維修困難，因此要求混凝土不但施工性能要好，盡量在澆筑時不產(chǎn)生缺陷，更要耐久性好，使用壽命長。水泥混凝土與其他常用建筑材料如鋼鐵、木材、塑料等相比，生產(chǎn)能耗低、原料來源廣、工藝簡單，因而生產(chǎn)成本低，并具有耐久、防火、適應(yīng)性強、應(yīng)用方便等特點?？偠灾?，是一種高技術(shù)混凝土。 關(guān)鍵詞 :高性能混凝土 ,原材料 ,配合比 ,質(zhì)量控制 ,綠色混凝土 目 錄 引言 ??????????????????????????????????? 1 一、高性能混凝土產(chǎn)生的背景和研究現(xiàn)狀 ????????????????? 1 (一 )背景??????????????????????????? 1 (二 )研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向?????????????????????????? 2 二、高性能混凝土的性能研究和應(yīng)用分析 ???????????????? 4 (一 )高性能混凝土的概念??????? ??????????????????? 4 (二 )高性能混凝土的性能特點?????????????????? 5 三、高性能混凝土質(zhì)量與施工控制 ?????????????????? 7 (一 )高性能混凝土原材料及其選用??????????????????? 7 (二 )高性能混凝土的配合比設(shè)計????????????????????? 10 高性能混凝 土配制目標(biāo)和影響因素????????????? 10 高性能混凝土配合比設(shè)計????????????????????? 12 高性能混凝土配合比參數(shù)的選擇??????????????? 13 (三 )高性能混凝土的施工控制??????????????????????? 15 四、高性能混凝土的特點 ??????????????????????????????? 18 (一 )高耐久性能?????????????????????????????????? 18 (二 )高工作性能??????????????????????????????????? 19 （三）其他??????????????????????????????????????? 19 五、研發(fā)綠色高性能混凝土的必要性 ??????????????????? 20 六、高性能混凝土的發(fā)展前景 ????????????????????????? 21 七、結(jié)論 ??????????????????????????????????????? 23 八、參考文獻(xiàn) ???????????????????????????????????? 25 九、致謝 ?????????????????????????????????????????? 27 １ 高性能混凝土技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用初探 引 言 高性能混凝土（ HighPerformanceConcrete，簡寫為 HPC）是一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，它以高性能作為設(shè)計的主要指標(biāo)，具有高耐久性、高強度與高工作性能（高流動性、高粘聚性、高可澆筑性）。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界水泥產(chǎn)量已超過 13 億噸，折合混凝土不少于 40 億立方米。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，各種超長、超高、超大型混凝土構(gòu)筑物，以及在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的重大混凝土結(jié)構(gòu)，如高層建筑、 ２ 跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺、核反應(yīng)堆、有毒有害廢物處置工程等的建造需要在不斷增加。每用 1t 水泥，大概需要 以上的潔凈水， 2t 砂、 3t 以上的石子；每生產(chǎn) 1t 硅酸鹽水泥約需 石灰石和大量燃煤與電能，并排放 1tCO2，而大氣中 CO2 濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。實踐證明綠色混凝土可以徹底解決 城市垃圾和污泥問題，是保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)零污染最為有效的途徑。 （二）研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向 ３ 20 世紀(jì) 60 年代開發(fā)應(yīng)用高效減水劑后，使混凝土技術(shù)進入了高強度與高流態(tài)的新領(lǐng)域； 20 世紀(jì) 90 年代的粉體工程，進一步使混凝土進入了高性能時代。由于修復(fù)損壞的混凝土建筑物的費用昂貴，如以美國為例，每年劣化混凝土的維修費用達(dá) 2022 億美元之多，這使很多設(shè)計者意識到混凝土耐久性的重要性。針對不同環(huán)境類別的侵蝕作用，提出材料性能劣化的理論或經(jīng)驗?zāi)Ｊ?，并?jù)此估算結(jié)構(gòu)的使用壽命，成為發(fā)展和研究耐久性設(shè)計方法的主流。 (2)超高性能混凝土 超高性能混凝土，如活性粉末混凝土（ ReactivePowder concrete,RPC） ,其特點是高強度，抗壓強度高達(dá) 300MPa，且具有高密實性，已在軍事、核 電站等特殊工程中成功應(yīng)用。歐洲混凝土學(xué)會和國際預(yù)應(yīng)力混凝土協(xié)會將 HPC 定義為水膠比低于 的混凝土；在日本，將高流態(tài)的自密實混凝土（即免振混凝土）稱為 HPC；中國土木工程學(xué)會高強與高性能混凝土委員會將 HPC 定義為以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土。 （二）高性能混凝土的性能特點 耐久的混凝土必須能抵抗風(fēng)化作用、化學(xué)侵蝕、磨耗和其他破壞過程，這表示高 性能 混凝土不僅應(yīng)有高強度，而且應(yīng)具有高剛度，體積變化小，實際上不透水，氯離子難以滲 透，高彈性模量，收縮徐變小，熱應(yīng)變小等特點。坍落度是評價混凝土工作性的主要指標(biāo)， HPC 的坍落度控制功能好，在振搗的過程中，高性能混凝土粘性大 ，粗骨料的下沉速度慢，在相同振動時間內(nèi)，下沉距離短，穩(wěn)定性和均勻 性好。 ６ 在高性能混凝土中摻入礦物超細(xì)粉可以填充水泥顆粒之間的空隙，改善界面結(jié)構(gòu)，提高混凝 土的密實度，提高強度。高性能混凝土較高的強度、良好的耐久性和工藝性都能使其具有良好的經(jīng)濟性。概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價。所以配制高性能 混凝土?xí)r，水灰比不應(yīng)大于 。更重要的是能改善混凝土中水泥石與集料的界面結(jié)構(gòu)，使混凝土的強度、抗?jié)B性與耐久性均得到提高。砂的粗細(xì)程度對混凝土強度有明顯的影響 ,一般情況下 ,砂子越粗 ,混凝土的強度越高。宜選擇表面粗糙、外形有棱角、針片狀含量低的硬質(zhì)砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖碎石 ,級配符合規(guī)范要求。粗集料的線膨脹系數(shù)要盡可能小 ,這樣能大大減小溫度應(yīng)力 ,從而提高混凝土的體積穩(wěn)定性?；钚约?xì)摻合料是高性能混凝土必用的組成材料。礦渣是高爐煉鐵排出的熔融礦渣在高溫狀態(tài)下迅速水淬冷卻而成的 ,用于高性能混凝土的磨細(xì)礦渣細(xì)度大于水泥 ,能提高混凝土的工作性和耐久性。有時為減少混凝土坍落度的損失 ,在減水劑內(nèi)還宜摻有緩凝的成份。 (1)粉煤灰 ,粉煤灰是燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細(xì)微粉末 ,又稱“飛灰” (FlyAsh),其顆粒多呈球形 ,表面光滑。③粉煤灰和聚集在骨料顆粒周圍的氫氧化鈣結(jié)晶發(fā)生火山灰反應(yīng) ,生成具有膠凝性質(zhì)的產(chǎn)物 ,加強了薄弱的過渡區(qū) ,對改善混凝土的各項性能有顯著作用 。當(dāng)粉煤灰摻量較低時 ,只會對水泥早期水化熱有影響 ,但對 7d 齡期的水化熱幾乎沒有影響。硅粉的加入 ,對混凝土的性能的影響主要有 :①改善了新拌混凝土的粘聚性、保水性 ,提高了需水量 。在選擇減水劑時 ,應(yīng)使之與所用的水泥具有相容性 ,否則 ,容易影響混凝土的工作性能。 （二）高性能混凝土的配合比設(shè)計 1．高性能混凝土配制目標(biāo)和影響因素 １１ (1).設(shè)計思路有很大區(qū)別 在以往的配合比設(shè)計方法中，是按混凝土的強度等級要求計算水灰比，而現(xiàn)在則是按耐久性的要求，首先根據(jù)環(huán)境作用等級確定電通量指標(biāo)，由此來選擇水膠比、控制膠凝材料最小用量以及摻和料的比例。使用粉煤灰等礦物摻和料，并不是單純地考慮降低混凝土成本，首先是為了混凝土耐久性的需要，特別是可以 有效改善混凝土抵抗化學(xué)侵蝕的能力（包括氯化物侵蝕、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應(yīng)等）。以往工程僅在有抗凍要求時才考慮適當(dāng)提高混凝土的 含氣量，這是對混凝土耐久性的規(guī)律認(rèn)識不足的表現(xiàn)。 (4).電通量指標(biāo) 該指標(biāo)是客運專線對混凝土耐久性最重要、最具體的指標(biāo)?；炷?