【正文】 ............................................................................ 7 4 高性能混凝土的特點(diǎn) ............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 尤其中 近年來(lái)， 一種較新的混凝土技術(shù)正在快速發(fā)展并且運(yùn)用到許多實(shí)際工程項(xiàng)目中，那就是高性能混凝土。在眾多的 土木 工程 建設(shè) 中，混凝土 的應(yīng)用面之廣 ， 使用次數(shù)之多是很少見(jiàn)的。 隨著我國(guó)建筑向高層化、大型化、現(xiàn)代化的發(fā)展， HPC 必將成為新世紀(jì)的重要建筑工程材料。 ~ 1 ~ 第一章 引 言 從 1824 年波特蘭水泥發(fā)明開(kāi)始，混凝土材料至今已有 100 多年的歷史，以水泥為膠結(jié) 材的混凝土也取得了具大的發(fā)展， 由普通混凝土向高性能混凝土發(fā)展?；炷聊芊耖L(zhǎng)期作為最主要的 建筑結(jié)構(gòu)材料，其本身必須具有高強(qiáng)度、高工作性、高耐久性等性能 ，因此高性能混凝土是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，是混凝土的發(fā)展方向。處在惡劣環(huán)境下既有建筑不斷劣化、退化導(dǎo)致過(guò)早失效、退役甚至出現(xiàn)惡性事故造成巨大損失的嚴(yán)重后果 。傳統(tǒng)混凝土的原材料都來(lái)自天然資源。另一方面，由于混凝土過(guò)早劣化，如何處置費(fèi)舊工程拆除后的混凝土垃圾也給環(huán)境帶來(lái)威脅。 研究現(xiàn)狀 及發(fā)展方向 針對(duì) 混凝土的過(guò)早劣化，發(fā)達(dá)國(guó)家在 20 世紀(jì) 80 年代中期掀起了一個(gè)以改善混凝土材 料 耐久性為 主要目標(biāo)的“高性能混凝土”開(kāi)發(fā)研究的高潮，并得到了各國(guó)政府的重視。目前，高性能混凝土的發(fā)展有 以下幾個(gè)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(duì)資源、能源的消耗和對(duì)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。 (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(duì)環(huán)境變化具有感知和控制的功能。雖然在不同的國(guó)家，不同的學(xué)者或工程技術(shù)人員，對(duì) HPC的理解有所不同。高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉的配合使用，能夠有效的減少用 水量，減少混 凝土內(nèi)部的空隙，能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作 50～ 100年以上，是高性能混凝土應(yīng)用的主要目的。 。 高性能混凝土 具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。前蘇聯(lián)學(xué)者研究 發(fā)現(xiàn)用 C110~C137 的 高性能混凝土 替代 C40~C60 的混凝土，可以節(jié)約 15%~25%的鋼材和 30%~70%的水泥。在 高性能混凝土 的施工過(guò)程中，施工人員的技術(shù)水平有限，養(yǎng)護(hù)措施不到位，使 HPC的密實(shí)性和質(zhì)量不穩(wěn)定；在 高性能混凝土 的耐久性方面，由于 高性能混凝土 微管中水分的蒸發(fā)與凝聚而產(chǎn)生的收縮，使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，這對(duì) HPC的抗碳化、抗凍融循環(huán)作用以及抗氯離子擴(kuò)散等都是不利的， 高性能混凝土 的水泥 用量高，水灰比低，硬化后長(zhǎng)期處于水中時(shí)，水分通過(guò)微管擴(kuò)散到內(nèi)部，未水化的水泥粒子進(jìn)一步水化，產(chǎn)生微膨脹也會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生裂縫，為各種有害介質(zhì)滲透提供通道，給氯離子侵入、堿骨料反應(yīng)的發(fā)生和鋼筋銹蝕創(chuàng)造可能；在 高性能混凝土 的設(shè)計(jì)方面，由于 高性能混凝土 的后期強(qiáng)度增長(zhǎng)不及普通混凝 土，而且脆性大，需要特別注意。砂的粗細(xì)程度對(duì)混凝土強(qiáng)度有明顯的影響 ,一般情況下 ,砂子越粗 ,混凝土的強(qiáng)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(jí)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。活性細(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) ~ 5 ~ 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(shí)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(chēng)“飛灰” (Fly Ash),其顆粒多呈球形 ,表面光滑。③粉煤灰和聚集在骨料顆粒周?chē)臍溲趸}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(qiáng)了薄弱的過(guò)渡區(qū) ,對(duì)改善混凝土的各項(xiàng)性能有顯著作用 。當(dāng)粉煤灰摻量較低時(shí) ,只會(huì)對(duì)水泥早期水化熱有影響 ,但對(duì) 7d 齡期的水化熱幾乎沒(méi)有影響。硅粉的加入 ,對(duì)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(shí) ,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。 配合比 設(shè)計(jì)控制要點(diǎn) 在以往的配合比設(shè)計(jì)方法 中，是按混凝土的強(qiáng)度等級(jí)要求計(jì)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(jí)確定電通量指標(biāo)，由此來(lái)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(shí)才考慮適當(dāng)提高混凝土的含氣量，這是對(duì)混凝土耐久性的規(guī)律認(rèn)識(shí)不足的表現(xiàn)。 該指標(biāo)是客運(yùn)專(zhuān)線對(duì)混凝土耐久性最重要、最具體的指標(biāo)。混凝土的電通量主要取決于水膠比，通過(guò)大量試驗(yàn)得到規(guī)律，一般水膠比小于 2021 的要求，水膠比小于 ~ 7 ~ 量小于 1500的要求。 1%；骨料177。攪拌時(shí)間不宜少于 2min,也不宜超過(guò) 3min。應(yīng)對(duì)運(yùn)輸設(shè)備采取保溫隔熱措施 ,防止局部混凝土溫度升高 (夏季 )或受凍 (冬季 )?；炷恋娜肽囟纫话阋丝刂圃?5～ 30℃ (2)混凝土澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于 2m當(dāng)大于 2m時(shí) ,應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助輸送混凝土 ,保證混凝土不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。可采用插入式振動(dòng)棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等振搗設(shè)備振搗混凝土。若需變換振搗棒在混凝土拌合物中的水平位置 ,應(yīng)首先豎向緩慢將振搗棒拔出 , 然后再將振搗棒移至新的位置 ,不得將振搗棒放在拌合物內(nèi)平拖。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于 14天。 4 高性能混凝土的特點(diǎn) 高耐久性能 高性能混凝土的重要特點(diǎn)是具有高耐久性 , 而耐久性則取決于抗?jié)B性 。以上這些措施對(duì)于混凝土的抗凍融、抗中性化、抗堿 集料反應(yīng)、抗硫酸鹽腐蝕 ,以及其它酸性和鹽類(lèi)侵蝕等性能都能得到有效的提高。高性能混凝土的體積穩(wěn)定性表現(xiàn)在其優(yōu)良的抗初期開(kāi)裂性 , 低的溫度變形、低徐變及低的自收縮變形。高性能混凝土長(zhǎng)期的力學(xué)穩(wěn)定性要求其在長(zhǎng)期的荷載作用及惡劣環(huán)境侵蝕下抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及彈性模量等力學(xué)性能保持穩(wěn)定。綠色是綠色環(huán)保 ,人類(lèi)社會(huì)越發(fā)展 ,對(duì)綠色環(huán)保的要求越迫切。綠色 高性能混凝土的研究及使用 ,即保護(hù)了環(huán)境 ,又提高了混凝土的性能。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家 , 在工程建設(shè)中基本沒(méi)有維修費(fèi)用 ,工程費(fèi)用主要在新建工程 ,建國(guó)以來(lái) ,五、六十年代的工程量大 ,經(jīng)過(guò)幾十年的使用 ,可以說(shuō)需維修的工程量肯定也是巨大的 ,費(fèi)用是驚人的 ,因此 ,站在歷史的角度 ,站在發(fā)展的角度 ,研究混凝土高性能的意義巨大。上述這些都為綠色高性能混凝土的研究與應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。高性能混凝土 (HPC)具有下列特征 :(1)更多地節(jié)約熟料水泥 ,降低能耗與環(huán)境污染 。事實(shí)上 ,許多工程如大體積水工建筑、基礎(chǔ)等對(duì)強(qiáng)度要求不高 ,但對(duì)耐久性、工作性、體積穩(wěn)定性、低水化熱等有很高要求 ,都應(yīng)采用 HPC。納米混凝土、再生混凝土、免振搗自密實(shí)高性能混凝土等都是綠色高性能混凝土。有專(zhuān)家指出 , 作為建筑工業(yè)主要原料的水泥 ,實(shí)際上是一種不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。3)可持續(xù)發(fā)展 , 既要滿(mǎn)足當(dāng)代人的需求 ,又不危害后代人滿(mǎn)足其需要的能力。 文中提出的設(shè)計(jì)方法具有準(zhǔn)確 、 簡(jiǎn)捷 、 適用范圍廣及程序化的特點(diǎn)，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性 、 力學(xué)性及耐久性 。 隨著我國(guó)建筑基礎(chǔ)建設(shè)的不斷增強(qiáng)， HPC必將成為新世紀(jì)的重要建筑工程材料 。 感謝土木工程系的所有老師 !