【正文】 ......... 6 （三）高性能混凝土的施工控制 ..................................................................................... 6 四、高性 能混凝土的特點 ........................................................................................................ 8 （一）高耐久性能 ............................................................................................................. 8 （二）高工作性能 ........................................................................................................... 14 （三）其它 ....................................................................................................................... 14 五、綠色高性能混凝土 .......................................................................................................... 15 （一）研發(fā)綠色高性能混凝土的必要性 ....................................................................... 15 （二）綠色高性能混凝土的可行性 ............................................................................... 15 （三）綠色高性能混凝土的發(fā)展 ................................................................................... 16 六、高 性能混凝土的發(fā)展前景 .............................................................................................. 16 七、結(jié) 論 ................................................................................................................................ 17 參考文獻 .................................................................................................................................. 17 致 謝 ........................................................................................................................................ 18 1 高性能混凝土的研究與發(fā)展現(xiàn)狀 引 言 從 1824 年波特蘭水泥發(fā)明開始，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。處在惡劣環(huán)境下既有建筑不斷劣化、退化導(dǎo)致過早失效、退役甚至出現(xiàn)惡性事故造成巨大損失的嚴重后果 。另一方面， 2 由于混凝土過早劣化，如何處置費舊 工程拆除后的混凝土垃圾也給環(huán)境帶來威脅。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。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。 。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。砂的粗細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。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。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礦渣細度大于水泥 ,能提高混凝土的工作性和耐久 性。 (1)粉煤灰 ,粉煤灰是燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細微粉末 ,又稱“飛灰” (Fly Ash),其顆粒多呈球形 ,表面光滑。當粉煤灰摻量較低時 ,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。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。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）。 該指標是客運專線對混凝土耐久性最重要、最具體的指標。 1%；骨料177。應(yīng)對運輸設(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 )。可采用插入式振動棒、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。養(yǎng)護時間不少于 14天。以上這些措施對 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侵蝕等性能都能得到有效的提高。實際上，混凝土中適量的引氣，不僅能改善抗凍性，同時可顯著減輕混凝土的泌水性，使水在拌合物中的懸浮狀態(tài)更加穩(wěn)定，從而提高混凝土材料的均勻性和穩(wěn)定性。 （三）高性能混凝土的施工控制 。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝土時 ,必須采取有效措施控制原材料溫度 ,以保證混凝土的入模溫度滿足規(guī)定。（ 3）混凝土的澆筑應(yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進行 ,間隙時間不得超過 90min,不得隨意留置施工縫。 ?？?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。在《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》中明確規(guī)定，一般情況下，礦物摻和料摻量不宜小于膠凝材料總量的 20%，當大于 30%時，混凝土的水膠比不得大于 。以往多是以抗?jié)B性來評價混凝土的密實程度，但實踐證明，抗?jié)B試驗只適合于判定較低強度等級混凝土的密實性，當強度等級超過 C30后，抗?jié)B等級幾乎都能達到 P20以上，再往下試驗比較困難。 1%。 。采用插入式振搗器振搗混凝土時 ,宜采用垂直點振方式振搗。 除施工前嚴格進行原材料質(zhì)量檢查外，在混凝土施工過程中，應(yīng)對混凝土的以下指標進行檢查控制：混凝土拌合物：水膠比、坍落度、含氣量、入模溫度、泌水率、勻質(zhì)性。鐵路客運專線大力提倡使用粉煤灰、礦渣粉等礦物摻和料，與普通硅酸鹽水泥一起 作為膠凝材料。為適當提高混凝土的含氣量，并獲得較佳的減水和保塑效果，可使用新型聚羧酸鹽減水劑。 1%；外加劑177。 應(yīng)采取有效措施，保證混凝土在運輸過程中保持均勻性及各項工作性能指標不發(fā)生明顯波動。 4．振搗 。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養(yǎng)護為主 ,澆水養(yǎng)護為輔 ,使混凝土表面保持濕潤。再者高性能混凝土中摻加礦物質(zhì)超細粉后 ,混凝土中骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)孔隙能得到明顯的降低 ,而且礦物質(zhì)超細粉的摻加還能改善水泥石的 孔結(jié)構(gòu) , 使其≥ 100μ m的孔含量得到明顯減少 ,礦物質(zhì)超細粉的摻加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。國內(nèi)已有研究表明 ,對于外摻加 40%粉煤灰的高性能混凝土 ,不管是在標準養(yǎng)護還是在蒸壓養(yǎng)護條件下 ,其 360d齡期的徐變度 (單位徐變應(yīng)力的徐變值 )均小于同強度等級的普通混凝土 ,高性能混凝土徐度度僅為普通混凝土的 50%左右。我國人多地少 ,資源缺乏 ,同時也是世界上能源消耗的大國 ,以水泥和混凝土為例 ,我國水泥的年產(chǎn)量大約 9億噸 ,占世界水泥產(chǎn)量的三分之一 ,混凝土產(chǎn)量約 12億 m3,世界混凝土年產(chǎn)量大約 30億 m3,混凝土的大量使用 ,需要大量水泥 ,水泥的生產(chǎn)又極大地影響了環(huán)境 ,直接影響子孫后代的生活 ,所以綠色高性能的發(fā)展是事在必行。因 16 此 ,研發(fā)綠色高性能混凝土體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀 ,是利國利民 ,惠及子孫之事。因此 ,高性能混凝土本身就可成為綠色混凝土。建筑物在建造和運行的過程中需消耗大量的自然資源和能源 ,并對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。 通過摻入礦物微細粉和高性能化學(xué)外加劑的技術(shù)途徑來配制高性能混凝土，既可改善混凝土的性能，又能降低生產(chǎn)成本，有利于高性能混凝土的推廣應(yīng)用 。 在此論文的完成之際 ,首先 非常感謝 老師的關(guān)心與指導(dǎo)。 通過對高性能混凝土抗凍性能試驗研究可得出以下結(jié)論 ,混凝土的抗凍性主要與所引入的空氣含量 、 氣泡的質(zhì)量 、 混凝土強度和水膠比等因素密切相關(guān) ， 高性能混凝土的含氣量宜為 2%～ 4%， 這樣配制的混凝土具有 200次以上的抗凍性能 。因此 ,高性能混凝土的技術(shù)核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時 ,堅持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。例如日本跨海明石大橋基墩混凝土 (50萬 m3)要求高耐久性、高抗沖刷性與低升溫 ,而強度只要求 20MPa,使用的就是摻加了復(fù)合外加劑與復(fù)合細摻料的 HPC。 （三） 綠色高性能混凝土的發(fā)展 1997年 3月的“高強與高性能混凝土”會議上 ,吳中偉院士首次出“綠色高性能混凝土(GHPC) ”的概念 ,并指出 : GHPC是混凝土的發(fā)展方向 ,更是混凝土的未來。以粉煤灰為例 ,現(xiàn)已研發(fā)與使用的綠色高性能混凝土 ,絕大部分把粉煤灰作主要摻料 ,粉煤灰是工業(yè)廢料 ,如不很好利用 ,會對環(huán)境造成二次污染 ,在綠色高性能混凝土中采用粉煤灰 ,即解決了二次污染 ,又降低了混凝土的成本 ,同時提高了混凝土的性能 ,主要表現(xiàn)在提高了混凝土的耐久性和工作性。 15 五 、綠色高性能混凝土 （一） 研 發(fā)綠色高性能混凝土的必要性 1990年美國首先提出了高性能混凝土 ,得到了世界各國和專家的認可 ,法國政府組織包括政府研究機構(gòu)、高等院校、建筑公司等單位開展了高性能混凝土的研究。 （二）高工作性能 高性能混凝土具有良好的流變學(xué)性能 , 高流動性 ,不泌水 ,不離析 ,能在正常施工條件下保證混凝土結(jié)構(gòu)的密實性和均勻性 ,對于某些結(jié)構(gòu)的特殊部位 (如梁柱接頭等鋼筋密集處 )還可采用自流密實成型混凝土 ,從而保證該部位的密實性 ,這樣就可以減輕施工勞動強度 ,節(jié)約施工 能耗。 6．質(zhì)量檢驗控制 。振搗時應(yīng)避免碰撞模板、鋼筋及預(yù)埋件。應(yīng)采取適當措施防止水分進入運輸容器或蒸發(fā)。 2%；拌合用水177。目前我國尚無電通量試驗的國家標準，鐵路行業(yè)電通量試驗方法是以美國 ASTMC1202 快速電量測定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測指標可以最大程度地區(qū)分和評價混凝土的密實度，而密實度正是影響混凝土耐 13 久性最為關(guān)鍵的因素。國內(nèi)外的大量研究表明，粉煤灰的摻量在 20%以上時，改善混凝土耐久性的效果較佳，更有研究資料表明，粉煤灰的最大摻量可達到 50%左右。 12 四、高性能混凝土 的特點 （一 ）高耐久性能 高性能混凝土的重要特點是具有高耐久性 , 而耐久性則取決于抗?jié)B性 。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