高性能混凝土

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高性能混凝土范文第1篇

關鍵詞：高性能混凝土；耐久性；體積穩(wěn)定性

中圖分類號：TU375 文獻標識碼：A

一、高性能混凝土產生的背景

混凝土作為用量最大的人造材料，不能不考慮它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響。傳統(tǒng)混凝土的原材料都來自天然資源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的潔凈水，2t砂、3t以上的石子；每生產1t硅酸鹽水泥約需1.5t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的原因之一。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產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重影響環(huán)境和天然景觀。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。耐久和高強都意味著節(jié)約資源。“高性能混凝土”正是在這種背景下產生的。

二、高性能混凝土原材料及其選用

1.水泥。

在配置高性能混凝土配合比時，我們一般選用普通硅酸鹽水泥,這是為了有效控制混凝土的質量并發(fā)揮礦料的作用。應盡可能選擇那種水化速度較慢，水化發(fā)熱量較小的水泥。選擇水泥時不能以強度作為唯一指標，不能以為強度高的水泥就一定好。

2.骨料。

（1）細集料。宜選用質地堅硬、潔凈、級配良好的天然中、粗河砂,其質量要求應符合普通混凝土用砂石標準中的規(guī)定。

（2）粗集料。高性能混凝土必須選用強度高、吸水率低、級配良好的粗集料。宜選擇表面粗糙、外形有棱角、針片狀含量低的硬質砂巖、石灰?guī)r、花崗巖、玄武巖碎石,級配符合規(guī)范要求。另外,粗集料還應注意集料的粒型、級配和巖石種類,一般采取連續(xù)級配,其中尤以級配良好、表面粗糙的石灰?guī)r碎石為最好。

3.細摻合料。

配制高性能混凝土時,摻入活性細摻合料可以使水泥漿的流動性大為改善,空隙得到充分填充,使硬化后的水泥石強度有所提高。常用的活性細摻合料有硅粉(SF)、磨細礦渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。

4.外加劑

外加劑對混凝土具有良好的改性作用，摻用外加劑是制備高性能混凝土的關鍵技術之一。在混凝土中合理摻加具有減水率高、坍落度損失小、適量引氣，質量穩(wěn)定的外加劑產品能明顯改善或提高混凝土耐久性能。

5.礦物摻合料。

(1)粉煤灰,粉煤灰的水泥取代率對強度影響顯著,較好的早期強度和后期強度的水泥取代率應小于10%。

(2)硅粉，。硅灰對提高混凝土抗化學腐蝕性有顯著效果。

（3）磨細礦渣粉。礦渣的摻量要適度，一般在10～25之間。

6.拌合用水

如果使用符合國家標準的飲用水作拌合用水可不經檢驗，使用其他來源的水作拌合用水時，水的品質要經檢驗，符合標準才能用于混凝土。

三、配合比設計的基本原則和控制要點

1.設計思路有很大區(qū)別

在以往的配合比設計方法中，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，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。由于客專隧道的襯砌和仰拱設計強度等級為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。

2.膠凝材料用量及粉煤灰所占比例

在進行配合比參數(shù)設計時，為保證混凝土的耐久性，混凝土中膠凝材料總量應處在一個適宜范圍內，不僅有最低限要求，同時，對于C30及以下混凝土，膠凝材料總量不宜高于400kg/m3，C35～C40不宜高于450kg/m3。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。使用粉煤灰等礦物摻和料，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侵蝕的能力。國內外的大量研究表明，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。在《鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規(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0.45。

3.含氣量的要求

含氣量的要求也是客運專線高性能混凝土與普通混凝土的重要區(qū)別之一。客運專線規(guī)定，即使配制非抗凍混凝土時，含氣量也應不小于2%，并且作為施工質量控制的必檢項目之一。

4.電通量指標

混凝土的電通量主要取決于水膠比，通過大量試驗得到規(guī)律，一般水膠比小于0.5時基本可滿足電通量小于2000的要求，水膠比小于0.45時基本可滿足電通量小于1500的要求。

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;抗?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結構有關。由于高性能混凝土摻加了高效減水劑,其水膠比很低(≤0.38),水泥全部水化后,混凝土沒有多余的毛細水,孔隙細化,最可幾孔徑很小, 總孔隙率低;再者高性能混凝土中摻加礦物質超細粉后,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,而且礦物質超細粉的摻加還能改善水泥石的孔結構, 使其≥100μm的孔含量得到明顯減少,礦物質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。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、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。

（二）高工作性能

高性能混凝土具有良好的流變學性能, 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構的密實性和均勻性,對于某些結構的特殊部位(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。

（三）高強及體積穩(wěn)定性

高性能混凝土的體積穩(wěn)定性表現(xiàn)在其優(yōu)良的抗初期開裂性, 低的溫度變形、低徐變及低的自收縮變形。雖然高性能混凝土的水灰比比較低, 但是如果將新型高效減水劑和增粘劑一起使用, 盡可能地降低單方用水量, 防止離析,澆筑振實后立即用濕布或濕草簾加以覆蓋養(yǎng)護, 避免太陽光照射和風吹, 防止混凝土的水分蒸發(fā), 這樣高性能混凝土早期開裂就會得到有效的抑制。高性能混凝土有著良好的物理力學性能，且具有較高的強度和體積穩(wěn)定性。

（四）其它

高性能混凝土具有較高的韌性和長期的力學性能穩(wěn)定性。高性能混凝土的高韌性要求其具有能較好地抵抗地震荷載、疲勞荷載及沖擊荷載的能力,混凝土的韌性可通過在混凝土摻加引氣劑或采用高性能纖維混凝土等措施得到提高。高性能混凝土比摻加了硅粉的普通混凝土在用量上得到了顯著降低, 這對于大體積混凝土的溫控和防裂十分有利。高性能混凝土長期的力學穩(wěn)定性要求其在長期的荷載作用及惡劣環(huán)境侵蝕下抗壓強度、抗拉強度及彈性模量等力學性能保持穩(wěn)定。

五：結束語：

文中提出的設計方法具有準確、簡捷、適用范圍廣及程序化的特點，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性、力學性及耐久性。如今我國高性能混凝土發(fā)展形勢一片良好，但是要使高性能混凝土在建筑工程中推廣使用還需一個認識和實踐的過程。隨著我國建筑基礎建設的不斷增強，HPC必將成為新世紀的重要建筑工程材料。

參考文獻：

[1] 吳中偉.高性能混凝土[M].北京:中國鐵道出版社,1999.

高性能混凝土范文第2篇

【關鍵詞】高性能；混凝土；性能；評價

人們對混凝土耐久性的追求已越來越主動和自覺，甚至超過了過去對混凝土強度的追求，于是以高耐久性為核心內容的高性能混凝土便應運而生了。高性能混凝土的性能可分為混凝土拌和物性能和硬化后混凝土物理力學性能。

1 高性能混凝土拌和物性能及其評價

1.1 坍落度和坍落擴展度試驗

混凝土坍落度是評價混凝土工作性的常用方法，同樣也可以用于初步評價高性能混凝土的工作性。但是單靠坍落度不行，還應加坍落擴展度來評價混凝土拌和物的流動度。這種做法的合理性可以從流變學的角度得到充分闡述。坍落度和坍落擴展度試驗影響因素較大，如鐵板水平度和表面的含水量、坍落度筒上提的速度和垂直度、擴展度測量時間、擴展的均勻程度等因素有關。但坍落度試驗簡單易行，而且從坍落擴展的過程中，可以目測混凝土拌和物抗離析能力，故坍落度和坍落擴展度試驗可作混凝土拌和物初步評價。

1.2 流動性試驗

用L形流動儀做流動性試驗克服了坍落度試驗的不足，受人為因素影響較小，是衡量流動度的一個較理想的方法。試驗時把L形流動儀置于水平位置，混凝土拌和物裝入左側箱內，用抹刀抹平后上提隔板，量取2min混凝土流動的長度和坍落高度。

1.3 充填性試驗

對于免振搗自密實混凝土，充填性是混凝土拌和物的一個重要指標。它能夠衡量混凝土拌和物能否通過鋼筋稠密區(qū)，自動充滿整個模腔。

用U形儀做混凝土拌和物充填性試驗是被實際證明評價混凝土拌和物充填性最有效的方法。U形儀分左右兩腔，中間有距底板一定距離并設有一定間距的鋼筋的隔板分開。試驗時用擋板擋住間隙。將混凝土裝入左側箱內，裝滿后上提起擋板混凝土拌和物從底部間隙流過，測量2mim時兩側混凝土的高差。

1.4 抗離析性能試驗

混凝土拌和物抗離析性能可以通過．U形儀試驗后左右兩腔粗骨料的含量來判別。如果混凝土拌和物抗離析性能欠佳，先裝入的那一腔混凝土粗骨料會下沉，左右兩腔混凝土的粗骨料相對含量就會有較大差別，這樣就能判別混凝土拌和物的抗離析性能。

1.5 模型試驗

模型試驗是模擬實際工程中鋼筋最密集部位或間隙最小部位，制作模擬試驗模型，進行驗證性試驗。模型試驗可以是與現(xiàn)場條件完全一樣的模擬試驗，根據(jù)不同情況，也可以作與實際尺寸不一樣的模型。

2 硬化后高性能混凝土物理力學性能及其評價

硬化后高性能混凝土的物理力學性能可分為力學性能、體積穩(wěn)定性和耐久性。

2.1 力學性能

在混凝土中摻入超細礦物摻和料，不但對混凝土有增密作用，而且還能與界面上的Ca(OH)：進行二次反應，生成難溶的水化硅酸鈣凝膠，沉積在界面的孔隙內，降低Ca(OH)。的富集及定向排列，從而提高界面強度；同時，還有利于提高混凝土的抗?jié)B性。

2.1.2 試件尺寸效應

影響強度尺寸換算系數(shù)的原因很多，其中試模的尺寸精度對混凝土強度的影響最大，尤其是高強混凝土對強度的影響因素更敏感。我國的試模，大多是個體企業(yè)生產，產品很不規(guī)范。在混凝土試模標準未頒布以前，全國除少數(shù)國營企業(yè)生產的150mm×l50mm×150mm的新試模符合現(xiàn)行標準外，大多數(shù)新試模都不符合標準要求，而且少數(shù)國營企業(yè)生產的符合要求的試模因價格高而無人問津。而100mm×100mm×100mm的三聯(lián)試模，因剛度較大，合格率大大高于前者。我們認為高強混凝土強度換算系數(shù)低的原因是由于試模不標準所引起的。根據(jù)我們的試驗在一切符合標準條件的前提下，高強混凝土的強度換算系數(shù)有偏大的趨勢。

2.1.3 試驗機剛度

有試驗表明壓力試驗機的剛度，對測試高強混凝土的強度有顯著的影響，當混凝土強度越大，試驗機的剛度對其影響也越大。從國外的試驗數(shù)據(jù)看，試驗機的剛度越大，試驗數(shù)據(jù)的波動也越大，很難得出一個定量的結論。從我國使用的試驗機來說，試驗機的剛度越大，得到的強度就越低。

2.2 體積穩(wěn)定性

影響高性能混凝土體積穩(wěn)定性的主要因素是外加劑品種、水灰比和粗集料、水泥用量以及摻和料品種和摻量，這里著重粗集料含量、摻和料品種和摻量對高性能混凝土體積穩(wěn)定性的影響。

粗集料的含量對混凝土的收縮影響很大，用Hobbs模型就可以較好地說明這個問題。Hobbs模型把混凝土看作兩相即砂漿相和粗集料相。在高性能混凝土中，摻入一定量磨細摻和料，可以達到改善混凝土的收縮性能。是不同粉煤灰摻量的混凝土收縮曲線，粉煤灰摻量由20％增加到47％，混凝土的收縮減少了50％以上。硅灰對混凝土強度的貢獻很大，然而單摻硅灰，混凝土會產生很大的收縮，單摻硅灰，其摻量不應超過10％，而且水灰比不應低于0.23，根據(jù)有關試驗研究報道，在水膠比很低的情況下，單摻硅灰的混凝土仍然會產生很大的收縮。對于大體積混凝土，混凝土中心類似處于絕熱狀態(tài)，會因水泥水化放熱而使混凝土內部溫度上升。混凝土外部散熱較快時，就可能造成內外溫差而產生溫差應力，引起混凝土開裂。這是影響混凝土耐久性的重要因素之一。

2.3 耐久性

在嚴寒地區(qū)，混凝土受凍融循環(huán)的作用而破壞。凍融循環(huán)常常伴隨著其他有害介質如氯離子、硫酸根離子的侵蝕。因此抗凍性可間接地反映混凝土抵抗外界有害介質侵蝕的能力，被認為是混凝土耐久性指標之一。混凝土的各種破壞，幾乎都與水的滲透有關。高性能混凝土具有很高的密實度，用現(xiàn)行的壓力透水法是無法評價其滲透性的。當硅酸鹽水泥混凝土處在有侵蝕性介質的環(huán)境中時，侵蝕性介質會與水泥石中的Ca(OH)2和C-S-H的水化物發(fā)生反應，逐漸使混凝土破壞。當混凝土中使用含活性SiO2的集料時，磨細礦物摻和料對堿一集料反應也有抑制作用。

3 結束語

高性能混凝土是對傳統(tǒng)混凝土的重大突破,是一種環(huán)保型、集約型的新型材料.在節(jié)能、節(jié)料、工程經濟、勞動保護以及環(huán)保等方面都具有重要意義。

參考文獻

高性能混凝土范文第3篇

關鍵詞：高性能混凝土 耐久性 研究

隨著經濟的發(fā)展，人們對建筑結構的要求不斷提高，建筑工程技術也在迅速的更新、進步，建筑高度越來越高、結構體系越來越復雜，對混凝土的要求也越來越高，因此高性能混凝土的應用越來越廣泛。高性能混凝土的耐久性也成了人們考慮的重點之一，文章從高性能混凝土與普通混凝土的區(qū)別入手，分析了影響高性能混凝土耐久性的因素，并提出了提高高性能混凝土耐久性的措施，以供同行參考。

耐久性指的是混凝土結構在正常使用過程中，受到外部環(huán)境及內部因素的作用下，仍然能保證其工作性能的一種特性，也就是說在設計使用壽命內，抵抗外部影響因素及自身產生的破壞的一種功能。耐久性是一項綜合，包含很多方面的內容，比如抗凍性、抗侵蝕性、抗?jié)B性、抗碳化等，其中任何一項都性能都決定著混凝土耐久性。

1 高性能混凝土與普通混凝土的區(qū)別

高性能混凝土是在普通混凝土的基礎上發(fā)展起來的一種高技術混凝土，耐久性是其主要的設計指標。高性能混凝土與普通混凝土主要存在以下四個方面的區(qū)別。①特征指標不一樣。普通混凝土最基本的特征指標是強度，而高性能混凝土的首要特征指標是耐久性，另外，還同時兼顧強度、體積穩(wěn)定性、工作性能等。②材料組成不一樣。眾所周知，普通混凝土主要的組成材料為：水泥、粗骨料、細骨料、水，而高性能混凝土則增加了礦物摻合料與化學添加劑。③水膠比不一樣。普通混凝土的水膠比一般控制在0.4～0.8，而高性能混凝土的水膠比要求小于0.38，有的甚至達到0.2或者更小。④微觀結構不一樣。普通混凝土中的毛細孔體積占的比例高，混凝土密實性較差，而高性能混凝土由于水膠比小，又摻合了超細粉料，因此，毛細孔的數(shù)量大大減少，密實程度也大大的提高。

歸根結底，高性能混凝土與普通混凝土的區(qū)別還是在于二者的配合比不同，配合比設計的好壞直接關系到高性能混凝土的耐久性及其工作性能。

2 耐久性的影響因素分析

由于高性能混凝土的耐久性包含多方面的內容，本文僅對其抗?jié)B性、抗碳化性、抗凍性及抗侵蝕性進行粗略的分析。

2.1 抗?jié)B透性

實踐證明，混凝土的耐久性與其抗?jié)B性有很大關系，抗?jié)B性是評價混凝土耐久性的重要指標之一。抗?jié)B性是指混凝土在壓力水的作用下抵抗?jié)B透的能力。其抵抗水侵入混凝土內部的能力越強，表明其抗?jié)B性越好。而在實際大氣環(huán)境中，環(huán)境水都含有大量的腐蝕性物質，當這些物質進入混凝土內部將造成混凝土腐蝕及鋼筋銹蝕，嚴重影響了混凝土的耐久性。

2.2 抗碳化性能

混凝土碳化指的是混凝土中的水化產物與空氣中的二氧化碳發(fā)生化學反應，生成碳酸鹽的現(xiàn)象。碳化將導致混凝土強度、結構等發(fā)生變化，尤其是大大降低了混凝土的PH值，導致鋼筋腐蝕，從而嚴重影響到鋼筋混凝土結構的耐久性。

混凝土本身的密實程度及堿性儲備的大小直接影響到其抗碳化性。也就是說，混凝土的密實程度高，孔隙率小、抗?jié)B性能強，堿性物質的含量大，那么混凝土的抗碳化性能也就強，耐久性也就好；反之，則差。

2.3 抗凍性

抗凍性指的是混凝土在水飽和的狀態(tài)下承受反復凍融循環(huán)作用而仍然能保持其工作性能，不被破壞的功能。寒冷地區(qū)，往往由于凍融的影響，從而導致混凝土的性能降低，甚至破壞。抗凍性因可以間接的反映出混凝土的抗?jié)B性及抗冰晶壓力的能力，也是作為評定混凝土耐久性的重要指標。

由于在溫度極低的環(huán)境下，混凝土毛細孔內的水結冰，體積膨脹而產生壓力；其余的水則流向附近的毛細孔內，水在流動過程中，產生水壓力；在膨脹力及水壓力的作用下，混凝土結構破壞，我們將這種現(xiàn)象稱為混凝土的凍害。凍害除了會導致混凝土的結構組織劣化，還將會造成混凝土構件表面剝落與開裂。混凝土是硬化后的水泥漿與骨料組成成的含有脈細孔的材料。水膠比的大小決定了其孔隙率的大小及毛細孔的多少。因此，水膠比越低、養(yǎng)護越好的混凝土結構就越密實，其抗凍性也就越好。

2.4 抗侵蝕性

混凝土侵蝕主要是來源于環(huán)境中的Cl-與S042-。其中Cl-主要來源于外部環(huán)境（比如海水）或者是在混凝土的生產過程中參入了含有氯離子摻合料。當氯離子的含量過大時將會對鋼筋產生腐蝕作用，因此，應該盡量的避免采用含有氯離子的摻合料，或者提高混凝土的堿性，都可以提高其抗侵蝕性。

混凝土硫酸鹽侵蝕破壞是一個復雜的物理化學過程，機理十分復雜，其實質是外界侵蝕介質中的 S042-進入混凝土的孔隙內部，與水泥石的某些組分發(fā)生化學反應生成膨脹性產物，使混凝土表層開裂或軟化。 裂縫又助長了硫酸根離子的滲透，進一步加速了混凝土的破壞，使混凝土強度嚴重下降，耐久性喪失。 根據(jù)結晶產物和破壞形式的不同，硫酸鹽侵蝕破壞可分為兩種類型：鈣礬石膨脹破壞和石膏膨脹破壞。

3 提高高性能混凝土耐久性的措施

3.1提高骨料質量

高性能混凝土已經成為混凝土發(fā)展的方向與趨勢，而高性能混凝土的發(fā)展必須要求高質量的砂石材料作保障。若砂石材料的質量差、離散性大，那么高性能混凝土也就得不到很好的發(fā)展。

骨料的粒徑、顆粒形狀、表面結構與礦物成分對界面區(qū)的水泥石顯微結構都有顯著的影響，高性能混凝土由于其水泥石強度很高，水泥石與骨料的結合力很強，其破壞斷面中的骨料幾乎都遭到破壞，骨料的巖石抗壓強度就成為高性能混凝土強度的一個制約因素。 在選擇粗細骨料時，注意骨料的品種、表觀密度、吸水率、粗骨料的強度、最大粒徑、級配、體積用量，砂率、堿活性組分等。

3.2 摻入高效活性礦物超細粉

由于高性能混凝土其水膠比很小，因此，其中有一部分水泥不能水化，而只能夠起到填充的作用，那么我在進行高性能混凝土配合比設計時就可以采用高效活性礦物超細粉來置換一部分水泥，這些活性礦物超細粉又可以與膠凝材料發(fā)生化學反應，其生成物對水泥石孔結構起填充作用，提高水泥石的密實度，改善水泥石與粗骨料間的界面結構，提高了混凝土的強度、耐久性以及工作性能，改善了其抗?jié)B性、抗化學腐蝕性，可減少坍落度損失和水化放熱量，減少鋼筋銹蝕。目前，經常被人們采用的活性礦物超細粉主要有以下幾種：優(yōu)質粉煤灰、沸石粉、磨細礦渣、硅粉等。

3.3 摻入高效減水劑

在保證混凝土施工所需要的流動性的前提下，降低水膠比，盡量的減少水的用量，可以降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密實度，從而提高其耐久性。使用高效減水劑便可以達到次目的，可以在保證混凝土的工作性能滿足要求的同時，能夠大量的減少拌合用水量。

我們又將高效減水劑稱之為超塑化劑，它比普通減水劑的減水效率更高。混凝土攪拌時，將產生一種絮凝狀結構，其中包裹著大量的水，從而導致了新拌混凝土的性能下降。當加入高效減水劑后，水泥和超細粉的粒子，就會吸附高效減水劑的分子，在表面形成擴散雙電子層的離子分布，使水泥粒子在靜電斥力作用下分散，有效的阻止其絮凝結構的產生，可以在低水膠比的條件下，提高混凝土的流動性。許多研究表明，當混凝土的水膠比低于0.38時，便可以有效消除混凝土中的毛細孔隙，而加入高效減水劑，將混凝土的水膠比控制在0.38以下是完全可以實現(xiàn)的。

高性能混凝土范文第4篇

【關鍵詞】特大橋 海工混凝土 耐久性 淺談 應用

1 陳家貢灣特大橋混凝土結構布置和耐久性設計

1.1 陳家貢灣特大橋混凝土結構布置 陳家貢灣特大橋孔數(shù)―孔徑（孔―米）為60―30m，為裝配式預應力混凝土連續(xù)T梁橋，橋梁上部結構：六孔一聯(lián)、全橋共十聯(lián)，行車道板與橋面鋪裝采用剪力鋼筋連接；橋梁下部結構：橋墩采用雙懸臂預應力薄壁墩，墩柱為主截面3×1.5米的帶豎肋矩形截面，基礎采用柱式臺、樁基礎或重力臺、擴大基礎。混凝土設計強度根據(jù)不同部位在C35～C50之間。

1.2 陳家貢灣特大橋附近海域氣象環(huán)境 陳家貢灣特大橋地處東亞季風比較發(fā)達的黃海之濱，受季風和海洋氣候的影響，四季變化比較明顯，屬南溫帶濕潤季風氣候類型：夏季空氣濕潤，雨量充沛；冬季氣候干燥，時長稍寒。多年年平均最低氣溫為9.1℃、最高氣溫為15.9℃。最熱出現(xiàn)在八月，月平均氣溫為25℃，最冷出現(xiàn)在一月，月平均氣溫為-4.5℃。年平均相對濕度為72%，累年全年蒸發(fā)量平均為1462.2毫米，其中全年以五月份為最高，累年平均達到180.1毫米，一月最小，僅為54.8毫米，海區(qū)全年鹽度一般在15.00～34.00‰之間變化，屬強混合型海區(qū)，海洋環(huán)境特征明顯。

2 提高海工混凝土耐久性的技術措施

提高海工耐久性混凝土的主要技術措施有：

2.1 海工耐久性混凝土 其技術途徑是采用優(yōu)質混凝土礦物摻和料和聚羧酸高效減水劑復合，配以與之相適應的水泥和級配良好的粗細骨料，形成低水膠比，高密實、高耐久的混凝土材料。

2.2 提高混凝土保護層厚度 這是提高海洋工程鋼筋混凝土使用壽命的最為直接、簡單而且經濟有效的方法。但是保護層厚度并不能不受限制的任意增加，當混凝土保護層過薄時，易形成裂縫等缺陷使保護層失去作用，鋼筋過早銹蝕，降低結構強度和延性；當保護層厚度過厚時，由于混凝土材料本身的脆性和收縮會導致混凝土保護層出現(xiàn)裂縫反而削弱其對鋼筋的保護作用。

2.3 混凝土保護涂層 完好的混凝土保護涂層具有阻絕腐蝕性介質與混凝土接觸粘結的特點，其于砼粘結力不小于1.5Mpa，并且與砼表面的強堿性相適應，延長混凝土和鋼筋混凝土的使用壽命。然而大部分涂層本身會在環(huán)境的作用下老化，逐漸喪失其功效，一般壽命在5～10年，只能作輔助措施。

2.4 阻銹劑 阻銹劑通過提高氯離子促使鋼筋腐蝕的臨界濃度來穩(wěn)定鋼筋表面的氧化物保護膜，其品質對混凝土的主要物理性能、力學性能無不利影響，從而延長鋼筋混凝土的使用壽命。但由于其有效用量較大，作為輔助措施較為適宜。

4 陳家貢灣特大橋高性能混凝土原材料耐久性

4.1 試驗用原材料及其物理化學性能

4.1.1 水泥 試驗中采用了P.Ⅱ52.5，有關性能參數(shù)見下表。

4.1.2 高爐磨細礦渣（S95）

高爐磨細礦渣（S95）的有關性能參數(shù)見表

4.1.3 硅粉

硅粉的有關性能參數(shù)見表

4.1.4 粗骨料

混凝土配制試驗用石為5～25mm連續(xù)級配碎石。

4.1.5 細骨料

混凝土配制試驗用砂檢驗結果如表

4.1.6 減水劑

試驗采用HSN-A聚羧酸高性能混凝土減水劑。

4.1.7 拌和用水

飲用水。

4.2 試驗方案和主要試驗方法 從高性能海工混凝土的基本要求出發(fā)，在原材料的優(yōu)選試驗中，以混凝土的坍落度和擴展度評價混凝土的工作性，以抗壓強度等評價混凝土的物理力學性能，以混凝土的電通量和氯離子擴散系數(shù)（自然擴散法）試驗結果評價混凝土的抗氯離子滲透性能，并以耐久性能為首要要求。

試驗中所采用的主要試驗方法有：

4.2.1 坍落度、擴展度 混凝土的坍落度、擴展度按《新拌混凝土性能試驗方法》GBJ80-85測定。

4.2.2 抗壓強度 混凝土的抗壓強度按《普通混凝土力學性能試驗方法》GBJ81-85測定。

4.2.3 混凝土的抗凍性能 試驗參照《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法》（GBJ82-85）進行。

4.2.4 混凝土的電通量和氯離子擴散系數(shù)快速試驗 NEL-PER型混凝土電通量測定儀來評價混凝土抵抗氯離子滲透能力的標準。試驗儀器采用北京耐爾NEL-PER型混凝土電通量測定儀。通過在￠95×50mm的混凝土試樣兩端施加60V的直流電壓，通過檢測6hrs內流過的電量大小來評價混凝土的滲透性。

用RCM-DH型氯離子擴散系數(shù)測定儀測定混凝土氯離子擴散系數(shù)的試驗方法，RCM法參照DuraCrete非靜態(tài)電遷移原理制定，定量評價混凝土抵抗氯離子擴散的能力，本方法適用于骨料最大粒徑不大于25mm的試驗室制作的或者從實體結構取芯獲得的混凝土試件。將標準養(yǎng)護28天的混凝土試件浸泡于質量濃度為3.0%的NaCl溶液中至指定齡期后，用混凝土切割機將混凝土試件切割成直徑=100±1mm，高=50±2mm的試件。將試件放入電解槽的夾具中，注入1L 0.2mol/L KOH正極溶液與1L含5% NaCl的0.2mol/L KOH負極溶液，用測試機主機電源進行電遷移過程，劈開試件，用0.1mol/LAgNo3溶液測定顯色深度，最后用軟件計算混凝土試件的氯離子擴散系數(shù)。

4.3 混凝土配合比設計 試驗主要研究C40和C50高性能海工混凝土的性能

4.4 高性能混凝土性能試驗結果及分析 混凝土的物理力學性能試驗結果，常規(guī)耐久性能試驗結果

高性能海工混凝土的氯離子擴散系數(shù)和抗凍性能

高性能海工混凝土與普通混凝土相比較，具有優(yōu)良的工作性能、相近的物理力學性能和優(yōu)異的耐久性能，尤其是其耐海水腐蝕性能，混凝土氯離子擴散系數(shù)可小于3.0～1.0E-12m2/s

參考文獻：

1.江見鯨主編.混凝土結構學，中國建筑工業(yè)出版社，1998

2.袁國干主編.配筋混凝土結構設計原理.同濟大學出版社，1990

作者簡介：

高性能混凝土范文第5篇

關鍵詞：高性能；混凝土；配合比；設計方法

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

前言

本文對于高性能混凝土（英文簡稱HPC）的配合比的設計方法進行了研究和探索，對于能對配制高性能混凝土產生影響的關進因素及其控制方法，還有在其施工過程中的相關質量控制的有力而關鍵的措施進行了深入探討，期待對于這些的研究能夠起到拋磚引玉的作用，從而為該領域的技術提升作出一定的貢獻。

1 高性能混凝土的概念和意義

作為一類新型的高技術混凝土，高性能混凝土是通過對于普通混凝土的性能的基礎之上，對于現(xiàn)代混凝土技術的制作上進行大幅度提升和制作的混凝土。它的主要設計指標是以耐久性為其基本原則。對于不同用途而產生的不同要求，在工作性、耐久性、強度、適用性、經濟性和穩(wěn)定性的體積等作為性能主要的特點，加強并且重點予以保障。在配置上，高性能混凝土采用低水膠比，并且使用非常優(yōu)質的原材料，還有就是一定要保證高效的外加劑和礦物細摻量的足夠數(shù)量的摻入。

2 高性能混凝土獨特的性能特征

和普通的混凝土相比起來，高性能混凝土具有一些獨特的優(yōu)勢和性能，這就是以下要分析的內容：

（1）具有高抗?jié)B能力和相當?shù)膹姸龋歉咝阅芑炷敛灰欢ň褪歉邚姸鹊模秃椭袕姸鹊囊部梢浴?/p>

（2）具有良好的工作性是高性能混凝土的又一主要特征。混凝土的拌合物，要求具有比較高的流動性，并且在成型的過程中不離析和不分層，非常易于充滿模型；自密實混凝土和泵送混凝土都具有非常良好的自密實性能和可泵性。

（3）高性能混凝土的使用壽命，一般比較長久。在一些特殊護理工程中的特殊位置，耐久性才是對于結構設計進行控制的主因素，而不是人們一般認為的混凝土的強度。高性能混凝土應用的主要目的，就在于它們能使混凝土的結構安全，非常可靠的達到50～100年以上，這個作用非常了不起。

（4）具有比較高的體積穩(wěn)定性是高性能混凝土具有的又一重大優(yōu)勢，這就體現(xiàn)在其硬化初期，混凝土就有著比較低的水化熱，在硬化的后期則收縮變形會比較小。

總體來說，能夠對于施工工藝要求和結構功能要求進行更好的滿足的混凝土，就是高性能混凝土。它能對于混凝土的使用壽命進行最大程度和限度的有效延長，從而對于工程的造價進行大力降低和縮減。

現(xiàn)代科技和生產的快速發(fā)展，各種類型的較高、較長并且超級大型的混凝土的構筑物，還有一些在非常嚴酷環(huán)境下要使用到的重大的混凝土結構一高層建筑和跨海大橋等，都屬于這個范疇。這些不斷增加的建筑需要，并且施工的難度非常大、環(huán)境又十分險惡，維修起來更是困難重重，這對于混凝土來說要求更高，要求施工的性能不但要好，盡量對于澆筑不產生一些不利和消極的缺陷影響，而且更加要求其使用壽命要長，耐久性要非常好。

3 高性能混凝土配比的設計原則分析

對于高性能混凝土來說，其配合比設計要比普通混凝土重要多了。因為它有傳統(tǒng)混凝土所沒有的低水膠比和總用水量。所以，高性能混凝土的配合比的設計，一定要對于其耐久性和強度進行充分考慮，并且綜合原材料的用水量、砂率、水膠比和性能等各類因素，并且遵循和秉持綜合設計來作為基本原則進行展開。

3.1對于配置強度原則的確定

因為要以強度為要求進行滿足為出發(fā)點，混凝土的試配強度，一般必須比設計強度要高。我國目前對于高性能混凝土的配合比的確定，其中的預期抗壓強度的標準依然以《普通混凝土配合比設計規(guī)程》中的規(guī)定為藍本和依據(jù)。在沒有標準差數(shù)值和可靠的強度統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時候，對于配制混凝土的強度的標準，至少不能比設計強度的1.15倍還要低。

3.2對于適度的水膠比的確定

制備高性能混凝土的一個重要的前提條件，就是比較低的用水量和相對高的水泥用量，但是超過臨界值的水泥用量，不一定就能對抗壓強度的提高非常有利，甚至還會產生降低強度的反作用。如果要用到液體外加劑，在水膠比重就應當對于高效減水劑中的水進行充分而適當?shù)目紤]。

3.3對于低用水量原則的堅持

對于高性能混凝土工作性的條件，應當予以很好的滿足。同時，需要對于用水量進行最大限度的減少，從而對于混凝土的干縮起到一定的抑制作用，并且對于水泥石界面和骨料的粘結力，以及混凝土和鋼筋之間的握裹力產生相對的作用。

3.4掌握適當?shù)纳奥室卜浅Ｖ匾?/p>

對于混凝土的工作性有重要影響的就是砂率。比起中低強度等級的混凝土來說，高性能混凝土的粗谷料的用量更加多一些。水膠比不同的情況下，高性能混凝土的最優(yōu)砂率也不盡相同。在一般情況下，要使強度能呈現(xiàn)增長的態(tài)勢，就必須增加混凝土的砂率，彈性模量也能因此而呈現(xiàn)出下降的趨勢。這個砂率的配比控制，需要根據(jù)粗細骨料的顆粒級配、膠凝材料的總用量和泵送的要求等這些系列因素，從而做出選擇和決定。

3.5把握好摻合料用量和高效減水劑的優(yōu)化原則

對于摻合料和高效減水劑來說，它的優(yōu)化原則包含了兩個含義：①摻合料和高效減水劑用量的優(yōu)化；⑦對于不同的摻合料的用量進行的優(yōu)化。因為相對比較低的化學活性，粉煤灰對于混凝土初期的強度影響，一般比較大，在摻量比較高的情況下更是如此。為了對于這個缺陷進行相應的彌補，對于粉煤灰加入之后，就要在復合活性比較高的超細礦的渣粉，從而對于火山灰效應進行相應的提高，并且對于體系里的微粒之間的化學誘導和交互進行有效的激發(fā)，這樣也能對于分體的化學活性進行相應的提高。對于礦渣粉和粉煤灰進行復摻后，有一定的互補作用到混凝土的強度上，從而產生出其他的單一材料所無法達到和具有的優(yōu)良效果，并且能夠發(fā)揮出更大的優(yōu)勢效果來。

4 對于高性能混凝土配合比設計方法的探究

因為對于其性能產生影響的因素比較多，所以高性能混凝土的組分也十分復雜。在目前對于其理解還存在一定的差距的情況下，對于它的配比也就沒有相應統(tǒng)一而且成熟的方式方法。國內外在該領域的研究，大致分為以下幾類：

4.1美國混凝土協(xié)會的方式

美國混凝土協(xié)會提出的方法是，對于摻粉煤灰的高強混凝土進行相應的優(yōu)化和配合比的設計的方案。這個方法對于普通容重的非引氣混凝土非常適用，一般在一些不同膠凝材料的用量和比例進行試驗和采用，從而最終獲取最佳的配合比來。

4.2法國國家路橋試驗室的方式

因為對于高性能混凝土的研究，法國路橋中心已經處于世界前沿地位。他們的配合比設計方法以大量在模型材料上進行的試驗，并且用膠接料漿體來進行相應的流變試驗，同時用砂漿來進行需要的力學試驗，這個模式對于配合比設計的過程中所需要的試驗次數(shù)和時間，都進行了極大的壓縮，并且收到了非常好的效果。

此外，還有包括英國的Domone PLI等方法、Aitcin PC和Mehta PK方法、保羅米修正法、全計算法和其他類型的設計方式，各自呈現(xiàn)不同的特點，在此不再進行一一贅述。

5 結束語

從目前配合比設計方法的研究現(xiàn)狀來進行分析，高性能混凝土的相關知識和實踐還基本上停留在理論研究和實驗室的階段，對于這些的研究還應該進一步深入和系統(tǒng)的進行分析和總結。針對高性能混凝土在生產過程中影響質量的因素多和組分比較多等問題，通過計算機語言的采用和有關的數(shù)學模型的建立，就能夠對于其配合比的優(yōu)化設計進行很好的實現(xiàn)。雖然會存在因為沒有充足的現(xiàn)存數(shù)據(jù)量而導致了一定的實用局限性，計算機的大力發(fā)展和在此領域的應用填補了這個缺憾，也成為高性能混凝土配合比設計的一個重點發(fā)展方向，追求環(huán)保節(jié)能是整個行業(yè)發(fā)展的大趨勢，希望高性能混凝土也能走上這條綠色可持續(xù)發(fā)展的道路上來。

參考文獻

[1] 張福鋒. 高強、高性能混凝土的生產及其施工質量管理[J]. 科技創(chuàng)新導報. 2009(01)