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高性能混凝土范文1
摘要：文章介绍了高性能混凝土的发展现状及其在交通工程中的应用，
关键词：高性能混凝土;施工;养护
Abstract: the article introduces the current situation of the development of the high performance concrete and the application in the traffic engineering,
Keywords: high performance concrete; The construction; maintenance
1引言
随着建筑事业的蓬勃发展和建筑技术的快速进步，混凝土在工程中获得了更加广泛的应用，但普通混凝土在耐久性方面已出现了许多问题，种种工程事故，使人们认识到在结构设计时，对使用材料的耐久性应像力学性质一样予以仔细考虑。城市建设、建筑工程、地下及水下工程、海洋开发与核能工程等，都需要大量混凝土，在许多特种结构中，对混凝土的性能提出更高的要求。进入20个世纪90年代以后，高效减水剂和超细矿物质掺合物的应用，使混凝土进入了高科技时代，能按材料科学的观点与方法，根据要求设计其性能，又有客观工程要求，因此，高性能混凝土（简称HPC）就自然而然地提出来了。
高性能混凝土是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。我国著名的混凝土科学家、中国工程院院士吴中伟教授对高性能混凝土的定义为：高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土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，针对不同用的要求，对下列性能有重点地予以保证，即耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
2HPC的特点
高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。
高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。
高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。
配制高性能混凝土的特点是低水胶比并掺有足够数量的矿物细掺合料和高效减水剂，从而使混凝土具有综合的优异的技术特性，但由此也产生了两个值得重视的性能缺陷：（1）自干燥引起的自收缩；（2）脆性。
概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。
3HPC在交通工程中的应用
3.1HPC在公路中的应用
高性能混凝土具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。
高性能混凝土是以耐久性为主要指标，同时要具有高强、高早强、高施工性（高流动、高粘聚性、高可浇注性）等优异性能。其配制的基本思想是：通过对原材料进行选择，优化混凝土配比，掺入复合高效外加剂，同时掺入一些经过处理工业废料如硅灰、粉煤灰、矿渣等，并从混凝土拌和物的流动性、施工工艺方面考虑，以获得高流态、低离析、质量均匀的高强混凝土。同时其耐久性要大大好于普通混凝土。但如果能从改变公路混凝土的施工工艺出发，不采用滑模摊铺施工，而采用高流态（接近自流平），坍落度达240-270mm的混凝土来施工，则该方法进一步丰富了公路高性能混凝土的内涵，其带来的经济效益和社会效益将是不可估量的。
3.2HPC在桥梁中的应用
高性能混凝土广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有广泛的应用性，具有易于浇注、捣实而不离析、高超的、能长期保持的力学性能，早期强度高，韧性高和体积稳定性好，在恶劣的使用条件下寿命长、高强度、高流动性与优异的耐久性。推广高性能混凝土在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：①跨径更长；②主梁间距更大；③构件更薄；④耐久性增强；⑤力学性能加强。
4影响HPC性能的因素及HPC需要养护的原因
4.1影响HPC性能的因素
4.1.1温度的影响
养护温度对普通混凝土和高性能混凝土的强度影响很大。高温加速了混凝土的水化过程。浇筑温度和养护温度越高，混凝土的极限强度越低，养护温度越高，混凝土早期强度越高。低温养护的混凝土具有相对均匀的微结构，特别是混凝土空隙的分布较均匀。虽然在较低温度养护不能获得较高的早期强度，但最终导致高的极限强度。控制养护期间混凝土的温度是重要的，特别是在炎热天气下。
4.1.2湿度的影响
Spears认为，当混凝土内部相对湿度RH小于80%时，水泥水化将停止。养护环境相对湿度越低，混凝土水份散失的速率越快。同普通混凝土相比，高性能混凝土拌合物泌水少，粘聚性大。泌水蒸发很快使高性能混凝土更易于产生塑性收缩裂缝，而且通常在混凝土初凝时就产生塑性收缩裂缝。
4.1.3养护时间的影响
养护时间对混凝土的长期性能有显著影响。对一给定的水灰比，混凝土强度随着龄期的增长而增加。从理论上说，水份迁移从毛细形为转为扩散以后，养护就可以停止。从毛细行为到扩散，混凝土中水份损失的转变时间取决于混凝土的配合比，环境条件和暴露面的面积与混凝土构件的体积比。
4.2HPC需要养护的原因
高性能混凝土与普通强度混凝土普通混凝土比有一个更低的水灰比，混凝土产生自干燥的倾向，为防止自干燥导致混凝土早期较大的收缩，应保证湿养供水或涂养护剂，甚至采用内养护。
高性能混凝土中一般都掺有矿物外加剂，有必要通过较长时间的湿养护，保证混凝土性能的正常发展。
为了缩短施工工期，加快模板周转，使用高强度等级，高早强水泥，易使混凝土养护不充分。
现代建筑结构的发展，超高层建筑结构和异型建筑结构很难保证充足的供水养护。当前，混凝土的养护机理需要研究．混凝土养护也需要管理和控制，就某建筑工程而言，很难确定混凝土养护是否到位，目前还没有标准可参考，而且现场养护技术也是混凝土迫切需要解决的施工技术难题。
5HPC的养护方法
高性能混凝土早期强度增长较快,一般3天达到设计强度的60%,7天达到设计强度的80%,因而,混凝土早期养护特别重要。通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主,浇水养护为辅,使混凝土表面保持湿润。养护时间不少于14天。不能直接在新浇筑混凝土暴露的表面使用水。为了方便，将高性能混凝土的整个养护过程分为两个阶段，初期养护和湿养护。初期养护应在新拌高性能混凝土浇筑以后立即开始，湿养护在混凝土终凝后开始。
5.1常规养护
混凝土养护要注意湿度和温度两个方面。养护不不仅是浇水保湿，还要注意控制混凝土的温度变化。在湿养护的同时，应该保证混凝土表面温度与内部温度和所接触的大气温度之间不出现过大的差异。采取保温和散热的综合措施，可以防止温降和温差过大。
混凝土的潮湿养护通常采用喷水或保水方法，或用湿砂土，湿麻袋覆盖。预制混凝土或寒冷天气中浇筑的混凝土通常用密封罩内送蒸汽的方法保持潮湿。在遮阳防晒条件下进行混凝土潮湿养护，往往比向混凝土外露面洒水养护还有效。密封薄膜养护（不透水塑料薄膜或养护剂形成的薄膜）在水源不足时是很好的保温养护手段，但应注意薄膜密封前混凝土表面必须处于饱水状态。
拆除模板或撤除保温防护后，如表面温度骤降，混凝土就可能会产生龟裂。只有当混凝土任何部位的温度都处于逐渐下降状态时，才能撤除防护。大体积混凝土不能降温过快，因为当混凝土内外存在温差时，表面骤冷的混凝土产生裂缝的可能性很大。 混凝土采用干热保温时，必须补充足够的水分。
5.2炎热环境下的养护
同普通混凝土相比，高性能混凝土具有较高的早期强度。但在后期，高性能混凝土强度的发展类似于普通混凝土。因此，用高的温度养护高性能混凝土并不理想。根据构件的尺寸，水泥含量，水胶比，环境条件，炎热条件下采取如下措施控制养护期混凝土的温度是必要的：
①降低混凝土的浇筑温度；②覆盖有很好隔热性能的材料；③混凝土宜在低温度时段的时候浇筑；④对新浇筑混凝土的暴露面进行覆盖。
5.3低温（负温）环境养护
低温下混凝土采用自然养护时宜使用不透明的塑料薄膜覆盖或喷洒养护液。
在负温条件下养护时，不得浇水，混凝土浇筑后，应立即用塑料薄膜及保温材料如稻草或者干草覆盖，进行保温，防止混凝土冻结。用以玻璃纤维、海绵橡胶、纤维素、矿棉、乙烯泡沫和聚氨脂泡沫材料制成的保温毯效果更佳。在寒冷气候条件下，需要额外的热量来保持10℃一15℃，这样有利养护的温度，可以采用加热线圈，便携式的循环加热器或蒸汽来提供所需的热量。
所有情况下，都应避免混凝土中水份的损失。
6 结语
高性能混凝土比普通混凝土难施工的多。配合比的选定、原材的控制都要有很高的要求。高性能混凝土养护比混凝土更加严格。如今我国HPC发展形势一片良好，但是要使HPC 在交通工程中推广使用还需一个认识和实践的过程，对HPC的养护也要进行更深入的研究和探讨。
参考文献：
[1] 廉慧珍，阎培渝．21世纪的混凝土及其面临的几个问题[J]． 建筑技术，1996，(1)：14-16
高性能混凝土范文2
【关键词】高性能混凝土抗渗性能钢纤维
中图分类号：TU311.3； 文献标识码：A
Anti-permeability of High Performance Concrete
LV Zheng-quan，Wang Baiyan
( Dalian billion of American Real Estate Development Company Limited， Shenyang Lu Xin Traffic Engineering Limited )
Abstract: Nuclear waste disposal is the focus of international investigations now. Mainly describe the method for Anti-permeability analysis of High Performance Concrete，derive correlation data, analyze comparison the influence of mekralon、steel fibre and pulverized fuel ash of concrete’s Anti-permeability. So improving the durability of concrete,analyzing the Anti-permeability in concrete member subjected to medium high-temperature is very significative for developing storage container.
Key words: HPC;Anti-permeability; steel fibre
核废料安全处置是目前国际上研究的热点和焦点。自前苏联于1954年建成第一座核电厂以来，至今全世界已有核电厂400多座，核废料排放量与日俱增。目前全世界产生的核废料已达2×105 t之多，预计到2030年，全球的核废料总数将达到5×105 t。核废料贮存的长期安全性及其对地质环境、人类健康和生物圈的长期影响已成为人们十分关注和担忧的问题[1]。
由于在很长的时间内不可避免地要承受使用荷载，而且受到地下水、岩层、地震等环境荷载的作用。核废料贮存容器的可靠性将直接影响人民的生命财产安全；加之在设计、施工和使用中存在大量的不确定性等种种因素；因而必须对其进行可靠度分析，以使结构在预定时间内完成各项功能。本文着重研究了用于制作核废料贮存容器的高性能混凝土的抗渗性能。
混凝土的渗透性与耐久性之间有着密切的联系，因此通常认为渗透性是评价混凝土耐久性的最重要指标。正如有些专家评论的那样：渗透性低的混凝土，其耐久性一般来说是比较好的；为了得到耐久的混凝土，必须相应地提高其抗渗性[2]。
渗透是指液体或气体在压力作用下的运动；扩散是指气体或液体中的粒子由于存在浓度差进行的运动；混凝土的渗透性和抗渗性，是从两个方面说明同一个问题，当混凝土的渗透性高时则其抗渗性低，当混凝土的渗透性低时则其抗渗性高；反之亦然。
1测试方法及数据
依据试验原理的不同，渗透性试验可大致分为三类：渗透系数法、离子扩散系数法和电参数法[2]。水渗透方法能够较真实地反映混凝土的抗渗性能，建议研究应采用压力作为手段测试混凝土的渗透性能[3]。鉴于国标方法GBJ82―85虽然其结果较好地反应出混凝土内孔结构及渗透液与混凝土水化产物吸附对渗透的影响，但操作繁重复杂，不易测试高性能混凝土，故抗渗试验参照《水工混凝土试验规程》[4]相对抗渗性试验进行。
抗渗试验采用ZKS系列微机控制高精度混凝土抗渗仪，见图1
图1混凝土抗渗试验设备图
制作上底直径175 mm，下底直径185 mm，高为150 mm的圆台试件，按照设计的配合比称好各种材料的质量，以石子、纤维、砂、水泥、减水剂的顺序依次倒入搅拌机，干拌均匀后，再将水徐徐加入；待水全部加入后，继续搅拌2～3 min，将搅拌好的拌合物装入试模插捣后，放在振动台上振动2～3 min；在试件表面覆盖塑料袋以防止水分蒸发；24 h后拆模，放入养护室按照GBJ81―85养护成型。试验时将试件压入试压钢套，并将试压钢套安放到试压台上的钢套底模上，中间有密封圈密封，形成一个对试件进行抗渗试验的压力腔。
表1正交试验混凝土配合比
（a）试件压入中（b）抗渗期间
（c）试件劈裂 （d）劈裂后的试件
图2试验概况照片
根据《低、中水平放射性固体废物混凝土容器》EJ914―94要求，抗渗试件所承受的水压力直接加到2.0 MPa，恒压24 h，然后降压，从试模中取出试件。在试件两端面直径处，于平行方向各放一根Φ6 mm钢垫条，用压力机将试件劈开。将劈开面的底边10等分，在各等分点处量出渗水高度。根据渗水高度的平均值计算得到混凝土的抗渗高度。抗渗试验概况见图2，试验数据见表2和表3
表2混凝土抗渗高度
A―剪切螺纹型钢纤维，kg/m3；B―超短超细高强型钢纤维，kg/m3；C―聚丙烯纤维，kg/m3；D―Ⅰ级粉煤灰，%。
2方差分析
利用SPSS13.0得到的受热前后混凝土抗渗高度的方差分析数据如表4
表4混凝土抗渗高度方差分析
通过F值的比较得出因素对混凝土受热前后抗渗强度的影响，由大至小的排列顺序和极差分析一致。对于给定的显著水平α=5%，查得F0.05（1，3）=10.13，有：
（1）F值表明只有聚丙烯纤维对混凝土受热前抗渗高度的影响作用显著，且Sig.值小于0.01，因而其影响作用高度显著。
（2）F值和Sig.值表明，各因素对混凝土受热后抗渗高度的影响都不够显著。
从试验数据可看出，混凝土在受热后，抗渗高度普遍有所下降，其中下降最多是受热前抗渗性能最好SP-7，保持率仅53.8%；而受热前抗渗性能最差的SP-2在受热后抗渗性能损失最小，保持率最高，为88.2%；受热前抗渗性能较好的SP-8在受热后是抗渗性能最好的试件。
Maalej M[5]把钢纤维混凝土试件与普通混凝土试件底部浸泡在含量为3%的NaCl溶液中，然后加湿烘干循环83 d，发现钢纤维混凝土的氯离子含量比普通混凝土低。加入增强纤维会使混凝土试件在裂纹宽度相同的情况下，渗流量减少；在没有渗流发生的情况下，增大了临界裂纹宽度。这些都表明钢纤维的掺入会提高混凝土的抗渗性。
聚丙烯纤维能够减少混凝土的早期塑性收缩裂纹并能阻止它们的发展，把增强混凝土抗渗性能的聚丙烯纤维的掺量定量化，认为聚丙烯纤维掺量为0～0.9kg/m3，尤其是0.9kg/m3的混凝土能够有效抵御外界氯离子的侵蚀、保护钢筋、防止锈蚀，具有优越的长期性能和耐久性能[6]。
通过试验发现混凝土中掺入聚丙烯纤维后，吸水率和渗水高度增加得很大，原因在于掺入纤维后使得混凝土拌合物流动性降低，工作性变差，从而使混凝土的密实性变差，在压力水作用下，渗透性增强，抗渗性降低；或是纤维的加入增加了混凝土的界面，在压力水作用下，水向混凝土内部渗入的通道增加[7]。
通过试验数据的分析可以看出，聚丙烯纤维起到了增强混凝土抗渗性能的作用，而且这种作用在混凝土受热前很明显。试验表明粉煤灰对抗渗性能影响不大，这可能是粉煤灰细度不够的原因。如果加入的粉煤灰细度高，可能会明显提高混凝土的抗渗性能。因为细度较大的粉煤灰颗粒吸附在水泥颗粒表面有利于分散水泥絮凝结构，并且合理使用粉煤灰等矿物掺和料有利于更好地发挥高效减水剂的作用，改善浆体的流动性和硬化混凝土的渗透性。如果再和膨胀剂复合使用，能改善混凝土的孔结构，使其具有良好的孔级配，即有害孔减少、少害孔和无害孔增多，并且混凝土总孔隙率降低[8]。
3分析及总结
通过以上方差分析和试验数据可以看出：
（1）聚丙烯纤维可显著提高混凝土常温下的抗渗性能，但对受热后混凝土抗渗性能的提高效果不明显；钢纤维对混凝土受热前后的抗渗性能均有增强的作用；粉煤灰对混凝土常温下的抗渗性能起到了负面作用，但在混凝土受热后对抗渗性能起到的作用是正面的。
（2）混凝土在受热后抗渗性能会下降，但是加入增强纤维和粉煤灰的高性能混凝土试件在受热后依旧保持较好的抗渗性能。钢纤维对提高贮存容器耐久性有明显的作用，短、超短钢纤维混杂效果良好；改善钢纤维的分散性及与基体咬合力，会更好地增强混凝土的耐久性；受热时间较长后，钢纤维高性能混凝土的抗渗性能优于高强混凝土。
参考文献：
[1] 高红, 梅,梁冰, 兰永伟. 核废料地下处置过程中相关动力学问题及控制措施[J]. 地质灾害与环境保护, 2004, 15(2):52-56.
[2] 赵铁军. 混凝土渗透性[M]. 北京:科学出版社, 2005:1-120
[3] 曹芳, 马保国, 李友国. 混凝土的渗透性能及测试方法的对比分析[J]. 混凝土, 2002, 1(10):15-17.
[4] 中国水利水电科学研究院.DL/T5150-2001水工混凝土试验规程[S]. 北京: 中国电力出版社, 2002.
[5] Maalej M,Ahmed SFU, Paramasivam P. Corrosion durability and structural response of functionally-graded concrete beams[J].Journal of Advanced Concrete Technology,2003, 1(3): 307-316.
[6] 王瑞兴, 钱春香, 丁庆领. 聚丙烯纤维对混凝土性能的改善研究[J]. 混凝土与水泥制品, 2004,1 (1):41-43.
[7] 贡金鑫, 郭育霞.聚丙烯纤维高性能混凝土抗渗性能的试验研究[J]. 新型建筑材料, 2006, 1(11):50-52.
高性能混凝土范文3
关键词：高性能混凝土；耐久性；影响因素
高性能混凝土是在高强混凝土基础上发展来的，即为高强混凝土的进一步完善，是目前混凝土发展的一个重要领域。近些年来，由于在高强混凝土的配制中，不仅加入了超塑化剂，也掺入了活性磨细矿物掺合料，与高性能混凝土的组分材料相似，因此，至今国内外有些学者仍然将高性能混凝土与高强混凝土在概念上有所混淆，不同的国家，不同的学者根据高性能混凝土性能特征上各有所不同曾提出过不同的解释和定义。
1 高性能混凝土耐久性的意义
混凝土的耐久性是当前国际上与之相关学科最为重要的前沿研究领域之一。混凝土的耐久性，通俗来讲，是建(构)筑物的使用年限。近几十年来由于混凝土耐久性不足，在建筑物或构筑物的计基准期内，容易出现质量问题，导致结构可靠度降低。为维持结构必要的安全性和适用性，需要大笔维修费用。如果不能继续使用，则往往予以拆除，成为不可再利用的大宗垃圾，占用大片土地，造成巨大的经济损失，这是各国普遍存在的现象。工程实例教训所花费的经济、环境代价是昂贵和惨痛的。
2高性能混凝土耐久性的影响因素
高性能混凝土耐久性指混凝土在使用过程中抗大气、环境作用的能力。其内容主要包括：混凝土抗化学侵蚀，碱―骨料反应，冻融循环性能，抗氯离子浸透性或钢筋锈蚀等，目前高性能混凝土一般采用“双掺”技术制备，即在混凝土中加入矿物料及高效外加剂，混凝土的工作性、强度等得到了很大改善，但混凝土还是出现了裂缝，在环境因素的侵蚀作用下其耐久性下降，甚至出现混凝土建筑物崩塌事故。
2.1 抗渗性。混凝土使用期间，会与环境中的水、气体以及其中所含侵蚀介质的侵入并产生物理和化学反应而逐渐破坏。抗渗性是指混凝土抵抗这些介质向混凝土内部渗透作用的能力。渗透主要通过水泥内部毛细管或某些微裂缝所形成透水通路。混凝土的抗渗性能的高低直接反应混凝土耐久性能。
2.2 碱-集料反应。碱-集料反应是混凝土中的碱与集料中的活性组分之间发生的破坏性膨胀反应，从而影响混凝土的安全性。该反应会导致整体开裂破坏，预防其造成破坏的方法可以使采用控制混凝土中当放碱含量，也可以加入大量的矿物外加剂来代替水泥。
2.3 硫酸盐侵蚀破坏。水泥基材料硫酸盐侵蚀破坏的实质是有环境水中的硫酸盐离子进入水泥石内部与一些固相组分发生化学反应，生成一些难溶的盐类矿物而引起混凝土膨胀、开裂、剥落和解体，也会使水泥中CH和C-S-H等组分溶出或分解，导致水泥基材料强度和粘结性能损失。
2.4 混凝土碳化。混凝土是多孔性材料，大气中的二氧化碳能够渗入混凝土内与氢氧化钙产生化学反应，是混凝土碱性减低形成碳化层，导致混凝土结构的膨胀、松散和开裂等。
2.5 钢筋锈蚀破坏。主要原因：一是混凝土碳化，当碳化达到钢筋表面时，使钢筋表面与混凝土粘结生成的氧化铁薄膜破坏，从而锈蚀。二是混凝士中氯离子的侵蚀作用，当氯离子渗入到钢筋表面吸附于局部钝化膜处时，钢筋表面的氧化铁薄膜被破坏，造成钢筋锈蚀。掺入大量矿物外加剂后，水泥混凝土具有高碱性，可有效保护钢筋不被锈蚀。
2.6 冻融作用。冻融破坏主要原因是混凝土内部渗水的空隙或毛细管受冻后，水结冰后体积膨胀，对孔壁或毛细管壁产生一定的内压力作用而导致结构破坏，混凝土经受多次冻融循环作用后，强度逐渐减低，最终导致破坏。
3提高混凝土耐久性的技术途径
3.1掺入高效减水剂。在保证混凝土拌合物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减小水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌合水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌合物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂后，减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性相斥的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜使水泥絮凝状的絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。
3.2掺入高效活性矿物掺料。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物料(矽灰、矿渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO及活性AlO，它们能和水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反应，生成强度更高，稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的。有些超细矿物掺料，其平均粒径小于水泥粒子的平均粒径，能填充于水泥粒子之间的空隙中，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。
3.3消除混凝土自身的结构破坏因素。除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱，SO，C等可以引起结构破坏和钢筋腐蚀物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，提高混凝土的耐久性。
4高性能混凝土耐久性问题及优化措施
4.1早期抗裂性差。早期开裂是高性能混凝土的早期收缩大、早期弹性模量增长快、抗拉强度并无显著提高、比徐变变小等因素共同导致的。混凝土的收缩是指混凝土中所含水分的变化、化学反应及温度变化等因素引起的体积缩小。其按作用机理可分为自收缩、塑性收缩、硬化混凝土的干燥收缩、温度变化引起的收缩变形及碳化收缩变形五种。
4.2 改善措施。防止混凝土早期开裂主要是抑制混凝土的收缩。措施：①可采用优质原材料，优化配合比，加强对混凝土的养护；②加入短纤维增强阻裂；③采用减缩防裂剂等。
4.3 高性能混凝土推广应用存在的问题。第一，高强高性能混凝土缺乏通用的设计规程和有关材料、施工及验收标准；第二，制备高性能混凝土所用原材料价格较贵；第三，高性能混凝土材料组成与普通混凝土有所不同，所以在施工工艺上有特殊的要求；第四，高性能混凝土收缩大、脆性高、耐火性差等有待改善和提高性能。
5 结束语
人类进人21世纪，面临着“人口膨胀、资源能源短缺以及环境恶化”三大问题。混凝土材料是资源和能源消耗大户，也是重要的环境污染源。混凝土材料和技术直接影响着人类可持续发展。因此：
（1）必须重视和提高混凝土耐久性，减少工程隐患和工程的重复建设周期，尽可能的使同一工程应用更长的时间，以节约混凝土用量，节约有限的人力、物力和财力。
（2）高性能混凝土是提高混凝土耐久性的有效手段，需要对其研究和应用更加深入，降低成本，扩大它的应用范围。
（3）加大对低品位骨料的有效利用，再生骨料和人造轻骨料的研究开发，减轻环境负荷。
高性能混凝土范文4
【关键词】高性能混凝土；收缩；徐变；试验
近些年来，我国对于混凝土的收缩和徐变性能已经进行了大量的试验和研究，对于其认知水平有了大程度的提升，关于其对结构的计算理论和影响分析在不断发展，但是由于其对结构影响的复杂性，使得很难获得较为精确的答案。国内外不乏由于混凝土徐变所造成的工程事故实例。混凝土的收缩和徐变通常受材料特性、组成、施工工艺的影响很大，基于此，通过对试验中所获取的参数来替代预测模型中的参数，可以更加精确地反映材料特性，提高混凝土的整体施工质量。
1 实验过程
1.1 原材料
水泥：海螺牌P・Ⅱ42.5R水泥，起Cl―含量为0.001%，C3A含量为7.8%，比表面积为383m2/kg，初凝和终凝时间分别为1.5h和3h， 3d和28d的混凝土抗压强度为34.3MPa和57.2MPa，3d和28d的混凝土抗折强度为6.9和9.6 MPa，安定性合格。
粉煤灰：苏源牌Ⅰ级粉煤灰，起烧失量为1.42%，需水量比为88%，细度为0.38%，SO3含量为0.46%，含水量为0.12%，CaO含量为3.44%。
矿渣粉：S95型号的Ⅰ级矿渣粉，其比表面积为444m2/kg，流动比为113%，密度为2.90g/cm3，含水量为0.02%烧失量为0.00%，SO3含量为0.05%，7d和28d的活性指数为81%和107%。
细骨料：选用细度模数为2.4的中砂，起表观密度为2.59g/cm3。
粗骨料：选用直径为5―25mm的碎石，其压碎指标为6%，表观密度为2.59g/cm3。
外加剂：选用JM-PCA（Ⅰ）型号的混凝土超塑化剂，起成分主要诶聚羟酸反应型高分子聚合物，具有低收缩、高效减水、超塑化、非引气等功能。
拌合水：洁净的自来水。
1.2 混凝土的配合比
该试验所选取的配合比要根据具体的试验数据进行配制，具体的类目参照试验指导即可。其中B35、B40和B55为掺25%―45%矿渣粉和10%―15%粉煤灰的高性能混凝土，B0为不掺矿渣粉和粉煤灰的普通混凝土。
1.3 成型及养护
在配合完毕后，应该使用适当型号的（依据试验指导）强制式搅拌机进行充分地搅拌，搅拌的时间为1.5min，每个立方体试件的尺寸为100mm*100mm*100mm，成型后立即放入混凝土的标准养护室内进行养护。养护构成中要在成型的试件覆盖一层塑料养护薄膜，待其精致24h后进行拆模处理，拆模后立即进行养护，其湿度要控制在95%一上，温度要控制在20摄氏度左右。在试验试件养护4d后，需要将其移入徐变室直至其达到5d龄期后方可开始进行收缩徐变试验。
1.4 徐变试验
（1）在表养4d后，将徐变试件移入徐变室内。首先需要安装外装式千分表（变形测量装置），然后再将徐变试件放置在徐变仪的下压板上，最后通过适当地调整使试件、加载千斤顶、测力计及徐变仪的轴线保持重合，记下最初的读数。
（2）待试件放置好后，使用千斤顶进行预压，直至徐变压力达到20%左右为止，进行一下对比，并保证两侧的变形差距不应大于均值的10%，假如超过此值，需要重新进行调整对中。
（3）对中操作完毕后，继续进行试件的加压操作，直至徐变应力出现为其总值的一半，独处两侧的变形值，这样所得到的平均值即为徐变荷载下的初始变形值。
（4）按照特定的时间和周期对试件的变形值进行测量，一般测量的周期为1，3.7.14.28.45.60.90.120.150.180d。
1.5 收缩试验
混凝土在表养4d后即可将其移入徐变室内，在读取徐变变形的同时，通过外装式千分表对其变形进行测量，并进行记录。
2 试验结果与分析
通过试验我们可以明显得出以下结论，即：水泥用量、掺和料以及养护时间等都会对混凝土的收缩和徐变造成影响。
2.1 水泥用量的影响
基于试验结果，我们可以明显地知道，在水胶比相近、胶凝材料一定的情况下，粉煤灰和矿渣掺量之和越大，水泥用量越低，则混凝土的徐变和收缩值越小。
2.2 掺合料的影响
从实验结果中我们可以明显看出：如果粉煤灰和矿渣总掺量为40%，矿渣的比表面积为432（m2/kg）的时候，在60d以后其徐变程度比普通混凝土低4%―11%左右；假如粉煤灰和矿渣的总掺量为55%，那么此时的程度最佳，此时，高性能混凝土的徐变程度会比普通混凝土低10%―49%；而如果矿渣选用的比表面积为444（m2/kg），则混凝土各个龄期的徐变度会均高于普通混凝土，这样会极为不利于混凝土的质量。基于此，在高性能混凝土的选用中，宜选用比表面积较低的矿质（低于444m2/kg），并且确保粉煤灰和矿渣的总掺杂量不低于40%。
2.3 养护时间对于混凝土收缩和徐变的影响
从混凝土养护时间和气徐变程度的影响图线中，我们可以明显地看出：对于所有的混凝土而言，一切的混凝土的收缩、徐变在90d的养护时间范围之内，其总体呈现出增长的趋势，在达到120d后则逐渐的趋于平缓。
3 试验结论
通过试验的检测，我们可以得出以下结论：
（1）在水胶比相近、胶凝材料用量一定的情况下，矿渣掺量越大，水泥用量越低，则混凝土的徐变、收缩值越小；
（2）高性能混凝土的徐变值低于普通混凝土的徐变值；
（3）在高性能混凝土中宜选用比表面积低于444 m2/kg的矿渣，且粉煤灰和矿渣的总掺量不宜低于40%；
（4）混凝土的徐变和收缩集中增长在加载后的90d范围内，而在加载的120d后将趋于平缓（稳定）。
总之，高强度混凝土的收缩和徐变受到多种因素的影响，除了上述的水泥用量、矿渣和粉煤灰的总掺量、比表面积、养护时间等因素外，温度、湿度等养护条件也会对混凝土的收缩和徐变性能产生影响。因此，为了确保混凝土的质量，进而保证工程的整体质量，我们需要对混凝土的收缩和徐变性能进行细心地研究和探索，只有这样才可以使我国工程的质量得到切实地维护。
【参考文献】
[1]欧阳华林，白云山.高性能混凝土收缩徐变性能的试验研究[J].桥梁建设，2006（2）.
高性能混凝土范文5
【关键词】 高性能混凝土、配合比设计、施工控制
区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，应用于重要结构主要包括：桥基，承台，桥台，墩身，预制梁，现浇梁、主梁接缝混凝土、涵基涵身混凝土、房屋建筑及路基支挡结构混凝土、防撞墙等。在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，被认为是今后混凝土技术的发展方向，现从配合比设计的几个重要的方面进行一些简单探讨：
1、高性能混凝土配合比设计计算基础
由于高性能混凝土更突出了耐久性，且在某种条件下要求有更高的工作性能，因此配制高性能混凝土时，要求配制人员必须具备必要的专业知识，并且充分了解原材料各组分的性能、相互作用及对混凝土性能的影响。而对于高性能混凝土目前没有固定的方法，大都是已经验为主的半定量设计方法。本文应用混凝土体积模型建立混凝土用水量和砂率的计算公式，再结合水胶比定则，可以全面的确定高性能混凝土中各组分用量，再结合实际经验可以更好更方便地实现高性能混凝土的配合比计算。
混凝土配合比设计是混凝土材料科学中最基本而又最重要的问题。根据混凝土强度与水灰比关系。有：
该式为混凝土配合比设计的强度基础。
根据混凝土体积模型1）混凝土各组成部分具有体积可加性2）石的空隙由砂浆来填充3）砂浆中的砂的空隙由水泥浆来填充4）胶凝材料的空隙由水和空气隙来填充5）胶凝材料为水泥，粉煤灰等胶凝材料（表1）。
根据混凝土体积模型每方混凝土中令Vw+Va+Vc+Vf=Vm，Va+Vc+Vf+Vs=Vsm（2）其中Vw、Va、Vc、Vf、Vs 、Vg分别表示混凝土中水、空气、水泥、细掺料、砂和石的体积含量。
根据美国Mehta 和Aitcin 教授在对高性能混凝土进行了大量研究后认为：要使高性能混凝土同时达到最高的施工和易性和强度以及尺寸稳定性胶凝材料浆体体积宜为混凝土体积的35%左右。我们取Vm：（Vs+Vg）=35：65这一事实确立了高性能混凝土配合比设计中胶凝材料浆体体积和骨料体积的定量关系。
假设细掺料加入量为水泥的x%
由（2）可得：
W=Vm-Vc-Vf-Va 其中A、B为回归系数表1-3给出了A、B的取值。
其中，为水泥，细掺料的密度。
公式中系数的大小与细掺料的掺入量有关（表2）。
公式（3）（4）（5）表明高性能混凝土用水量取决于强度和水胶比，混凝土强度越高，水胶比越小，则用水量越少；矿物细掺料的品种和掺入量影响混凝土的用水量；引气量越大，则混凝土用水量越少。
砂率的确定：根据混凝土体积模型观点（2）石的空隙由砂浆来填充 当单位体积的混凝土中，石的间隙刚好被砂浆填满时，有砂浆的体积为
Vsm=1000）（6）
其中、分别为石的表观密度和堆积密度。
砂率：
其中 、分别砂和石的密度。
由于砂石表观密度相差不大近视 =公式可以（7）简化为
SP=x100% （8）
公式（7）、（8）表明混凝土砂率随混凝土用水量的增加而增加，随胶凝材料的用量增加而减小。根据高性能混凝土体积相关观点我们可以取Vm=350l/，集料体积Vs+Vg=650l/，。这样公式（8）可以简化为：
高性能混凝土由于其高的强度和耐久性、和易性。原材宜使用标准稠度低，强度等级不低于42.5的普通和中热硅酸盐水泥。细骨料宜选用级配良好，细度模数为2.6到3.2的中粗砂。粗骨料宜选用质地坚硬，级配良好，针片状少，空隙率小的碎石，压碎指标不大于10%，骨料的最大粒径不宜大于25mm 外加剂应与水泥匹塌落度损失小的高效减水剂，减水率不宜小于20%，最好大于25%其他细掺料应符合国家相关规定。
2、混凝土配合比设计计算步骤
（1） 配制强度：
（2） 水胶比：
（3） 用水量：W=
（4） 胶凝材料用量：，
F=为细掺料的加入量
（5） 砂率及集料用量：砂率SP== x100% S=
（6） 外加剂：外加剂应与水泥匹塌落度损失小的高效减水剂加入量应保证混凝土有很好的和易性加入量宜为5%-12%
（7） 配合比调整和试配：当采用3 个不同的配合比进行混凝土强度试验时，其中一个为基准配合比，另外两个配合比水灰比，宜教基准配合比分别增加和减少0.02～0.03。配合比确定后还应用该配合比进行不少于6次的重复试验进行验证。
3、对配合比设计的讨论
在以上混凝土配合比设计中，配制强度，水胶比，用水量，胶凝材料的组成与用量，砂率以及粗细骨料的用量都可以用公式计算确定，这样可以减少配制时对经验的依赖和减少寻找时间。当然在计算种涉及几个参数的取值问题比如水泥浆体体积和骨料体积，这些取值都有比较成熟的研究成果。与传统比较科学性和定量化大大方便试验人员。
4、在实际操作中容易存在的问题
不少施工单位在配合比设计时纯粹是为了达到设计强度，按规范要求或以往经验进行一组配合比设计，试配后强度达到要求就算完成了；若达不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人从材料调配、经济效益、混凝土工作质量等方面综合考虑。水泥用量过多，往往导致混凝土收缩裂缝的产生和徐变增大，而且也相应的增加了成本。
5、相应的措施
在规范要求允许的条件下，试验室应配制不同的配合比，从经济、工作性能、质量等方面综合考虑择优选用，并应针对不同施工部位、不同评定方法给予适当调整，尽量避免凡是同一强度均使用一个配合比的做法，试验室还应收集每次配合比及施工情况的详细数据，并注意对这些数据进行统计分析，以便得出本试验室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范围及σ数值，日积月累，就能成为一个很可观、很宝贵的参考资料，对以后的施工将会起到不可估量的作用。
6、结束语
综上所述，高性能混凝土由于其优良的性质，近年来倍受关注，这不仅是一种技术性能很好的混凝土，而且是一种绿色混凝土，是可持续发展的，但是要体现它的高性能不只是一个优质的配合比，更主要的是看施工企业是怎么去实际操作，从各个环节上作到科学，合理施工。
参考文献
[1] 《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55）
[2] 高性能混凝土及施工工艺
[3] 现代混凝土配合比设计-全计算法
高性能混凝土范文6
中图分类号：TV331文献标识码： A
一、高性能混凝土
1、高性能混凝土的概念
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新型高技术混凝土。针对不同的用途要求，对下列性能有重点地予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性等。
2、高性能混凝土的新型理念
据有关统计:中国生产全世界三分之一的混凝土。在每年生产15.6亿吨混凝土的过程中，相当数量的二氧化碳被排放到空气中。目前大气的二氧化碳浓度为390ppm。二氧化碳在全球温室气体总量中占85%。生产一吨水泥大约需要两吨石灰石和页岩。这在电能、工艺热量和运输方面消耗4，000，000，000焦耳。
据最新资料，我国每年因拆出建筑产生的固体废弃物达2亿吨以上，其中一半以上为废弃混凝土；美国每年大约产生6000万吨废弃混凝土；欧洲每年有16200万吨废弃混凝土产生；日本每年约有1600万吨废弃混凝土，在德国每年拆除废弃混凝土约为0.3t/人。所以高性能混凝土需要解决使废弃混凝土减少的问题，理由如下：
2.1混凝土原材为不可再生资源
据统计地球上的资源是有限的，许多是不可再生的。土木工程是人类在自然界进行物质交换量最大的活动，全世界每年混凝土用量达到90亿吨，大量材料的生产和使用，消耗大量资源。150多年前，以硅酸盐水泥为胶凝材料的混凝土问世，不以其二原材料资源丰富、价格低廉为主要优点，很快受到世人的青睐，而成为近代、现代土木建筑工程的主要材料。但是这些年来，由于用量越来越大，大量开山、采石，已经严重破坏了自然景观和绿色植被，挖河取沙，造成水土流失或河流改道等严重危机。所以混凝土的需求将会越来越多，对原材资源的利用也将是很多的，这些资源都是不可再生的资源，用没了那就是永远的没了，大量的山被开采，植被破环，生态环境严重受害。所以我们需要提高混凝土的性能，将其优化，使其耐久性长远。
2.2混凝土的设计年限
普通混凝土设计年限比较短，一般六七十年，这就大大地折扣了混凝土的有效利用率，所以就需要高性能混凝土解决这个问题，将设计年限大大延长上百年甚至更长，这就需要混凝土技术的更加精湛，要求高科技条件下设计高性能混凝土，用以提高设计年限。
2.3混凝土解决施工困难
比如大体积混凝土施工，就得解决水泥水化反应产生的热，这是一个施工的难点，也需要专业的施工队伍，施工经验方面必须保证，使得大体积混凝土散热以及养护能够得到保证，最终保证达到施工质量的要求。
还如冬季施工，这个要求非常高，温度低环境恶劣，严重阻碍了施工进度，以及质量的达标，混凝土的养生难度也是非常大的，比如在这寒冷的北方地区还有高海拔以及常年冻土地区，将使混凝土冬季施工面临很大的难度，所以高性能混凝土有待解决这些施工问题。
2.4混凝土造价问题
高性能混凝土原材要求严格、技术要求高，所以对应的造价就会高，虽然现在国民经济发达，科技水平提高，但是我们在优化混凝土质量的同时尽量优化造价问题。
二、配合比设计的步骤方法
1、确定混凝土的配制强度
高性能混凝土配制强度与普通混凝土配合比配制强度计算方法相同。计算公式如下：
Fcu，0≥Fcu,k+t*σ
式中：Fcu，0―混凝土试配强度(MPa)；
Fcu,k―混凝土设计强度标准值(MPa)，本工程实例中为55MPa；
t―混凝土强度保证率系数，高性能混凝土一般取t=1.645；
σ―混凝土强度标准差，按企业以往施工质量水平测算，如无历史统计资料，
可选用普通混凝土配合比设计规程中的推荐值，对C55混凝土，可取σ=6。
根据以上资料计算，本实例中混凝土试配强度按64.9MPa考虑。
2、配合比参数确定
用水量在水灰比一定、原材料一定的情况下，使用满足工作性的最小加水量(即最小的浆体量)，可得到体积稳定、高强度的混凝土。因此，用水量根据混凝土拌合物坍落度的大小和高效减水剂的效果而定，一般wo≯175kg/m 。
水胶比。严格控制水胶比是保证高性能混凝土质量的关键之一。低水胶比能降低混凝土的孔隙率并减小孔隙尺寸，通过混凝土的低渗透性来保证其耐久性。高性能混凝土的水胶比[ (水泥+矿物微细粉)]一般不大于0.38。
浆集比。水泥浆与骨料(亦称集料)的比例为浆集比。采用适宜的集料时，固定浆集体积比为35：65时可以很好地解决强度、工作性和体积稳定性之间的矛盾，配制出理想的高性能混凝土。
砂率砂率。主要影响混凝土的工作性。当水胶比不同时，高性能混凝土中的最优砂率也有所变化。高性能混凝土的砂率可根据胶凝材料总量、粗细骨料的颗粒级配及混凝土泵送要求等因素来确定，宜采用37％-44％。
胶凝材料掺量。在进行配合比参数设计时，为保证混凝土的耐久性，混凝土中胶凝材料总量应处在1个适宜范围内，胶凝材料总量宜为450kg/m3-600kg/m3，其中矿物微细粉用量宜≤胶凝材料总量的40％。
高效减水剂掺量。高效减水剂是混凝土实现大流动性的唯一途径，高效减水剂掺量应根据坍落度要求确定，其最佳掺量一般占胶凝材料质量的1％-2％。
三、配合比设计中的关键技术
1、关于混凝土工作性
1.1流动性
流动性用坍落度表示，泵送混凝土属于大流动性混凝土。出搅拌机的混凝土坍落度为T0，入泵混凝土坍落度为T1，则ΔT= T0- T1称为坍落度损失。坍落度损失越小越好，一般需要控制1小时坍落度损失率不大于20%。
混凝土入泵坍落度与混凝土泵送高度有关，根据混凝土的入泵坍落度与坍落度损失，即可算出混凝土初始坍落度T0，即 T0= T1+ΔT。
1.2可泵性
可泵性表示混凝土易于泵送而不产生堵管或分层离析和泌水等性能，可泵性好的混凝土，不但混凝土原材料应满足要求，流动性大，而且粘聚性、保水性好。常压泌水率要小，压力泌水值一般控制在40-130ml，以70-130ml为好。
2、关于配制强度
混凝土的抗压强度，是结构混凝土最主要的指标，必须达到设计要求，混凝土强度等级保证率不低于95%。但混凝土抗压强度也不宜过高，即超标太多。如超过设计强度3个等级以上，该混凝土不是最佳的混凝土，不仅增加了材料成本，而且还会使混凝土的胶凝材料用量过高，从而降低了混凝土的长期耐久性能。
3、关于混凝土耐久性
近年来人们对混凝土耐久性的认识日益提高，国外各标准中也均把耐久性列为混凝土的最重要指标，也就是说，不是对有特殊要求的混凝土才要考虑耐久性，而对应对所有混凝土都予以考虑。
结束语
要实现高性能质量目标应从实现高性能混凝土质量的前提、原材料质量控制、矿物掺和料种类和掺量选择、砂率选择、注意事项等方面进行综合考虑。高性能混凝土配合比设计复杂，考虑因素较多，在经济合理满足施工进度条件下，确保配合比设计合理，有效提高混凝土结构耐久性。
参考文献
[1]代华兵.高性能混凝土配合比的设计与试验[J].交通建设与管理,2014,06:66-68+76.
[2]肖春.浅谈高性能混凝土配合比设计及其存在的问题[J].江西建材,2014,02:62+64.
