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高性能混凝土范文1
摘要：文章介紹了高性能混凝土的發展現狀及其在交通工程中的應用，
關鍵詞：高性能混凝土;施工;養護
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
隨著建筑事業的蓬勃發展和建筑技術的快速進步，混凝土在工程中獲得了更加廣泛的應用，但普通混凝土在耐久性方面已出現了許多問題，種種工程事故，使人們認識到在結構設計時，對使用材料的耐久性應像力學性質一樣予以仔細考慮。城市建設、建筑工程、地下及水下工程、海洋開發與核能工程等，都需要大量混凝土，在許多特種結構中，對混凝土的性能提出更高的要求。進入20個世紀90年代以后，高效減水劑和超細礦物質摻合物的應用，使混凝土進入了高科技時代，能按材料科學的觀點與方法，根據要求設計其性能，又有客觀工程要求，因此，高性能混凝土（簡稱HPC）就自然而然地提出來了。
高性能混凝土是一種新型高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土。我國著名的混凝土科學家、中國工程院院士吳中偉教授對高性能混凝土的定義為：高性能混凝土是一種新型的高技術混凝土，是在大幅度提高普通混凝土能的基礎上采用現代混凝土技術制作的混凝土，是以耐久性作為設計的主要指標，針對不同用的要求，對下列性能有重點地予以保證，即耐久性、施工性、適用性、強度、體積穩定性和經濟性。為此，高性能混凝土在配置上的特點是采用低水膠比，選用優質原材料，且必須摻加足夠數量的礦物細摻料和高效外加劑。
2HPC的特點
高性能混凝土具有一定的強度和高抗滲能力，但不一定具有高強度，中、低強度亦可。
高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物應具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。
高性能混凝土的使用壽命長，對于一些特護工程的特殊部位，控制結構設計的不是混凝土的強度，而是耐久性。能夠使混凝土結構安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。
高性能混凝土具有較高的體積穩定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。
配制高性能混凝土的特點是低水膠比并摻有足夠數量的礦物細摻合料和高效減水劑，從而使混凝土具有綜合的優異的技術特性，但由此也產生了兩個值得重視的性能缺陷：（1）自干燥引起的自收縮；（2）脆性。
概括起來說，高性能混凝土就是能更好地滿足結構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構的使用年限，降低工程造價。
3HPC在交通工程中的應用
3.1HPC在公路中的應用
高性能混凝土具有高施工性、高體積穩定性、高耐久性及足夠的力學強度，為此它能相對長時間承受隨沖刷、磨耗、冰凍、水的滲入、侵蝕等惡劣環境，高性能混凝土在公路應用中，其耐久性優點極為突出，一方面它可以提高路基施工質量，確保路基不下沉；另一方面需解決公路混凝土強度等級低，水泥用量少，從而形成了水泥用量少與耐久性要求之間的矛盾。
高性能混凝土是以耐久性為主要指標，同時要具有高強、高早強、高施工性（高流動、高粘聚性、高可澆注性）等優異性能。其配制的基本思想是：通過對原材料進行選擇，優化混凝土配比，摻入復合高效外加劑，同時摻入一些經過處理工業廢料如硅灰、粉煤灰、礦渣等，并從混凝土拌和物的流動性、施工工藝方面考慮，以獲得高流態、低離析、質量均勻的高強混凝土。同時其耐久性要大大好于普通混凝土。但如果能從改變公路混凝土的施工工藝出發，不采用滑模攤鋪施工，而采用高流態（接近自流平），坍落度達240-270mm的混凝土來施工，則該方法進一步豐富了公路高性能混凝土的內涵，其帶來的經濟效益和社會效益將是不可估量的。
3.2HPC在橋梁中的應用
高性能混凝土廣泛用于很多離岸結構物和長大跨橋梁的建造，包括長大跨橋梁所用的拌合物。它們主要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。高性能混凝土有廣泛的應用性，具有易于澆注、搗實而不離析、高超的、能長期保持的力學性能，早期強度高，韌性高和體積穩定性好，在惡劣的使用條件下壽命長、高強度、高流動性與優異的耐久性。推廣高性能混凝土在橋梁中的應用，延長橋梁的使用年限和獲得更好的經濟效益。人們所關注的是高性能混凝土，而不僅僅是高強度混凝土。耐久性、養護的難易程度以及建設的經濟性已成為工程建設的目標。當前國內應用較好的如上海東海大橋用的混凝土，設計壽命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、礦粉等廢料化腐朽為神奇，成為特殊的摻和材料，使海工混凝土既有高強度、耐久性、抗腐蝕等特性，又易于施工，直接節約材料成本2000萬元。不僅效果穩定，還能能提前感知混凝土的過度疲勞。高性能混凝土在橋梁工程中應用的優點是：①跨徑更長；②主梁間距更大；③構件更?。虎苣途眯栽鰪?；⑤力學性能加強。
4影響HPC性能的因素及HPC需要養護的原因
4.1影響HPC性能的因素
4.1.1溫度的影響
養護溫度對普通混凝土和高性能混凝土的強度影響很大。高溫加速了混凝土的水化過程。澆筑溫度和養護溫度越高，混凝土的極限強度越低，養護溫度越高，混凝土早期強度越高。低溫養護的混凝土具有相對均勻的微結構，特別是混凝土空隙的分布較均勻。雖然在較低溫度養護不能獲得較高的早期強度，但最終導致高的極限強度?？刂起B護期間混凝土的溫度是重要的，特別是在炎熱天氣下。
4.1.2濕度的影響
Spears認為，當混凝土內部相對濕度RH小于80%時，水泥水化將停止。養護環境相對濕度越低，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。泌水蒸發很快使高性能混凝土更易于產生塑性收縮裂縫，而且通常在混凝土初凝時就產生塑性收縮裂縫。
4.1.3養護時間的影響
養護時間對混凝土的長期性能有顯著影響。對一給定的水灰比，混凝土強度隨著齡期的增長而增加。從理論上說，水份遷移從毛細形為轉為擴散以后，養護就可以停止。從毛細行為到擴散，混凝土中水份損失的轉變時間取決于混凝土的配合比，環境條件和暴露面的面積與混凝土構件的體積比。
4.2HPC需要養護的原因
高性能混凝土與普通強度混凝土普通混凝土比有一個更低的水灰比，混凝土產生自干燥的傾向，為防止自干燥導致混凝土早期較大的收縮，應保證濕養供水或涂養護劑，甚至采用內養護。
高性能混凝土中一般都摻有礦物外加劑，有必要通過較長時間的濕養護，保證混凝土性能的正常發展。
為了縮短施工工期，加快模板周轉，使用高強度等級，高早強水泥，易使混凝土養護不充分。
現代建筑結構的發展，超高層建筑結構和異型建筑結構很難保證充足的供水養護。當前，混凝土的養護機理需要研究．混凝土養護也需要管理和控制，就某建筑工程而言，很難確定混凝土養護是否到位，目前還沒有標準可參考，而且現場養護技術也是混凝土迫切需要解決的施工技術難題。
5HPC的養護方法
高性能混凝土早期強度增長較快,一般3天達到設計強度的60%,7天達到設計強度的80%,因而,混凝土早期養護特別重要。通常在混凝土澆注完畢后采取以帶模養護為主,澆水養護為輔,使混凝土表面保持濕潤。養護時間不少于14天。不能直接在新澆筑混凝土暴露的表面使用水。為了方便，將高性能混凝土的整個養護過程分為兩個階段，初期養護和濕養護。初期養護應在新拌高性能混凝土澆筑以后立即開始，濕養護在混凝土終凝后開始。
5.1常規養護
混凝土養護要注意濕度和溫度兩個方面。養護不不僅是澆水保濕，還要注意控制混凝土的溫度變化。在濕養護的同時，應該保證混凝土表面溫度與內部溫度和所接觸的大氣溫度之間不出現過大的差異。采取保溫和散熱的綜合措施，可以防止溫降和溫差過大。
混凝土的潮濕養護通常采用噴水或保水方法，或用濕砂土，濕麻袋覆蓋。預制混凝土或寒冷天氣中澆筑的混凝土通常用密封罩內送蒸汽的方法保持潮濕。在遮陽防曬條件下進行混凝土潮濕養護，往往比向混凝土外露面灑水養護還有效。密封薄膜養護（不透水塑料薄膜或養護劑形成的薄膜）在水源不足時是很好的保溫養護手段，但應注意薄膜密封前混凝土表面必須處于飽水狀態。
拆除模板或撤除保溫防護后，如表面溫度驟降，混凝土就可能會產生龜裂。只有當混凝土任何部位的溫度都處于逐漸下降狀態時，才能撤除防護。大體積混凝土不能降溫過快，因為當混凝土內外存在溫差時，表面驟冷的混凝土產生裂縫的可能性很大。 混凝土采用干熱保溫時，必須補充足夠的水分。
5.2炎熱環境下的養護
同普通混凝土相比，高性能混凝土具有較高的早期強度。但在后期，高性能混凝土強度的發展類似于普通混凝土。因此，用高的溫度養護高性能混凝土并不理想。根據構件的尺寸，水泥含量，水膠比，環境條件，炎熱條件下采取如下措施控制養護期混凝土的溫度是必要的：
①降低混凝土的澆筑溫度；②覆蓋有很好隔熱性能的材料；③混凝土宜在低溫度時段的時候澆筑；④對新澆筑混凝土的暴露面進行覆蓋。
5.3低溫（負溫）環境養護
低溫下混凝土采用自然養護時宜使用不透明的塑料薄膜覆蓋或噴灑養護液。
在負溫條件下養護時，不得澆水，混凝土澆筑后，應立即用塑料薄膜及保溫材料如稻草或者干草覆蓋，進行保溫，防止混凝土凍結。用以玻璃纖維、海綿橡膠、纖維素、礦棉、乙烯泡沫和聚氨脂泡沫材料制成的保溫毯效果更佳。在寒冷氣候條件下，需要額外的熱量來保持10℃一15℃，這樣有利養護的溫度，可以采用加熱線圈，便攜式的循環加熱器或蒸汽來提供所需的熱量。
所有情況下，都應避免混凝土中水份的損失。
6 結語
高性能混凝土比普通混凝土難施工的多。配合比的選定、原材的控制都要有很高的要求。高性能混凝土養護比混凝土更加嚴格。如今我國HPC發展形勢一片良好，但是要使HPC 在交通工程中推廣使用還需一個認識和實踐的過程，對HPC的養護也要進行更深入的研究和探討。
參考文獻：
[1] 廉慧珍，閻培渝．21世紀的混凝土及其面臨的幾個問題[J]． 建筑技術，1996，(1)：14-16
高性能混凝土范文2
【關鍵詞】高性能混凝土抗滲性能鋼纖維
中圖分類號：TU311.3； 文獻標識碼：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
核廢料安全處置是目前國際上研究的熱點和焦點。自前蘇聯于1954年建成第一座核電廠以來，至今全世界已有核電廠400多座，核廢料排放量與日俱增。目前全世界產生的核廢料已達2×105 t之多，預計到2030年，全球的核廢料總數將達到5×105 t。核廢料貯存的長期安全性及其對地質環境、人類健康和生物圈的長期影響已成為人們十分關注和擔憂的問題[1]。
由于在很長的時間內不可避免地要承受使用荷載，而且受到地下水、巖層、地震等環境荷載的作用。核廢料貯存容器的可靠性將直接影響人民的生命財產安全；加之在設計、施工和使用中存在大量的不確定性等種種因素；因而必須對其進行可靠度分析，以使結構在預定時間內完成各項功能。本文著重研究了用于制作核廢料貯存容器的高性能混凝土的抗滲性能。
混凝土的滲透性與耐久性之間有著密切的聯系，因此通常認為滲透性是評價混凝土耐久性的最重要指標。正如有些專家評論的那樣：滲透性低的混凝土，其耐久性一般來說是比較好的；為了得到耐久的混凝土，必須相應地提高其抗滲性[2]。
滲透是指液體或氣體在壓力作用下的運動；擴散是指氣體或液體中的粒子由于存在濃度差進行的運動；混凝土的滲透性和抗滲性，是從兩個方面說明同一個問題，當混凝土的滲透性高時則其抗滲性低，當混凝土的滲透性低時則其抗滲性高；反之亦然。
1測試方法及數據
依據試驗原理的不同，滲透性試驗可大致分為三類：滲透系數法、離子擴散系數法和電參數法[2]。水滲透方法能夠較真實地反映混凝土的抗滲性能，建議研究應采用壓力作為手段測試混凝土的滲透性能[3]。鑒于國標方法GBJ82―85雖然其結果較好地反應出混凝土內孔結構及滲透液與混凝土水化產物吸附對滲透的影響，但操作繁重復雜，不易測試高性能混凝土，故抗滲試驗參照《水工混凝土試驗規程》[4]相對抗滲性試驗進行。
抗滲試驗采用ZKS系列微機控制高精度混凝土抗滲儀，見圖1
圖1混凝土抗滲試驗設備圖
制作上底直徑175 mm，下底直徑185 mm，高為150 mm的圓臺試件，按照設計的配合比稱好各種材料的質量，以石子、纖維、砂、水泥、減水劑的順序依次倒入攪拌機，干拌均勻后，再將水徐徐加入；待水全部加入后，繼續攪拌2～3 min，將攪拌好的拌合物裝入試模插搗后，放在振動臺上振動2～3 min；在試件表面覆蓋塑料袋以防止水分蒸發；24 h后拆模，放入養護室按照GBJ81―85養護成型。試驗時將試件壓入試壓鋼套，并將試壓鋼套安放到試壓臺上的鋼套底模上，中間有密封圈密封，形成一個對試件進行抗滲試驗的壓力腔。
表1正交試驗混凝土配合比
（a）試件壓入中（b）抗滲期間
（c）試件劈裂 （d）劈裂后的試件
圖2試驗概況照片
根據《低、中水平放射性固體廢物混凝土容器》EJ914―94要求，抗滲試件所承受的水壓力直接加到2.0 MPa，恒壓24 h，然后降壓，從試模中取出試件。在試件兩端面直徑處，于平行方向各放一根Φ6 mm鋼墊條，用壓力機將試件劈開。將劈開面的底邊10等分，在各等分點處量出滲水高度。根據滲水高度的平均值計算得到混凝土的抗滲高度?？節B試驗概況見圖2，試驗數據見表2和表3
表2混凝土抗滲高度
A―剪切螺紋型鋼纖維，kg/m3；B―超短超細高強型鋼纖維，kg/m3；C―聚丙烯纖維，kg/m3；D―Ⅰ級粉煤灰，%。
2方差分析
利用SPSS13.0得到的受熱前后混凝土抗滲高度的方差分析數據如表4
表4混凝土抗滲高度方差分析
通過F值的比較得出因素對混凝土受熱前后抗滲強度的影響，由大至小的排列順序和極差分析一致。對于給定的顯著水平α=5%，查得F0.05（1，3）=10.13，有：
（1）F值表明只有聚丙烯纖維對混凝土受熱前抗滲高度的影響作用顯著，且Sig.值小于0.01，因而其影響作用高度顯著。
（2）F值和Sig.值表明，各因素對混凝土受熱后抗滲高度的影響都不夠顯著。
從試驗數據可看出，混凝土在受熱后，抗滲高度普遍有所下降，其中下降最多是受熱前抗滲性能最好SP-7，保持率僅53.8%；而受熱前抗滲性能最差的SP-2在受熱后抗滲性能損失最小，保持率最高，為88.2%；受熱前抗滲性能較好的SP-8在受熱后是抗滲性能最好的試件。
Maalej M[5]把鋼纖維混凝土試件與普通混凝土試件底部浸泡在含量為3%的NaCl溶液中，然后加濕烘干循環83 d，發現鋼纖維混凝土的氯離子含量比普通混凝土低。加入增強纖維會使混凝土試件在裂紋寬度相同的情況下，滲流量減少；在沒有滲流發生的情況下，增大了臨界裂紋寬度。這些都表明鋼纖維的摻入會提高混凝土的抗滲性。
聚丙烯纖維能夠減少混凝土的早期塑性收縮裂紋并能阻止它們的發展，把增強混凝土抗滲性能的聚丙烯纖維的摻量定量化，認為聚丙烯纖維摻量為0～0.9kg/m3，尤其是0.9kg/m3的混凝土能夠有效抵御外界氯離子的侵蝕、保護鋼筋、防止銹蝕，具有優越的長期性能和耐久性能[6]。
通過試驗發現混凝土中摻入聚丙烯纖維后，吸水率和滲水高度增加得很大，原因在于摻入纖維后使得混凝土拌合物流動性降低，工作性變差，從而使混凝土的密實性變差，在壓力水作用下，滲透性增強，抗滲性降低；或是纖維的加入增加了混凝土的界面，在壓力水作用下，水向混凝土內部滲入的通道增加[7]。
通過試驗數據的分析可以看出，聚丙烯纖維起到了增強混凝土抗滲性能的作用，而且這種作用在混凝土受熱前很明顯。試驗表明粉煤灰對抗滲性能影響不大，這可能是粉煤灰細度不夠的原因。如果加入的粉煤灰細度高，可能會明顯提高混凝土的抗滲性能。因為細度較大的粉煤灰顆粒吸附在水泥顆粒表面有利于分散水泥絮凝結構，并且合理使用粉煤灰等礦物摻和料有利于更好地發揮高效減水劑的作用，改善漿體的流動性和硬化混凝土的滲透性。如果再和膨脹劑復合使用，能改善混凝土的孔結構，使其具有良好的孔級配，即有害孔減少、少害孔和無害孔增多，并且混凝土總孔隙率降低[8]。
3分析及總結
通過以上方差分析和試驗數據可以看出：
（1）聚丙烯纖維可顯著提高混凝土常溫下的抗滲性能，但對受熱后混凝土抗滲性能的提高效果不明顯；鋼纖維對混凝土受熱前后的抗滲性能均有增強的作用；粉煤灰對混凝土常溫下的抗滲性能起到了負面作用，但在混凝土受熱后對抗滲性能起到的作用是正面的。
（2）混凝土在受熱后抗滲性能會下降，但是加入增強纖維和粉煤灰的高性能混凝土試件在受熱后依舊保持較好的抗滲性能。鋼纖維對提高貯存容器耐久性有明顯的作用，短、超短鋼纖維混雜效果良好；改善鋼纖維的分散性及與基體咬合力，會更好地增強混凝土的耐久性；受熱時間較長后，鋼纖維高性能混凝土的抗滲性能優于高強混凝土。
參考文獻：
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高性能混凝土范文3
關鍵詞：高性能混凝土；耐久性；影響因素
高性能混凝土是在高強混凝土基礎上發展來的，即為高強混凝土的進一步完善，是目前混凝土發展的一個重要領域。近些年來，由于在高強混凝土的配制中，不僅加入了超塑化劑，也摻入了活性磨細礦物摻合料，與高性能混凝土的組分材料相似，因此，至今國內外有些學者仍然將高性能混凝土與高強混凝土在概念上有所混淆，不同的國家，不同的學者根據高性能混凝土性能特征上各有所不同曾提出過不同的解釋和定義。
1 高性能混凝土耐久性的意義
混凝土的耐久性是當前國際上與之相關學科最為重要的前沿研究領域之一?；炷恋哪途眯?，通俗來講，是建(構)筑物的使用年限。近幾十年來由于混凝土耐久性不足，在建筑物或構筑物的計基準期內，容易出現質量問題，導致結構可靠度降低。為維持結構必要的安全性和適用性，需要大筆維修費用。如果不能繼續使用，則往往予以拆除，成為不可再利用的大宗垃圾，占用大片土地，造成巨大的經濟損失，這是各國普遍存在的現象。工程實例教訓所花費的經濟、環境代價是昂貴和慘痛的。
2高性能混凝土耐久性的影響因素
高性能混凝土耐久性指混凝土在使用過程中抗大氣、環境作用的能力。其內容主要包括：混凝土抗化學侵蝕，堿―骨料反應，凍融循環性能，抗氯離子浸透性或鋼筋銹蝕等，目前高性能混凝土一般采用“雙摻”技術制備，即在混凝土中加入礦物料及高效外加劑，混凝土的工作性、強度等得到了很大改善，但混凝土還是出現了裂縫，在環境因素的侵蝕作用下其耐久性下降，甚至出現混凝土建筑物崩塌事故。
2.1 抗滲性。混凝土使用期間，會與環境中的水、氣體以及其中所含侵蝕介質的侵入并產生物理和化學反應而逐漸破壞。抗滲性是指混凝土抵抗這些介質向混凝土內部滲透作用的能力。滲透主要通過水泥內部毛細管或某些微裂縫所形成透水通路。混凝土的抗滲性能的高低直接反應混凝土耐久性能。
2.2 堿-集料反應。堿-集料反應是混凝土中的堿與集料中的活性組分之間發生的破壞性膨脹反應，從而影響混凝土的安全性。該反應會導致整體開裂破壞，預防其造成破壞的方法可以使采用控制混凝土中當放堿含量，也可以加入大量的礦物外加劑來代替水泥。
2.3 硫酸鹽侵蝕破壞。水泥基材料硫酸鹽侵蝕破壞的實質是有環境水中的硫酸鹽離子進入水泥石內部與一些固相組分發生化學反應，生成一些難溶的鹽類礦物而引起混凝土膨脹、開裂、剝落和解體，也會使水泥中CH和C-S-H等組分溶出或分解，導致水泥基材料強度和粘結性能損失。
2.4 混凝土碳化。混凝土是多孔性材料，大氣中的二氧化碳能夠滲入混凝土內與氫氧化鈣產生化學反應，是混凝土堿性減低形成碳化層，導致混凝土結構的膨脹、松散和開裂等。
2.5 鋼筋銹蝕破壞。主要原因：一是混凝土碳化，當碳化達到鋼筋表面時，使鋼筋表面與混凝土粘結生成的氧化鐵薄膜破壞，從而銹蝕。二是混凝士中氯離子的侵蝕作用，當氯離子滲入到鋼筋表面吸附于局部鈍化膜處時，鋼筋表面的氧化鐵薄膜被破壞，造成鋼筋銹蝕。摻入大量礦物外加劑后，水泥混凝土具有高堿性，可有效保護鋼筋不被銹蝕。
2.6 凍融作用。凍融破壞主要原因是混凝土內部滲水的空隙或毛細管受凍后，水結冰后體積膨脹，對孔壁或毛細管壁產生一定的內壓力作用而導致結構破壞，混凝土經受多次凍融循環作用后，強度逐漸減低，最終導致破壞。
3提高混凝土耐久性的技術途徑
3.1摻入高效減水劑。在保證混凝土拌合物所需流動性的同時，盡可能降低用水量，減小水灰比，使混凝土的總孔隙，特別是毛細管孔隙率大幅度降低。水泥在加水攪拌后，會產生一種絮凝狀結構。在這些絮凝狀結構中，包裹著許多拌合水，從而降低了新拌混凝土的工作性。施工中為了保持混凝土拌合物所需的工作性，就必須在拌和時相應地增加用水量，這樣就會促使水泥石結構中形成過多的孔隙。當加入減水劑后，減水劑的定向排列，使水泥質點表面均帶有相同電荷。在電性相斥的作用下，不但使水泥體系處于相對穩定的懸浮狀態，還在水泥顆粒表面形成一層溶劑化水膜使水泥絮凝狀的絮凝體內的游離水釋放出來，因而達到減水的目的。
3.2摻入高效活性礦物摻料。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的，在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質的組成?；钚缘V物料(矽灰、礦渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO及活性AlO，它們能和水泥水化過程中產生的游離石灰及高堿性水化矽酸鈣產生二次反應，生成強度更高，穩定性更優的低堿性水化矽酸鈣，從而達到改善水化膠凝物質的組成，消除游離石灰的目的。有些超細礦物摻料，其平均粒徑小于水泥粒子的平均粒徑，能填充于水泥粒子之間的空隙中，使水泥石結構更為致密，并阻斷可能形成的滲透路。
3.3消除混凝土自身的結構破壞因素。除了環境因素引起的混凝土結構破壞以外，混凝土本身的一些物理化學因素，也可能引起混凝土結構的嚴重破壞，致使混凝土失效。因此，要提高混凝土的耐久性，就必須減小或消除這些結構破壞因素。限制或消除從原材料引入的堿，SO，C等可以引起結構破壞和鋼筋腐蝕物質的含量，加強施工控制環節，避免收縮及溫度裂縫產生，提高混凝土的耐久性。
4高性能混凝土耐久性問題及優化措施
4.1早期抗裂性差。早期開裂是高性能混凝土的早期收縮大、早期彈性模量增長快、抗拉強度并無顯著提高、比徐變變小等因素共同導致的。混凝土的收縮是指混凝土中所含水分的變化、化學反應及溫度變化等因素引起的體積縮小。其按作用機理可分為自收縮、塑性收縮、硬化混凝土的干燥收縮、溫度變化引起的收縮變形及碳化收縮變形五種。
4.2 改善措施。防止混凝土早期開裂主要是抑制混凝土的收縮。措施：①可采用優質原材料，優化配合比，加強對混凝土的養護；②加入短纖維增強阻裂；③采用減縮防裂劑等。
4.3 高性能混凝土推廣應用存在的問題。第一，高強高性能混凝土缺乏通用的設計規程和有關材料、施工及驗收標準；第二，制備高性能混凝土所用原材料價格較貴；第三，高性能混凝土材料組成與普通混凝土有所不同，所以在施工工藝上有特殊的要求；第四，高性能混凝土收縮大、脆性高、耐火性差等有待改善和提高性能。
5 結束語
人類進人21世紀，面臨著“人口膨脹、資源能源短缺以及環境惡化”三大問題?；炷敛牧鲜琴Y源和能源消耗大戶，也是重要的環境污染源?；炷敛牧虾图夹g直接影響著人類可持續發展。因此：
（1）必須重視和提高混凝土耐久性，減少工程隱患和工程的重復建設周期，盡可能的使同一工程應用更長的時間，以節約混凝土用量，節約有限的人力、物力和財力。
（2）高性能混凝土是提高混凝土耐久性的有效手段，需要對其研究和應用更加深入，降低成本，擴大它的應用范圍。
（3）加大對低品位骨料的有效利用，再生骨料和人造輕骨料的研究開發，減輕環境負荷。
高性能混凝土范文4
【關鍵詞】高性能混凝土；收縮；徐變；試驗
近些年來，我國對于混凝土的收縮和徐變性能已經進行了大量的試驗和研究，對于其認知水平有了大程度的提升，關于其對結構的計算理論和影響分析在不斷發展，但是由于其對結構影響的復雜性，使得很難獲得較為精確的答案。國內外不乏由于混凝土徐變所造成的工程事故實例?；炷恋氖湛s和徐變通常受材料特性、組成、施工工藝的影響很大，基于此，通過對試驗中所獲取的參數來替代預測模型中的參數，可以更加精確地反映材料特性，提高混凝土的整體施工質量。
1 實驗過程
1.1 原材料
水泥：海螺牌P?Ⅱ42.5R水泥，起Cl―含量為0.001%，C3A含量為7.8%，比表面積為383m2/kg，初凝和終凝時間分別為1.5h和3h， 3d和28d的混凝土抗壓強度為34.3MPa和57.2MPa，3d和28d的混凝土抗折強度為6.9和9.6 MPa，安定性合格。
粉煤灰：蘇源牌Ⅰ級粉煤灰，起燒失量為1.42%，需水量比為88%，細度為0.38%，SO3含量為0.46%，含水量為0.12%，CaO含量為3.44%。
礦渣粉：S95型號的Ⅰ級礦渣粉，其比表面積為444m2/kg，流動比為113%，密度為2.90g/cm3，含水量為0.02%燒失量為0.00%，SO3含量為0.05%，7d和28d的活性指數為81%和107%。
細骨料：選用細度模數為2.4的中砂，起表觀密度為2.59g/cm3。
粗骨料：選用直徑為5―25mm的碎石，其壓碎指標為6%，表觀密度為2.59g/cm3。
外加劑：選用JM-PCA（Ⅰ）型號的混凝土超塑化劑，起成分主要誒聚羥酸反應型高分子聚合物，具有低收縮、高效減水、超塑化、非引氣等功能。
拌合水：潔凈的自來水。
1.2 混凝土的配合比
該試驗所選取的配合比要根據具體的試驗數據進行配制，具體的類目參照試驗指導即可。其中B35、B40和B55為摻25%―45%礦渣粉和10%―15%粉煤灰的高性能混凝土，B0為不摻礦渣粉和粉煤灰的普通混凝土。
1.3 成型及養護
在配合完畢后，應該使用適當型號的（依據試驗指導）強制式攪拌機進行充分地攪拌，攪拌的時間為1.5min，每個立方體試件的尺寸為100mm*100mm*100mm，成型后立即放入混凝土的標準養護室內進行養護。養護構成中要在成型的試件覆蓋一層塑料養護薄膜，待其精致24h后進行拆模處理，拆模后立即進行養護，其濕度要控制在95%一上，溫度要控制在20攝氏度左右。在試驗試件養護4d后，需要將其移入徐變室直至其達到5d齡期后方可開始進行收縮徐變試驗。
1.4 徐變試驗
（1）在表養4d后，將徐變試件移入徐變室內。首先需要安裝外裝式千分表（變形測量裝置），然后再將徐變試件放置在徐變儀的下壓板上，最后通過適當地調整使試件、加載千斤頂、測力計及徐變儀的軸線保持重合，記下最初的讀數。
（2）待試件放置好后，使用千斤頂進行預壓，直至徐變壓力達到20%左右為止，進行一下對比，并保證兩側的變形差距不應大于均值的10%，假如超過此值，需要重新進行調整對中。
（3）對中操作完畢后，繼續進行試件的加壓操作，直至徐變應力出現為其總值的一半，獨處兩側的變形值，這樣所得到的平均值即為徐變荷載下的初始變形值。
（4）按照特定的時間和周期對試件的變形值進行測量，一般測量的周期為1，3.7.14.28.45.60.90.120.150.180d。
1.5 收縮試驗
混凝土在表養4d后即可將其移入徐變室內，在讀取徐變變形的同時，通過外裝式千分表對其變形進行測量，并進行記錄。
2 試驗結果與分析
通過試驗我們可以明顯得出以下結論，即：水泥用量、摻和料以及養護時間等都會對混凝土的收縮和徐變造成影響。
2.1 水泥用量的影響
基于試驗結果，我們可以明顯地知道，在水膠比相近、膠凝材料一定的情況下，粉煤灰和礦渣摻量之和越大，水泥用量越低，則混凝土的徐變和收縮值越小。
2.2 摻合料的影響
從實驗結果中我們可以明顯看出：如果粉煤灰和礦渣總摻量為40%，礦渣的比表面積為432（m2/kg）的時候，在60d以后其徐變程度比普通混凝土低4%―11%左右；假如粉煤灰和礦渣的總摻量為55%，那么此時的程度最佳，此時，高性能混凝土的徐變程度會比普通混凝土低10%―49%；而如果礦渣選用的比表面積為444（m2/kg），則混凝土各個齡期的徐變度會均高于普通混凝土，這樣會極為不利于混凝土的質量。基于此，在高性能混凝土的選用中，宜選用比表面積較低的礦質（低于444m2/kg），并且確保粉煤灰和礦渣的總摻雜量不低于40%。
2.3 養護時間對于混凝土收縮和徐變的影響
從混凝土養護時間和氣徐變程度的影響圖線中，我們可以明顯地看出：對于所有的混凝土而言，一切的混凝土的收縮、徐變在90d的養護時間范圍之內，其總體呈現出增長的趨勢，在達到120d后則逐漸的趨于平緩。
3 試驗結論
通過試驗的檢測，我們可以得出以下結論：
（1）在水膠比相近、膠凝材料用量一定的情況下，礦渣摻量越大，水泥用量越低，則混凝土的徐變、收縮值越小；
（2）高性能混凝土的徐變值低于普通混凝土的徐變值；
（3）在高性能混凝土中宜選用比表面積低于444 m2/kg的礦渣，且粉煤灰和礦渣的總摻量不宜低于40%；
（4）混凝土的徐變和收縮集中增長在加載后的90d范圍內，而在加載的120d后將趨于平緩（穩定）。
總之，高強度混凝土的收縮和徐變受到多種因素的影響，除了上述的水泥用量、礦渣和粉煤灰的總摻量、比表面積、養護時間等因素外，溫度、濕度等養護條件也會對混凝土的收縮和徐變性能產生影響。因此，為了確保混凝土的質量，進而保證工程的整體質量，我們需要對混凝土的收縮和徐變性能進行細心地研究和探索，只有這樣才可以使我國工程的質量得到切實地維護。
【參考文獻】
[1]歐陽華林，白云山.高性能混凝土收縮徐變性能的試驗研究[J].橋梁建設，2006（2）.
高性能混凝土范文5
【關鍵詞】 高性能混凝土、配合比設計、施工控制
區別于傳統混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩定性等許多優良特性，應用于重要結構主要包括：橋基，承臺，橋臺，墩身，預制梁，現澆梁、主梁接縫混凝土、涵基涵身混凝土、房屋建筑及路基支擋結構混凝土、防撞墻等。在工程安全使用期、經濟合理性、環境條件的適應性等方面產生了明顯的效益，被認為是今后混凝土技術的發展方向，現從配合比設計的幾個重要的方面進行一些簡單探討：
1、高性能混凝土配合比設計計算基礎
由于高性能混凝土更突出了耐久性，且在某種條件下要求有更高的工作性能，因此配制高性能混凝土時，要求配制人員必須具備必要的專業知識，并且充分了解原材料各組分的性能、相互作用及對混凝土性能的影響。而對于高性能混凝土目前沒有固定的方法，大都是已經驗為主的半定量設計方法。本文應用混凝土體積模型建立混凝土用水量和砂率的計算公式，再結合水膠比定則，可以全面的確定高性能混凝土中各組分用量，再結合實際經驗可以更好更方便地實現高性能混凝土的配合比計算。
混凝土配合比設計是混凝土材料科學中最基本而又最重要的問題。根據混凝土強度與水灰比關系。有：
該式為混凝土配合比設計的強度基礎。
根據混凝土體積模型1）混凝土各組成部分具有體積可加性2）石的空隙由砂漿來填充3）砂漿中的砂的空隙由水泥漿來填充4）膠凝材料的空隙由水和空氣隙來填充5）膠凝材料為水泥，粉煤灰等膠凝材料（表1）。
根據混凝土體積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分別表示混凝土中水、空氣、水泥、細摻料、砂和石的體積含量。
根據美國Mehta 和Aitcin 教授在對高性能混凝土進行了大量研究后認為：要使高性能混凝土同時達到最高的施工和易性和強度以及尺寸穩定性膠凝材料漿體體積宜為混凝土體積的35%左右。我們取Vm：（Vs+Vg）=35：65這一事實確立了高性能混凝土配合比設計中膠凝材料漿體體積和骨料體積的定量關系。
假設細摻料加入量為水泥的x%
由（2）可得：
W=Vm-Vc-Vf-Va 其中A、B為回歸系數表1-3給出了A、B的取值。
其中，為水泥，細摻料的密度。
公式中系數的大小與細摻料的摻入量有關（表2）。
公式（3）（4）（5）表明高性能混凝土用水量取決于強度和水膠比，混凝土強度越高，水膠比越小，則用水量越少；礦物細摻料的品種和摻入量影響混凝土的用水量；引氣量越大，則混凝土用水量越少。
砂率的確定：根據混凝土體積模型觀點（2）石的空隙由砂漿來填充 當單位體積的混凝土中，石的間隙剛好被砂漿填滿時，有砂漿的體積為
Vsm=1000）（6）
其中、分別為石的表觀密度和堆積密度。
砂率：
其中 、分別砂和石的密度。
由于砂石表觀密度相差不大近視 =公式可以（7）簡化為
SP=x100% （8）
公式（7）、（8）表明混凝土砂率隨混凝土用水量的增加而增加，隨膠凝材料的用量增加而減小。根據高性能混凝土體積相關觀點我們可以取Vm=350l/，集料體積Vs+Vg=650l/，。這樣公式（8）可以簡化為：
高性能混凝土由于其高的強度和耐久性、和易性。原材宜使用標準稠度低，強度等級不低于42.5的普通和中熱硅酸鹽水泥。細骨料宜選用級配良好，細度模數為2.6到3.2的中粗砂。粗骨料宜選用質地堅硬，級配良好，針片狀少，空隙率小的碎石，壓碎指標不大于10%，骨料的最大粒徑不宜大于25mm 外加劑應與水泥匹塌落度損失小的高效減水劑，減水率不宜小于20%，最好大于25%其他細摻料應符合國家相關規定。
2、混凝土配合比設計計算步驟
（1） 配制強度：
（2） 水膠比：
（3） 用水量：W=
（4） 膠凝材料用量：，
F=為細摻料的加入量
（5） 砂率及集料用量：砂率SP== x100% S=
（6） 外加劑：外加劑應與水泥匹塌落度損失小的高效減水劑加入量應保證混凝土有很好的和易性加入量宜為5%-12%
（7） 配合比調整和試配：當采用3 個不同的配合比進行混凝土強度試驗時，其中一個為基準配合比，另外兩個配合比水灰比，宜教基準配合比分別增加和減少0.02～0.03。配合比確定后還應用該配合比進行不少于6次的重復試驗進行驗證。
3、對配合比設計的討論
在以上混凝土配合比設計中，配制強度，水膠比，用水量，膠凝材料的組成與用量，砂率以及粗細骨料的用量都可以用公式計算確定，這樣可以減少配制時對經驗的依賴和減少尋找時間。當然在計算種涉及幾個參數的取值問題比如水泥漿體體積和骨料體積，這些取值都有比較成熟的研究成果。與傳統比較科學性和定量化大大方便試驗人員。
4、在實際操作中容易存在的問題
不少施工單位在配合比設計時純粹是為了達到設計強度，按規范要求或以往經驗進行一組配合比設計，試配后強度達到要求就算完成了；若達不到要求，唯一的方法就是增加水泥用量，很少有人從材料調配、經濟效益、混凝土工作質量等方面綜合考慮。水泥用量過多，往往導致混凝土收縮裂縫的產生和徐變增大，而且也相應的增加了成本。
5、相應的措施
在規范要求允許的條件下，試驗室應配制不同的配合比，從經濟、工作性能、質量等方面綜合考慮擇優選用，并應針對不同施工部位、不同評定方法給予適當調整，盡量避免凡是同一強度均使用一個配合比的做法，試驗室還應收集每次配合比及施工情況的詳細數據，并注意對這些數據進行統計分析，以便得出本試驗室的水灰比、用水量、砂率、水泥用量范圍及σ數值，日積月累，就能成為一個很可觀、很寶貴的參考資料，對以后的施工將會起到不可估量的作用。
6、結束語
綜上所述，高性能混凝土由于其優良的性質，近年來倍受關注，這不僅是一種技術性能很好的混凝土，而且是一種綠色混凝土，是可持續發展的，但是要體現它的高性能不只是一個優質的配合比，更主要的是看施工企業是怎么去實際操作，從各個環節上作到科學，合理施工。
參考文獻
[1] 《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55）
[2] 高性能混凝土及施工工藝
[3] 現代混凝土配合比設計-全計算法
高性能混凝土范文6
中圖分類號：TV331文獻標識碼： 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礎上采用現代混凝土技術制作的新型高技術混凝土。針對不同的用途要求，對下列性能有重點地予以保證:耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩定性、經濟性等。
2、高性能混凝土的新型理念
據有關統計:中國生產全世界三分之一的混凝土。在每年生產15.6億噸混凝土的過程中，相當數量的二氧化碳被排放到空氣中。目前大氣的二氧化碳濃度為390ppm。二氧化碳在全球溫室氣體總量中占85%。生產一噸水泥大約需要兩噸石灰石和頁巖。這在電能、工藝熱量和運輸方面消耗4，000，000，000焦耳。
據最新資料，我國每年因拆出建筑產生的固體廢棄物達2億噸以上，其中一半以上為廢棄混凝土；美國每年大約產生6000萬噸廢棄混凝土；歐洲每年有16200萬噸廢棄混凝土產生；日本每年約有1600萬噸廢棄混凝土，在德國每年拆除廢棄混凝土約為0.3t/人。所以高性能混凝土需要解決使廢棄混凝土減少的問題，理由如下：
2.1混凝土原材為不可再生資源
據統計地球上的資源是有限的，許多是不可再生的。土木工程是人類在自然界進行物質交換量最大的活動，全世界每年混凝土用量達到90億噸，大量材料的生產和使用，消耗大量資源。150多年前，以硅酸鹽水泥為膠凝材料的混凝土問世，不以其二原材料資源豐富、價格低廉為主要優點，很快受到世人的青睞，而成為近代、現代土木建筑工程的主要材料。但是這些年來，由于用量越來越大，大量開山、采石，已經嚴重破壞了自然景觀和綠色植被，挖河取沙，造成水土流失或河流改道等嚴重危機。所以混凝土的需求將會越來越多，對原材資源的利用也將是很多的，這些資源都是不可再生的資源，用沒了那就是永遠的沒了，大量的山被開采，植被破環，生態環境嚴重受害。所以我們需要提高混凝土的性能，將其優化，使其耐久性長遠。
2.2混凝土的設計年限
普通混凝土設計年限比較短，一般六七十年，這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決這個問題，將設計年限大大延長上百年甚至更長，這就需要混凝土技術的更加精湛，要求高科技條件下設計高性能混凝土，用以提高設計年限。
2.3混凝土解決施工困難
比如大體積混凝土施工，就得解決水泥水化反應產生的熱，這是一個施工的難點，也需要專業的施工隊伍，施工經驗方面必須保證，使得大體積混凝土散熱以及養護能夠得到保證，最終保證達到施工質量的要求。
還如冬季施工，這個要求非常高，溫度低環境惡劣，嚴重阻礙了施工進度，以及質量的達標，混凝土的養生難度也是非常大的，比如在這寒冷的北方地區還有高海拔以及常年凍土地區，將使混凝土冬季施工面臨很大的難度，所以高性能混凝土有待解決這些施工問題。
2.4混凝土造價問題
高性能混凝土原材要求嚴格、技術要求高，所以對應的造價就會高，雖然現在國民經濟發達，科技水平提高，但是我們在優化混凝土質量的同時盡量優化造價問題。
二、配合比設計的步驟方法
1、確定混凝土的配制強度
高性能混凝土配制強度與普通混凝土配合比配制強度計算方法相同。計算公式如下：
Fcu，0≥Fcu,k+t*σ
式中：Fcu，0―混凝土試配強度(MPa)；
Fcu,k―混凝土設計強度標準值(MPa)，本工程實例中為55MPa；
t―混凝土強度保證率系數，高性能混凝土一般取t=1.645；
σ―混凝土強度標準差，按企業以往施工質量水平測算，如無歷史統計資料，
可選用普通混凝土配合比設計規程中的推薦值，對C55混凝土，可取σ=6。
根據以上資料計算，本實例中混凝土試配強度按64.9MPa考慮。
2、配合比參數確定
用水量在水灰比一定、原材料一定的情況下，使用滿足工作性的最小加水量(即最小的漿體量)，可得到體積穩定、高強度的混凝土。因此，用水量根據混凝土拌合物坍落度的大小和高效減水劑的效果而定，一般wo≯175kg/m 。
水膠比。嚴格控制水膠比是保證高性能混凝土質量的關鍵之一。低水膠比能降低混凝土的孔隙率并減小孔隙尺寸，通過混凝土的低滲透性來保證其耐久性。高性能混凝土的水膠比[ (水泥+礦物微細粉)]一般不大于0.38。
漿集比。水泥漿與骨料(亦稱集料)的比例為漿集比。采用適宜的集料時，固定漿集體積比為35：65時可以很好地解決強度、工作性和體積穩定性之間的矛盾，配制出理想的高性能混凝土。
砂率砂率。主要影響混凝土的工作性。當水膠比不同時，高性能混凝土中的最優砂率也有所變化。高性能混凝土的砂率可根據膠凝材料總量、粗細骨料的顆粒級配及混凝土泵送要求等因素來確定，宜采用37％-44％。
膠凝材料摻量。在進行配合比參數設計時，為保證混凝土的耐久性，混凝土中膠凝材料總量應處在1個適宜范圍內，膠凝材料總量宜為450kg/m3-600kg/m3，其中礦物微細粉用量宜≤膠凝材料總量的40％。
高效減水劑摻量。高效減水劑是混凝土實現大流動性的唯一途徑，高效減水劑摻量應根據坍落度要求確定，其最佳摻量一般占膠凝材料質量的1％-2％。
三、配合比設計中的關鍵技術
1、關于混凝土工作性
1.1流動性
流動性用坍落度表示，泵送混凝土屬于大流動性混凝土。出攪拌機的混凝土坍落度為T0，入泵混凝土坍落度為T1，則ΔT= T0- T1稱為坍落度損失。坍落度損失越小越好，一般需要控制1小時坍落度損失率不大于20%。
混凝土入泵坍落度與混凝土泵送高度有關，根據混凝土的入泵坍落度與坍落度損失，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產生堵管或分層離析和泌水等性能，可泵性好的混凝土，不但混凝土原材料應滿足要求，流動性大，而且粘聚性、保水性好。常壓泌水率要小，壓力泌水值一般控制在40-130ml，以70-130ml為好。
2、關于配制強度
混凝土的抗壓強度，是結構混凝土最主要的指標，必須達到設計要求，混凝土強度等級保證率不低于95%。但混凝土抗壓強度也不宜過高，即超標太多。如超過設計強度3個等級以上，該混凝土不是最佳的混凝土，不僅增加了材料成本，而且還會使混凝土的膠凝材料用量過高，從而降低了混凝土的長期耐久性能。
3、關于混凝土耐久性
近年來人們對混凝土耐久性的認識日益提高，國外各標準中也均把耐久性列為混凝土的最重要指標，也就是說，不是對有特殊要求的混凝土才要考慮耐久性，而對應對所有混凝土都予以考慮。
結束語
要實現高性能質量目標應從實現高性能混凝土質量的前提、原材料質量控制、礦物摻和料種類和摻量選擇、砂率選擇、注意事項等方面進行綜合考慮。高性能混凝土配合比設計復雜，考慮因素較多，在經濟合理滿足施工進度條件下，確保配合比設計合理，有效提高混凝土結構耐久性。
參考文獻
[1]代華兵.高性能混凝土配合比的設計與試驗[J].交通建設與管理,2014,06:66-68+76.
[2]肖春.淺談高性能混凝土配合比設計及其存在的問題[J].江西建材,2014,02:62+64.
