J高性能混凝土(讲件)-2017年11月.ppt

高性能混凝土 一 高性能混凝土的发展背景 目前，我国的混凝土生产量约为12亿立方米，约占全 世界的40%，位居世界首位。 存在问题方面： 安全性、耐久性。 近年来，混凝土的耐久性问题受到政府相关部门及业内的高度重视，混凝土结构的安全性及耐久性，，陆续被立项研究。 1、“九五”期间，在国家计委、国家科技部的支持下，由原国家建材局组织、中国建筑材料科学研究院牵头，针对影响混凝土耐久性的主要因素，开展了跨部门、跨行业的联合攻关，取得了大量具有国际领先或国际先进水平的科研成果，推动了水泥及混凝土材料学科及相关科学技术的发展。 2、“十五”期间，混凝土耐久性的研究工作再次得到国家科技部的高度重视，设立了“十五”科技攻关项目“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”，，集中力量开展新型高性能混凝土及其耐久性的研究。同时，中国工程院土木水利与建筑学部于2000年提出了一个名为“工程结构安全性与耐久性的研究”的咨询项目，也主要是在混凝土耐久性方面进行全面攻关。 至此，我国的高性能混凝有了一个全新的发展，推动了我国建筑业的快速发展。我国最早应用高性能混凝土的是1991年广东国贸大厦工程，进入二十一世纪，才建立起“高性能的概念”。近年来，很多铁路桥、公路桥、机场及超高层建筑中均得到推广应用，如：青藏铁路，杭州湾大桥，三峡大坝混凝土等重点工程。 但武广客运专线及部分其它工程的建设才将高性能混凝土结构设计真正意义上得到推广，标志着我国高性能混凝土的成熟意义。 二 高性能混凝土的定义、组成及机理 （一） 高性能混凝土的定义 何谓高性能混凝土？ 我国（吴中伟院士）：高性能混凝土为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，是以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途的要求，对下列性能有重点的加以保证：耐久性、施工性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。 高性能混凝土 高工作度 高强度 高耐久性 ——可泵送、有掺合料的高强混凝土 其共同点是：体积稳定性及耐久性。 从材料的“性能”的含义而论，既包括力学性能的概念，也还包括了一些非力学性能的概念，如高填充性、不离析、抗渗性、抗侵蚀性、体积稳定性以及耐久性等等。 所以，综合各位学者及我国研究的结果：高性能混凝土主要是在传统的混凝土配制基础上进行了物理与化学性能的改善，掺进了一定比例的矿物掺合料及高效性能的外加剂，在保证混凝土强度的同时，兼顾考虑了混凝土具有良好的施工性、适用性、体积稳定性、耐久性以及经济性。 （二） 高性能混凝土的组成 其主要组成材料有： 水泥 矿物掺合料 粗骨料 细骨料 高效外加剂（超塑化剂）。 1、水泥： 仍然发挥其最原始的胶凝作用，是强度形成的主要成份。 2、矿物掺合料： 机理： （1）填充间隙及形成润滑膜； （2）消纳氢氧化钙，改善过渡区（火山灰反应）； （3）对水泥的分散作用，降低水胶比； （4）延缓初期水化速率，形成低水胶比的有利环境； （5）降低温升，改善徐变能力，减小早期热裂缝； （6）部分掺合料在水泥作用下，发挥一定的胶凝作用。 应用注意： 不同矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定，一般情况下，矿物掺合料参量不宜小于胶凝材料总量的20%。当混凝土中矿物掺合料为粉煤灰，且掺量大于30%时，混凝土的水胶比不宜大于0.45，这主要是出于既要保证混凝土矿物掺合料的作用，又要减少混凝土早期开裂。 3、粗细骨料： 仍然发挥其最原始的框架作用，是构成混凝土结构骨架结构的主要成份。 现行骨料的不足 ★ 使用廉价的颚式破碎机，使粗骨料的针片状 颗粒高，空隙率大，质量波动显著，导致混凝土拌合物的胶凝材料用量明显偏大。 ★ 粗骨料中5-10mm的颗粒很少，不仅增大胶凝材料用量，影响体积稳定性，而且影响混凝土结构承受动载时的传荷能力。 4、外加剂（超塑化剂）： 高性能混凝土用外加剂应具有减水率高、坍落度损失小、适量引气、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性等性能。 （1）降低单位用水量； （2）重新调整熟料和石膏之间的匹配关系； （3）调整不同外加剂组分之间的适应性； （4）调整不同外加剂同水泥之间的适应性； （5）控制混凝土水化速度，调整其工作性能。 （三）高性能混凝土的性能形成机理 其最基本的强度形成原理仍然适用于高性能混凝土的强度形成过程，但其矿物掺合料及外加剂在整个混凝土强度形成过程中发挥了改善其高性能的重要作用。 1、大颗粒粗骨料构成混凝土的骨架结构； 2、大颗粒粗骨料的间隙由小颗粒填充； 3、小颗粒粗骨料的间隙由细骨料填充； 4、浆体填充骨料堆积体的空隙并在其表面形成润滑层，使拌合物具有满足施工需要的工作度； （二）高性能混凝土的强度形成机理 5、早期强度由水