C80高强高性能混凝土的研制及应用
C80高强高性能混凝土的研制及应用
摘要:
随着混凝土技术的不断发展，高效减水剂和高活性的混凝土掺和料不断得到开发与应用以及工程结构向大跨度、高层、超高层及超大型发展的需要，混凝土强度、性能不断提高，特别是越来越多的大跨桥梁、高层建筑、地下、水下建筑工程的修建和使用，使高强和高性能化的混凝土已逐渐成为主要的工程结构材料。由于工程建设的范围与规模不断扩大，要求混凝土具有高强、高体积稳定性、高弹性模量、高密实度、低渗透性、耐化学腐蚀性及高耐久性并具有高工作性等特性。因此，高强高性能混凝土在工程建设中将占据主要地位。
现就南方某地下工程C80高强高性能混凝土的研制与应用作如下简述。
1.C80高强高性能混凝土的研制
C80高强高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，它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，选用优质原材料，在严格的质量管理条件下制成的。除了水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物质超细粉与高效外加剂。它是重点保证耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性和经济合理性的一种新材料。
1.1 C80高强高性能混凝土的技术要求
C80高强高性能混凝土是在严酷环境下使用的，要求易于泵送、浇筑、捣实，不离析，能长期保持高强、高韧性与体积稳定性，且使用寿命长。因此它必须具有工程设计和施工所要求的优异的综合技术特性，具体如下：
（1）具有高抗渗性和高抗介质侵蚀能力。高抗渗性是高耐久性的关键。
（２）具有高体积稳定性，即低干缩、低徐变、低温度应变率和高弹性模量。
（３）高强、超早强，即满足工程结构或构件较高要求的承载能力。
（４）具有良好的施工性，即满足施工要求的高流动性、高黏聚性，坍落度损失小，泵送后易于振捣，甚至免振达到自密实。
（５）经济合理，应利于节约资源、能源及环境保护。
1.2 C80高强高性能混凝土的研制技术途径
C80高强高性能混凝土作为一种新型高技术混凝土，它的研制要求我们必须从原材料，配合比，施工工艺与质量控制等方面综合考虑。首先必须优先选用优质原材料。其次在配合比研制时，在满足设计要求的情况下，尽可能降低水泥用量并限制水泥浆体的体积；根据工程的具体情况掺用一种及一种以上矿物质超细粉掺和料；在满足流动度的前提下，通过优选高效减水剂的品种与剂量，尽可能降低混凝土的水胶比。
第三是正确选择施工方法，合理设计施工工艺并强化质量控制意识与措施，以保证C80高强高性能混凝土满足工程结构的需要。
1.3 原材料的优选与配合比设计
1.3.1 原材料的优选
（１）水泥。配制C80高强高性能混凝土宜选用52.5及以上的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，在选用硅酸盐水泥时还需考虑硅酸盐水泥的矿物组成和细度。
水泥的主要成分C3S，C2S和C3A对混凝土的性能影响较大，C3S对混凝土的早期强度和后期强度均有贡献；C2S水化较慢，通常只对后期强度有利；C3A的水化速度最快，但C3A的含量引起水泥与高效减水剂的相互适应问题，C3A含量高于8%时，混凝土的流动度损失较快，不利于混凝土的泵送与振捣。高细度的水泥早期强度较高，但后期强度增长较少，且早期产生的水化热较高。因此，在选用水泥时，应根据工程的具体情况，综合考虑凝结时间、强度、变形性和耐久性等方面的特殊要求，本着经济合理的原则，宜优先选用C3S含量高，C3A含量低于8%的硅酸盐水泥。在保证强度的前提下，还需满足质量稳定、需水量低、流动性好、活性较高等要求。
（２）细集料。宜优先选用细度模数中等偏粗（控制在2.7～3.1），质地坚硬、粒形良好的天然河砂。对0.315mm筛孔的通过量不应少于15%，对0.16mm筛孔的通过量不应少于5%，含泥量不应大于1%（不含泥块）。另外，细集料应具有良好的级配，且云母含量按质量计不宜大于1%；轻物质含量按质量计不宜大于1%；硫化物及硫酸盐含量（按SO3质量计）不宜大于0.5%；有机质含量按比色法评介，颜色不应深于标准色。
（３）粗集料。粗集料的性能对高强高性能混凝土的性能有较大影响，其中最主要的是集料的强度与界面的黏结力，以及骨料的物理性能和化学成分。粗集料的颗粒强度、针片状颗粒含量、含泥量及最大粒径等也是高强高性能混凝土强度和性能的控制因素。
粗骨料的强度对高强高性能混凝土的强度影响很大，因此应选用质地坚硬未风化的岩石，骨料母材的抗压强度不应小于混凝土强度标准值的1.3倍，宜优先选用致密的辉绿岩、玄武岩、火成岩、花岗岩、大理石等。
粗骨料针片状颗粒含量不应大于5%，压碎指标值不应大于7%，表观密度应大于2650kg/m3，堆积密度应大于1450 kg/m3，吸水率应小于1.0%。
粗骨料的最大粒径不应大于25mm；含泥量不应大于0.5%，不含泥块。粗骨料中不得混入风化和软弱颗粒，且粗骨料应具有良好的颗粒级配。
对于C80高强高性能混凝土，由于碎石的界面黏结力优于卵石混凝土，所以配制C80高强高性能混凝土宜优先选用碎石。
由于碱集料反应对高强高性能混凝土有巨大的破坏作用，所以应尽量选择无碱活性的骨料，且骨料中不含有机质、硫化物和硫酸盐等杂质。
（４）外加剂。新型高效减水剂是配制C80高强高性能混凝土的必需组分。新型高效减水剂对胶凝材料的分散能力强、减水率高，可大幅降低混凝土的单方用水量，不仅能增加混凝土拌和物的流动性，保持混凝土坍落度损失功能好，而且能大幅度地提高混凝土的强度和弹性模量，对减少徐变，提高混凝土的耐久性也非常有利。
在选择高效减水剂时，既要考虑到工程特点、施工条件、耐久性要求，也要考虑到高效减水剂的种类、用量、混凝土强度与水泥的适应性等。对于C80高强高性能混凝土考虑到混凝土拌和物的坍落度损失及现场施工是否便利，可采用与缓凝剂复合的高效减水剂。另外，所选用的高效减水剂的减水率不宜小于18%。
（５）外掺料。优质粉煤灰中含有大量活性较强的SiO2和Al2O3，掺入混凝土拌和物中能与水泥水化产物Ca(OH)2进行二次反应，生成稳定的水化硅酸钙凝胶，具有明显的增强作用。优质粉煤灰中含有70%以上的球状玻璃体，这些玻璃体表面光滑、无棱角、性能稳定，在混凝土中起润滑作用，减小了混凝土拌和物之间的摩擦阻力，能显著改善混凝土拌和料的和易性，提高混凝土拌和物的可泵性。此外，混凝土中掺加优质粉煤灰还可以降低水化热、降低混凝土干燥收缩率，有效提高混凝土的抗渗性、抗冻性、弹性模量等，还可提高混凝土抗硫酸盐腐蚀性能，抑制碱硅反应的膨胀。配制C80高强高性能混凝土应采用Ｉ级粉煤灰，且SiO2和Al2O3的总含量超过70%。
硅粉中含有大量的非晶体球形颗粒SiO2，颗粒极细、活性较强，掺入到水泥混凝土中，其增强作用表现在：均匀分布于水化产物中，具有良好的微填充效应，使混凝土密实化；对混凝土早、中期的强度发展特别有利；使混凝土中游离的Ca(OH)2减少，原片状晶体尺寸缩小，在混凝土中的分散度提高；且使混凝土中界面结构得到明显改善。这些特性导致混凝土的强度和耐久性得到显著提高。用于C80高强高性能混凝土的硅粉应符合下述质量指标：一是活性无定形二氧化硅含量不小于90%；二是比表面积（BEF－N 2吸附法）不小于18000m2/kg；三是密度在2200kg/m3左右；四是平均粒径0.1mm～0.2mm。
（６）拌和水。配制C80高强高性能混凝土的用水，采用饮用水，水中不得含有影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质，pH值应大于4。
1.3.2 原材料的确定
根据施工现场材料供应情况，配制C80高强高性能混凝土实际选用原材料如下：
（１）水泥。东莞华润pll 52.5，实测28d强度不低于60Mpa。
（２）粗骨料。选用本地产花岗岩机械破碎的碎石，5mm～25mm连续级配，母材抗压强度不小于110Mpa。
（３）细骨料。选用藤桥河砂、中砂。细度模数2.7～3.0，其他指标满足配制C80高强高性能混凝土的要求。
（４）外加剂。选用上海麦斯特产麦斯特SP－8HR超高效缓凝泵送剂。
（５）矿物掺和料。粉煤灰采用海口马村Ｉ级粉煤灰；硅粉采用挪威埃肯活性无定性二氧化硅。
（６）采用饮用水。
（７）根据经验，粉煤灰（Ｉ级）掺量控制在10%～30%，硅粉5%～15%（占胶凝材料总量）。
1.3.3 C80高强高性能混凝土配合比设计
C80高强高性能混凝土配合比设计步骤（要求配制坍落度在180mm左右）。
经过23组试配，筛选配比如下：m（水泥）∶m（砂）∶m（碎石）∶m（水）∶m（减水剂）∶m （粉煤灰）∶m（硅粉）＝1∶1.40∶1.93∶0.25∶0.25∶0.13∶0.053。
以该配合比试拌的混凝土拌和物，初凝时间4.75h，终凝时间6.75h，坍落度180mm，坍落度损失60min为20mm，抗压强度R3＝73.2 Mpa，R7＝84.0Mpa，R28＝99.6Mpa。
2.C80高强高性能混凝土施工工艺与质量控制
C80高强高性能混凝土的组分较多，对性能影响的因素较为复杂，因而对施工工艺和质量控制有更严格的要求，必须对C80高强高性能混凝土的外加剂掺量与用水量进行严格控制。高强高性能混凝土适宜于商品混凝土搅拌站生产，搅拌站应配有计算机自动控制系统，自动精确计量原材料，并能对原材料品质均匀性、配合比参数的变化等通过人机对话进行监控与反馈分析。
2.1C80高强高性能混凝土的搅拌
搅拌时应注意外加剂应在加水到一半时开始加入，加入后约20ｓ，搅拌均匀后才可投入粗骨料。全部材料投入搅拌机后，至少搅拌40ｓ才能出料。
2.2 C80高强高性能混凝土的运输
C80高强高性能混凝土采用混凝土搅拌运输车，搅拌运输车应保持清洁。装料前应反转倒清筒体内积水、积浆。运输过程中和卸料时不得往筒体内注水，运输结束后应及时清洗。搅拌运输车在运输过程中，应保持筒体按一定速度旋转。运送至浇筑地点给混凝土泵喂料前，应中高速旋转搅拌筒，使混凝土拌和均匀，然后卸料。
2.3 C80高强高性能混凝土的泵送
C80高强高性能混凝土水灰比小、黏性大、泌水较少，不易离析，泵送阻力大，宜采用固定高压泵和高压泵管。混凝土泵送时速度不宜过快，过快对高强高性能混凝土不利，且混凝土泵和泵管承受压力较大，易爆管和爆卡。
现场施工中，一次最多浇注C80混凝土815.5m3，计70h。配备2台三一重工HBT60C高压泵，泵送水平距离57m，垂直高度9.5m，泵送压力最大为20Mpa。
2.4 C80高强高性能混凝土的浇筑
C80高强高性能混凝土因浆量较大，黏性较高，流动速度慢，不易充盈模腔，相对普通混凝土，振动时间要加长，抽拔棒的速度要慢，因此要注意加强对振捣质量的控制。施工中，混凝土采用高频振动器捣固，人员定点定位负责，防止漏振。
2.5 C80高强高性能混凝土的养护
C80高强高性能混凝土由于水灰比小，基本不泌水，因此养护比普通混凝土更为重要。由于一次浇筑时间长，对早期浇筑的混凝土在混凝土终凝后应立即进行养护，养护采取在模板外侧加挂两层棉被，模板拆除后及时喷涂养护液。在混凝土浇筑前埋设测温管，做好混凝土内部和表面温度监测，当内外温差超过25℃应及时采取防范措施。
3.结语
工程实践表明，在掺用高效减水剂的同时，使用一种或多种矿物质超细粉，能够配制出具有良好技术经济效果的严格意义上的高强高性能混凝土。
相关高性能混凝土方面的问题
高性能混凝土 简介 高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）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。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、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。 定义 1950年5月美国国家标准与技术研究院（NIST）和美国混凝土协会（ACI）首次提出高性能混凝土的概念。但是到目前为止，各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同。 美国的工程技术人员认为：高性能混凝土是一种易于浇注、捣实、不离析，能长期保持高强、韧性与体积稳定性，在严酷环境下使用寿命长的混凝土。美国混凝土协会认为：此种混凝土并不一定需要很高的混凝土抗压强度，但仍需达到55MPa以上，需要具有很高的抗化学腐蚀性或其他一些性能。 日本工程技术人员则认为，高性能混凝土是一种具有高填充能力的的混凝土，在新拌阶段不需要振捣就能完善浇注；在水化、硬化的早期阶段很少产生有水化热或干缩等因素而形成的裂缝；在硬化后具有足够的强度和耐久性。 加拿大的工程技术人员认为，高性能混凝土是一种具有高弹性模量、高密度、低渗透性和高抗腐蚀能力的混凝土。 综合各国对高性能混凝土的要求，可以认为，高性能混凝土具有高抗渗性（高耐久性的关键性能）；高体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量）；适当的高抗压强度；良好的施工性（高流动性、高粘聚性、自密实性）。 中国在《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。 高性能混凝土的技术路线 高性能混凝土是由高强混凝土发展而来的，但高性能混凝土对混凝土技术性能的要求比高强混凝土更多、更广乏，高性能混凝土的发展一般可分为三个阶段：
高强混凝土进展与应用
高强混凝土应用与研究进展 前言 高强混凝土在我国房屋建筑中的使用比例仍处于非常低的水平。推广应用高强混凝土有利于提高我国混凝土质量的总体水平。通过分析高强混凝土工作学性能、强度与国内外对高强混凝土的应用，了解它的优点和意义。并且从施工技术、结构、经济效益等方面分析高强混凝土存在的问题，指出需进一步深入研究的方向。为高强混凝土这种土木工程材料的科研与工程应用提供了参考意见。 1．高强混凝土的定义 1930年前后，就已经出现了抗压强度为100Mpa以上的高强混凝土。在1966年第五次预应力混凝土国际联盟大会上，阐述了高强混凝土技术的现状，并提出用强度为100Mpa的预应力混凝土结构，有可能比钢结构还要轻。这个报告影响很大，从此高强混凝土的关心就多起来了。 高强混凝土（High Strength Concrete 简称HSC）对于划分高强混凝土的范围，国内外没有一个确定的标准。在国外，规范强度（Mpa）： 美国混凝土协会≥41 欧洲混凝土委员会 50～100 挪威 44～94 芬兰 60～100 日本 50～80 德国 65～115 荷兰 65～105 瑞典 60～80 法国 50～80 随着混凝土技术的提高，现在很多学者认为强度等级不低于C60的混凝土即
为高强混凝土。由于这类混凝土有别于C60以下的普通混凝土，其原材料选择和施工质量控制更为严格，而且受压破坏表现出更大脆性，因而在结构计算和构造方法上与普通混凝土也有所差别。通常还将强度大于C80的混凝土称为超高强混凝土。 从我国现今的结构设计和施工技术水平出发，也考虑到混凝土材料性的变化，一般把强度等级为C50~C80的混凝土称为高强混凝土。【2】这标准与美国混凝土学会（ACI）在1984年提出的高强混凝土定义不相上下。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。 2．高强混凝土的特点 利用高强混凝土的高强、早强及高变形模量的特可以大幅度缩减底层墙柱的截面尺寸并增大建筑使用面积[3],可以扩大柱网间距并改善建筑使用功能,可以加快模板周转并缩短施工工期,可以增加结构刚度、减少高层房屋的压缩量与水平位移，采用高强混凝土之后 ,由于墙柱截面缩小,在保证构件配筋率提高的前提下仍有可能节约钢材,此外还减轻了结构自重和作用于地基的荷载。高强混凝土在受弯构件中也能发挥作用,可以增加梁跨和减薄楼板厚度,并为房屋建筑采用更大跨度的预应力板以及在预应力梁中应用更高强度的钢索提供了可能。高强混凝土有优异的抗渗性能,在遭受侵蚀物质作用的工业厂房、储罐、城市汽车库、海滨设施等建筑工程中也有广泛用途。 如以 C60~ C80 的混凝土取代 C30~ C40的混凝土, 生产钢筋混凝土构件, 可以大大减少混凝土及钢筋用量。经计算表明,高层框架的普通钢筋混凝土柱, 底层体积配筋率高达6%,如果用 C60 的混凝土替代 C30 的混凝土, 每 m3混凝土减少钢筋用量 24kg[4]。由此可见, 使用高强混凝土不但节省了材料, 还大大减轻了结构物自重, 同时对混凝土建筑物的设计与施工将会产生重要的影响。这就充分表明高强混凝土的研究,有其重大的技术经济意义。 但混凝土强度越高，脆性愈显著。在用于钢筋混凝土抗震柱时必须慎用。高强混凝土几乎不透水，当发生火灾时，材料内部的结合水在高温下转变为高压蒸
《高性能混凝土应用技术指南》20140513
《高性能混凝土应用技术指南》 （征求意见稿） 指南编制组 2014年5月
目录 1 总则 (1) 2 名词解释 (10) 3 性能要求 (12) 3.1 拌合物性能要求 (12) 3.2 力学性能要求 (15) 3.3 耐久性能 (16) 4 结构设计要求 (41) 4.1 基本要求 (41) 4.2 主要设计参数取值 (41) 4.3 耐久性设计 (43) 4.4 设计计算及验算 (45) 4.5 配置高性能混凝土构构件的构造要求 (48) 5 原材料控制要求 (55) 5.1 水泥 (55) 5.2 矿物掺合料 (60) 5.3 细骨料 (80) 5.4 粗骨料 (91) 5.5 外加剂 (100) 5.6 水 (120) 5.7 纤维 (122) 6 配合比设计 (127) 6.1 普通混凝土配合比设计 (127) 6.2 特制品混凝土配合比设计 (142) 7生产与施工技术措施 (157) 7.1 生产设备设施要求 (157) 7.2 绿色生产控制要求 (159) 7.3 原材料进场与贮存 (165) 7.4 计量 (167)
7.5 搅拌 (168) 7.6 运输 (169) 7.7浇筑 (170) 7.8养护 (173) 8 检验、评定与验收 (175) 8.1 检验 (175) 8.2评定 (181) 8.3验收 (182)
1 总则 1.0.1 编制目的 本指南的编制目的主要有以下4个方面： （1）指导高性能混凝土的推广应用，提升混凝土行业技术水平，确保工程质量； （2）延长建筑物使用寿命，降低工程全寿命周期的综合成本； （3）促进资源科学合理化利用以及节能减排，发展资源节约型和环境友好型混凝土材料； （4）淘汰落后的混凝土生产方式及其产能，推动混凝土及建筑业的产业结构调整与升级。 1.0.1 讲解说明 吴中伟院士在《高性能混凝土》一书中阐述：―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，它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途的要求，高性能混凝土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、经济型。‖―高性能混凝土不仅是对传统混凝土的重大突破，而且在节能、节料、工程经济、劳动保护以及环境等方面都具有重要意义，是一种环保型、集约型的新材料，可称为―绿色混凝土‖，它将为建筑自动化准备条件‖。 混凝土是当今最大宗的建筑材料，也是最大宗的结构材料，一直是支撑我国建设发展的关键性材料之一。目前我国混凝土年产量已经超过40亿m3,是世界上混凝土产量和用量最大的国家。但是，我国混凝土质量却存在许多问题，例如在原材料方面：混凝土原材料中的细骨料质量下降，主要是由于河砂已经不能支撑建设所需混凝土规模的需求，河砂逐步匮乏，供应混凝土用的河砂变细，含泥量、杂质和石子含量大，质量越来越差，虽然机制砂取代河砂是大势所趋，但是，由于机制砂生产装备落后，导致混凝土用机制砂的石粉含量高，粒型和级配差，质量很差，再者，我国混凝土用砂主要是个体生产，又都是小生产，并无人管理，基本处于失控状态，所以，混凝土用砂的质量不能保证，直接影响了混凝土质量；混凝土原材料中的矿物掺合料质量下降，主要也是由于优质的粉煤灰和矿渣粉等矿物掺合料供不应求，于是出现造假、掺假、以次充好、降低质量水平、乱掺等现象，应用者掺用矿物掺合料的目的主要是降低成本，很少考虑技术要求，为了追求经济利益，往往过掺价低质差的矿物掺合料，直接影响了混凝土质量。又如在混凝土施工方面：由于施工人员主要是农民工，缺乏专业技术知识及其相应的培训，不仅操作水平差，而且会违规操作：在浇筑混凝土时加水，浇筑混凝土后缺乏养护等等，导致混凝土发生事故或质量问题。上述方面只是影响混凝土质量的部分问题，实际上还有许多其它影响混凝土质量的重要问题，推广应用高性能混凝土对解决混凝土质量的重要问题具有实际意义，也是是编制本指南的重要目的。 以往建筑重视混凝土强度，随着混凝土技术和科学理念的进步，混凝土耐久性逐步得到重视，尤其在西方发达国家。混凝土耐久性的提高，将延长建筑物的使用寿命，减少建筑物
高强高性能混凝土
一、前言 1824年，波特兰水泥发明，到目前混凝土材料已有近200年的历史，且混凝土也有了很大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。自20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，一种种新型混凝土不断出现。作为最主要的建筑结构材料，混凝土本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果，是混凝土的发展方向。 我国自从 1979年在湘桂铁路红水河斜拉桥的预应力箱梁中首次采用泵送 C60 混凝土以来，现代高性能混凝土在我国的应用已走过了30余年。现在，像北京、广州、上海、深圳等大城市已供应C80级别的预拌混凝土，C50～C60级高性能混凝土已在许多建筑和桥梁中得到应用，近年建成的大型桥梁的混凝土主体构件如主梁、刚架或索塔等，多数都采用了高性能混凝土。 二、高性能混凝土的概念 《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）规定强度等级不低于C60级别的混凝土称为高强混凝土。它采用高性能的外加剂,如高效减水剂或者高性能引气剂、其它特种外加剂和掺入足够的超细活性混合材料，如:超细磨粉煤灰、磨细矿粉、优质粉煤灰等达到低水胶比，并具有耐久性、体积稳定性和经济合理性等性能的新型混凝土。高性能混凝土以耐久性作为主要设计指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能予以保证。 三、高性能混凝土的特性 (1) 高强度。由于高性能混凝土的强度高、弹模高，可以利用这一特性大幅度的减少高层和超高建筑物纵向受力结构的截面尺寸，扩大建筑使用面积，
建筑施工中高强混凝土的应用探究
建筑施工中高强混凝土的应用探究 发表时间：2018-12-17T10:21:21.583Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第23期作者：赵磊 [导读] 本文在分析高强度高性能混凝土概念的基础上，对高强度混凝土的原材料、配合比设计原则、技术问题以及具体的施工控制方法进行了分析。旨在为高强度混凝土在建筑施工中的应用提供理论参考。 赵磊 23020319850110XXXX 摘要：本文在分析高强度高性能混凝土概念的基础上，对高强度混凝土的原材料、配合比设计原则、技术问题以及具体的施工控制方法进行了分析。旨在为高强度混凝土在建筑施工中的应用提供理论参考。 关键词：高强度混凝土配合比设计集料外加剂 1 特点 高强混凝土是具有富配合比，低水灰比特点，而且高效减少剂，是配制高强混凝土必不可少的组成部分。由于高强混凝土的坍落度损失快，要求在施工中从搅拌运输到浇筑各环节要紧扣，在短时间内完成。高强混凝土拌合物特点是粘性大，骨料不易离析，泌水量少。 2 适用范围 高层建筑、大跨度建筑、构造物以及高效预应力混凝土等。 3 工艺原理 高强混凝土是通过掺加高效减水剂、活性掺合料，选用优质材料、合理的配比和搅拌系统的计量精度、严格控制水灰比的用水量，外加剂量以及浇筑成型，养护等各个环节，达到高强的目的。 4 原材料： 4.1 水泥：应不低于525#的硅酸盐水泥。其质量必须符合GBJ175-85《硅酸盐水泥，普通水泥》规定。水泥进场后，必须进行复验，合格方可使用。 4.2 细骨料：中砂、细度模量2.65-3.0容量1420kg/m3左右。符合11区级配要求，其品质符合IGJ52-79《普通混凝土用砂、质量标准及检验方法》规定含泥量不得超过2%。 4.3 粗骨料：花岗岩碎石、石灰岩碎石，规格为0.5-2cm，最大不超过3.2cm，质地坚硬，外形接近正方形，针片颗粒状不超过5%，压碎指标9-12%，强度比与所配混凝土强度高20-50%，连续级配，含砂量不大于1%，各项技术指标符合JGJ53-79《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。 4.4 F矿粉增强剂质量应符合以下要求：F矿粉增强剂质量不得低于6%；可溶性硅、铝含量分别不低于8-10%与6-8%；细度控制0.08方孔筛的筛余量为1-3%。F矿粉技术特点：用内渗10%地矿粉的高强混凝土强度与对比纯水泥强度基本相同，但每立方米混凝土可节省水泥40-50kg左右。改善了工艺性能，保水性好，一小时内无泌水现象。坍落度增大，满足泵送混凝土施工要求。价格低，仅为水泥价的1/2-2/3。高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。 4.5 高效减水剂：质量应符合GB8076-87《混凝土外加剂质量标准》的规定。 4.6 水：自来水。 5 配合比 高强混凝土的配合比必须满足混的强度，耐久性要求以及施工工艺要求的和易性，可泵性，凝结时间、控制坍落度损失等。通过试配确定，并应通过现坍试验合格后，才能正式使用。 5.1 试配强度。高强混凝土配制强度，根据GBJ107-87（混凝土强度检验评定标准）和《高强混凝土结构施工规程建议》（初稿）的规定，并考虑现场实施条件的差异和变化确定配合比，试配强度定为所需强度等级乘系数1.15。mfcu≥mfcuk+1.64580；其中mfcu-混凝土试配强度；mfcuk-混凝土强度等级；1.645-为保证率95%系数。80-根据情况取5N/mm2。 5.2 高强混凝土的水灰比控制在0.28-0.32范围内，不大于0.32，并随强度等级提高而降低，对C60及其以上的混凝土，水灰比应不大于0.28，拌料的和易性宜通过外加高效减水剂和外加混合料进行调整，在满足和易性的前提下尽量减少用水量，为改善工作度，如用NF高效减水剂时，用量以不超过水泥量的1.5-2%。 5.3 水泥用量宜用450-500kg/m3，对60Mpa及其以上的混凝土也不宜超过550kg/m3应通过外加矿物掺合料来控制和降低水泥量，尤其是外加硅粉可以较大幅度地减少水泥用量。高强混凝土必须采用优质水泥，其标号以525#以上。 5.4 砂率一般控制在26-32%，泵送时砂率应在32-36%范围内。 5.5 掺F矿粉混凝土配合比计算宜采用绝对体积法或假定容重法，先计算出不掺F矿粉的基准混凝土配合比，再用F矿粉置换基准混凝土配合比中水泥用量的10%左右代替水泥。 5.6 入模坍落度范围根据运输时间混凝土浇筑技术措施确定。其大小应通过高效减水剂掺量调整，坍落度的损失，通过掺载体流化剂或NF高效减水剂控制坍落度损失。 6 施工工艺 6.1 高强混凝土拌制：投料顺序及搅拌工艺；严格控制施工配合比，原材料按重量计，要设置灵活，准确的磅砰，坚持车车过秤。定量允许偏差不应超过下列规定：水泥±2%；粗细骨料±3%；水、掺合料，高效减水剂±1%；高强混凝土搅拌时，应准确控制用水量，应仔细测定砂石中的含水量并从用水量中扣除，配料时采用自动称量装置和砂子含水量自动检测仪器，自动调整搅拌用水。不得随意加水；高效减水剂可用粉剂，也可制成溶液加入，并在实际加水时扣除溶液用水。搅拌时宜用滞水工艺最后一次加入减水剂；保证拌合均匀，制配高强混凝土要确保拌合均匀，它直接影响着混凝土的强度和质量要采用强制式搅拌机拌和，特别注意确保搅拌时间充分，不少于60秒。 6.2 高强混凝土运输与浇筑：快速施工。由于高强混凝土坍落度损失快，必须在尽可能短的时间内施工完毕，这就要求在施工过程中精心指挥有严密的施工组织，从搅拌、运输、浇筑几个工序之间要协调作业，各个环节要紧扣，保证一小时内完成；密实性对混凝土的强度至关重要。在施工过程中为保证混凝土的密实性，要采用高频震捣器，根据结构断面尺寸分层浇筑，分层震捣。浇筑混凝土卸料时，自
建筑混凝土新技术2：高强高性能混凝土
2混凝土技术 2.2高强高性能混凝土 本节高强高性能混凝土（简称HS-HPC ）是强度等级超过C80的HPC ，其特点是具有更高的强度和耐久性，用于超高层建筑底层柱和梁，与普通混凝土结构具有相同的配筋率，可以显著地缩小结构断面，增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。 1.主要技术内容 HS-HPC 的水胶比≤28％，用水量≥200kg/m 3，胶凝材料用量650～700kg/m 3，其中水泥 用量450～500kg/m 3，硅粉及矿物微细粉用量150～200kg/m 3，粗骨料用量900～950kg/m 3，细骨料用量750～800kg/m 3，采用聚羧酸高效减水剂或氨基磺酸高效减水剂。HS-HPC 用于钢 筋混凝土结构还需要掺入体积含量2.0～2.5％的纤维，如聚丙烯纤维、钢纤维等。 2.技术指标 (1）工作性：新拌HS-HPC 混凝土的工作性直接影响该混凝土的施工性能。其最主要的特点是粘度大，流动性慢，不利于超高泵送施工。 混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间（简称倒筒时间），坍落度≥240mm，扩展度≥600mm，倒筒时间≤10s，同时不得有离析泌水现象。 (2）HS-HPC 的配比设计强度应符合以下公式： k cu o cu f f ,,15.1 (3）HS-HPC 应具有更高的耐久性，因其内部结构密实，孔结构更加合理。 HS-HPC 的抗冻性、碳化等方面的耐久性可以免检,如按照《高性能混凝土应用技术规程》CECS207标准检验，导电量应在500库仑以下；为满足抗硫酸盐腐蚀性应选择低C3A 含量（＜5％）的水泥；如存在潜在碱骨料反应的情况下，应选择非碱活性骨料。 (4）HS-HPC 自收缩及其控制 1)自收缩与对策 当HS-HPC 浇筑成型并处于密闭条件下，到初凝之后，由于水泥继续水化，吸取毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管张力，如果此张力大于该时的混凝土抗拉强度，混凝土将发生开裂，称之自收缩开裂。水灰比越低，自收缩会越严重。 一般可以控制粗细骨料的总量不要过低，胶凝材料的总量不要过高；通过掺加钢纤维可以补偿其韧性损失，但在侵蚀环境中，钢纤维不适用；需要掺入有机纤维，如聚丙烯纤维或其他纤维；采用外掺5％饱水超细沸石粉的方法，以及充分地养护等技术措施可以有效的控制HS-HPC 的自收缩和自收缩开裂。 2)自收缩的测定方法 参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082和中国工程建设标准化协会标准《高性能混凝土应用技术规程》CECS207进行。 HS-HPC 的早期开裂、自收缩开裂及长期开裂的总宽度要低于0.2mm 。普通混凝土的应变达到3‰时，其承载能力仍保持一半以上。若HS-HPC 的应变也处于3‰时，实际承载力已近于0，这就意味着在这种情况下，在HS-HPC 中只观察到裂缝形成，然后是迅速的破坏。
高强高性能混凝土施工方案
高强高性能混凝土施工方案 本工程为南京广州路干沿河B片B、C幢高层建设工程，地点为于南京市广州路与干河沿街之间，由南京市中住房地产开发公司做为开发商。江苏邗建集团有限公司南京分公司拟通过投标承建其土建、安装及室外工程项目，工期730天，建筑用途为商业、办公、住宅高层，其中地下室3900卅，住宅楼13500 m2 （18层），办公楼22000 m （22层）。基础转换层及竖向承重构件采用高强高性能泵送混凝土合计约2000m 3。 ⑴原材料的要求 ①水泥使用矿渣盐水泥，利用混凝土的后期强度，减少水泥用量，控制水化热温升，减小温度应力。 ②选用中粗砂，细度模数2.6以上，含泥量控制在3%以下。 ③石子选用5?31.5连续粒级洁净碎石，含泥量控制在1 %以下。 ④外掺添加材料 a .掺入一定数量的一级粉煤灰，改善混凝土的和易性及可泵性，降低混 凝土的水化热及减小混凝土的收缩； b .掺入一定数量的JM-川减水剂，降低混凝土水灰比，改善混凝土和易性及可泵性同时起到混凝土缓凝的作用。 ⑤混凝土拌和物入模坍落度为120 i20mm。 ⑵浇筑 ①本工程基础混凝土全部采用商品混凝土，搅拌车运输到现场，由混凝土输送泵泵送入模的混凝土施工方案。 ②根据基础平面及现场的施工条件，为充分利用泵车能够展开的工作面，各施工段混凝土浇捣从一边赶向另一边。本工程地下室基础承台多为大体积砼，浇筑砼时应采用斜面分层法浇筑，如下图所示，表面及时整平。
③ 混凝土浇筑前应将模板表面洒水湿润，混凝土浇筑过程中，模板和钢筋派 专人看 护。 ④ 混凝土入模处，每处配备4-5只插入式振动器。浇筑时确保快插慢拔，振 动时间 以不冒气泡为止，插入间距为300mm 呈梅花状布置，插入深度为第一层 距底板垫层上表面 50mm ，分层插入深度为进下层 50mm ?100mm 。砼浇筑过 程中，平板施工时应用插入式振动器与平板式振动器配合使用，确保砼密实。 ⑤ 混凝土严格控制配合比、水灰比和坍落度，浇筑过程中严禁在混凝土内随 便加 水。 ⑥ 严格控制混凝土初、终凝时间，要求混凝土终凝控制在 10h 左右，入泵 坍落度控制在120 i20mm 。 ⑦ 本工程地下室墙体混凝土采用分层分段下料、连续一次浇筑的施工方法 （如下图所示），即由2个浇筑小组从一点开始，砼分层浇筑，每两组相对应向 后延伸浇筑，直至同边闭合。高度超过 2.0m 的墙体混凝土浇筑采用溜槽入模， 使混凝土从一侧开始逐渐向前推进， 并在混凝土斜面上均匀布位振捣。混凝土以 500mm ?1000mm 高分层浇筑到顶，根据各施工段操作面，合理组织劳动力， 做到不留施工缝和冷接头。外墙墙板止水坎与底板同时浇筑，并按规定设置留钢 板止水带。墙板砼一次性浇筑到顶，不留施工缝，由于砼一次浇到墙体全高，模 板侧压力大，做好模板的加固、看护工作。 分层分段下料浇筑法示意图 ⑧ 为防止混凝土的收缩裂缝， 在混凝土初凝前采用二次复振和反复搓压使表 面密 实并用铁抹子压光以减少气泡、 消除混凝土的塑性收缩， 提高混凝土的密实 性，防止混凝土开裂。 ⑶混凝土试块 除正常混凝土抗压及抗渗试块外， 另适当增加结构实体检验用同条件养护试 块和拆 模指导试块，为及时了解混凝土强度增长情况提供数据。 同条件养护试块的留置方式和取模板 新浇筑的砼
高强高性能混凝土
高强高性能混凝土 根据《高强混凝土结构技术规程》（CECS104：99），将强度等级大于等于C50的混凝土称为高强混凝土；将具有良好的施工和易性和优异耐久性，且均匀密实的混凝土称为高性能混凝土；同时具有上述各性能的混凝土称为高强高性能混凝土；而《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55－2000）中则将强度等级大于等于C60的混凝土称为高强混凝土；《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）则未明确区分普通混凝土或高强混凝土，只规定了钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，混凝土强度范围从C15～C80。综合国内外对高强混凝土的研究和应用实践，以及现代混凝土技术的发展，将大于等于C60的混凝土称为高强度混凝土是比较合理的。 获得高强高性能混凝土的最有效途径主要有掺高性能混凝土外加剂和活性掺合料，并同时采用高强度等级的水泥和优质骨料。对于具有特殊要求的混凝土，还可掺用纤维材料提高抗拉、抗弯性能和冲击韧性；也可掺用聚合物等提高密实度和耐磨性。常用的外加剂有高效减水剂、高效泵送剂、高性能引气剂、防水剂和其它特种外加剂。常用的活性混合材料有Ⅰ级粉煤灰或超细磨粉煤灰、磨细矿粉、沸石粉、偏高岭土、硅粉等，有时也可掺适量超细磨石灰石粉或石英粉。常用的纤维材料有钢纤维、聚酯纤维和玻璃纤维等。 一、高强高性能混凝土的原材料 （一）水泥 水泥的品种通常选用硅酸盐水泥和普通水泥，也可采用矿渣水泥等。强度等级选择一般为：C50～C80混凝土宜用强度等级42.5；C80以上选用更高强度的水泥。1m3混凝土中的水泥用量要控制在500kg以内，且尽可能降低水泥用量。水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kg/m3。 （二）掺合料 1．硅粉：它是生产硅铁时产生的烟灰，故也称硅灰，是高强混凝土配制中应用最早、技术最成熟、应用较多的一种掺合料。硅粉中活性SiO2含量达90%以上，比表面积达15000m2/kg 以上，火山灰活性高，且能填充水泥的空隙，从而极大地提高混凝土密实度和强度。硅灰的适宜掺量为水泥用量的5%～10%。 研究结果表明，硅粉对提高混凝土强度十分显著，当外掺6～8%的硅灰时，混凝土强度一般可提高20%以上，同时可提高混凝土的抗渗、抗冻、耐磨、耐碱－骨料反应等耐久性能。但硅灰对混凝土也带来不利影响，如增大混凝土的收缩值、降低混凝土的抗裂性、减小混凝土流动性、加速混凝土的坍落度损失等。 2．磨细矿渣：通常将矿渣磨细到比表面积350m2/kg以上，从而具有优异的早期强度和耐久性。掺量一般控制在20%～50%之间。矿粉的细度越大，其活性越高，增强作用越显著，但粉磨成本也大大增加。与硅粉相比，增强作用略逊，但其它性能优于硅粉。 3．优质粉煤灰：一般选用I级灰，利用其内含的玻璃微珠润滑作用，降低水灰比，以及细粉末填充效应和火山灰活性效应，提高混凝土强度和改善综合性能。掺量一般控制在20%～30%之间。I级粉煤灰的作用效果与矿粉相似，且抗裂性优于矿粉。
高强混凝土的研究应用和发展趋势
高强混凝土的研究应用和发展趋势 本文对高强混凝土当前的技术水平及研究现状进行综述，对高强混凝土的工程应用情况与标准化情况进行介绍，对高强混凝土的发展趋势和推广应用的发展趋势进行了研究探讨。 标签：高强混凝土；研究应用；发展趋势；应用 高强混凝土早在上世纪60年代就在欧美等发达国家得到推广使用。发达国家经过多年的发展，高强混凝土在其预拌混凝土公司基本都能够生产出来，在房屋、桥梁、道路、港口建设等方面得到了广泛应用。 高强混凝土作为新型建筑材料，是建设部推广的十项新技术之一，一直受我国政府的高度关注。高强混凝土的广泛推广，能够节约资源、保护环境、并且对提高资源综合利用效率等方面有着重要推动作用，因此，作为公路、铁路、水工、建筑等行业部门研究推广的新技术之一的高强混凝土，在2004年的《工程建设中钢铁、水泥应用的可持续发展战略》中明确指出加大高强混凝土的升级，建议将C100-C160混凝土作为高端战略，把我国争取建设成为世界高强高性能混凝土技术强国。 1、高强混凝土的研究现状 在高强混凝土的制备技术中，国内外科研人员进行了系统研究。降低水灰比可以采用高效减水剂，过渡区界面结构的改善可以通过添加矿物掺合料，用来消耗水化产物中的氢氧化钙，改善混凝土生产施工工艺可以使用“水泥裹砂搅拌工艺”和“高频振捣成型工艺”等。如果需要降低混凝土拌合物的黏粘度可以选择较低单位的水和水泥用量，采用优质砂石、高强水泥等原材料，这也是高强混凝土配合比设计的重要点。 近年来，我国混凝土为了缩短与发达国家的技术差距，对高强混凝土的研究和推广应用格外重视，进行了一系列的应用研究，例如高强混凝土的收缩裂缝、自收缩规律、配置技术和施工技术等。同时，为了能够推广高强混凝土，使高强混凝土得到普及，在国家“七五”、“八五”重点科技项目；国家“九五”、“十五”科技攻关项目；国家“十一五”科技支撑计划；国家“863”计划项目中以及其他一系列各类专项基金课题研究中都对高强混凝土的研究应用和发展趋势有针对与涉及。 关于高强混凝土方面的研究，中国建筑科学研究院近年来对此展开了大量的工作，主持了大量的相关科研项目，并且承担了重大的高强混凝土技术服务项目。例如，沈阳富林大厦C100级混凝土、上海中技C60～C80预应力混凝土离心方桩耐久性技术研究等技术项目的承担。因此，我国高强混凝土方面得到了飞跃发展。与此同时，高强混凝土的强度也在活性粉末混凝土等新型混凝土的深入研究中得到了不断的提升。
高性能混凝土的应用和发展
网络教育学院 本科生毕业论文（设计） 题目：高性能混凝土的发展和应用 学习中心：重庆奥鹏学习中心 层次：专科起点本科 专业：土木工程 年级： 2013 年春季 学号： 学生： 指导教师：张园园 完成日期： 2014 年 3 月 3 日
内容摘要 随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加丁、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明，混凝土技术有了重大突破，尤其是高性能混凝土(HPC)目前，HPC已经广泛地应用于世界各地的莺特大工程中。在HPC配制中，要特别注意采用合理的配合比，同时指出混凝土在不同龄期的强度均明显高于设计基准强度。］高性能混凝土是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。HPC组成材料中必须具有矿物质超细粉和高效减水剂。同时介绍了高性能混凝土在具体工程中的应用。 关键词：高性能混凝土；发展；应用
目录 内容摘要 (1) 引言 (3) 绪论 (4) l、高性能混凝土的定义 ....................................................... 错误！未定义书签。 1.1分析国内高性能混凝土的现状 .............................. 错误！未定义书签。 1.2、高性能混凝土的主要发展动向 ........................... 错误！未定义书签。 2 典型高性能混凝土的特点及工程应用 (4) 2.1 典型高性能混凝土的特点 ................................... 错误！未定义书签。 2.1.1 超高强混凝土的特点 .............................. 错误！未定义书签。 2.1.2 绿色高性能混凝土的特点 ........................ 错误！未定义书签。 2.1.3 机敏型高性能混凝土的特点 (5) 2.1.4 普通混凝土的高性能化 (5) 2.2 高性能混凝土的工程应用 (5) 2.2.1 高性能混凝土的原材料及配合比 (6) 2.2.2 绿色高性能混凝土的工程应用范围 (6) 2.2.3 机敏性能混凝土的工程应用范围 .............. 错误！未定义书签。 3 新型绿色高性能混凝土的研究及工程应用 (7) 3.1 高性能混凝土绿色化的途径 (7) 3.2 绿色高性能混凝土的发展展望 ........................... 错误！未定义书签。 4 工程实例分析 (8) 5 结论与展望 (10) 参考文献 (11)
高强高性能混凝土技术
高强高性能混凝土技术 2.2.1 技术内容 高强高性能混凝土（简称HS-HPC）是具有较高的强度（一般强度等级不低于C60）且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土（“四高”混凝土），属于高性能混凝土（HPC）的一个类别。其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性，多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁，可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。 超高性能混凝土（UHPC）是一种超高强（抗压强度可达150MPa以上）、高韧性（抗折强度可达16MPa以上）、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土，是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。用其制作的结构构件不仅截面尺寸小，而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少，具有良好的环境效应。 HS-HPC的水胶比一般不大于0.34，胶凝材料用量一般为480～600kg/m3，硅灰掺量不宜大于10%，其他优质矿物掺合料掺量宜为25%～40%，砂率宜为35%~42%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 UHPC的水胶比一般不大于0.22，胶凝材料用量一般为700～1000kg/m3。超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维，钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa，体积掺量不宜小于
1.0%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 2.2.2 技术指标 （1）工作性 新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大，为降低混凝土的粘性，宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂，如降粘型外加剂、降粘增强剂等。UHPC的水胶比更低，粘性更大，宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂，如降粘增强剂等。 混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间（简称倒筒时间）等。对于HS-HPC，混凝土坍落度不宜小于220mm，扩展度不宜小于500mm，倒置坍落度筒排空时间宜为5~20s，混凝土经时损失不宜大于30mm/h。 （2）HS-HPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.15f cu,k计算； UHPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.1f cu,k计算； （3）HS-HPC及UHPC因其内部结构密实，孔结构更加合理，通常具有更好的耐久性，为满足抗硫酸盐腐蚀性，宜掺加优质的掺合料，或选择低C3A含量（＜8％）的水泥。 （4）自收缩及其控制 1）自收缩与对策 当HS-HPC浇筑成型并处于绝湿条件下，由于水泥继续水化，消耗毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管张
高强混凝土的应用讲解
高强混凝土的应用 1．混凝土 组成钢筋混凝土主要材料之一的混凝土的发展方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。 1.1 高性能混凝土（high performance concrete，HPC） HPC是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土。已有文献报道1），国外在试验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实际工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56 d抗压强度达133.5MPa。 在我国为提高温凝土强度采用的主要措施有[1]：（1）合理利用高效减水剂，采用优质骨料、优质水泥，利用优质掺合料，如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。采用高效减水剂以降低水灰比是获得高强及高流动性混凝土的主要技术措施；（2）采用525，625，725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂，这是中国建筑材料科学研究院制备高性能混凝土的主要技术措施；（3）以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土，这是重庆建筑大学在引进前苏联研究成果的基础上提出的研制高强混凝土的技术措施；（4）交通部天津港湾工程研究所采用复合高效减水剂，用525号水泥320kg／m3，水灰比0.43，和425号水泥480kg／m3，水灰比0.32，在试验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。 文献[2]报告了采用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等，可以比用普通石料作粗骨料获得强度更高、耐久性和延性更好的高性能混凝土。 高强混凝土具有优良的物理力学性能及良好的耐久性，其主要缺点是延性较差。而在高强混凝土中加入适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土，其抗拉、抗弯、抗剪强度均有提高，其韧性（延性）和抗疲劳、抗冲击等性能则能有大幅度提高。此外，在高层建筑的高强混凝土柱中，也可采用X形配筋、劲性钢筋或钢管混凝土等结构方面的措施来改善高强混凝土柱的延性和抗震性能[3]。 1.2 活性微粉混凝土（reactive powder concrete， RPC）[4] RPC是一种超高强的混凝土，其立方体抗压强度可达200-800MPa，抗拉强度可达25～150MPa，断裂能可达30KJ／㎡，单位体积质量为2.5-3.0t／m3.制
高性能混凝土应用探讨
高性能混凝土应用探讨 发表时间：2018-12-28T14:18:08.833Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第28期作者：周志张红兴[导读] 高性能混凝土：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构要求的各项力学性能，且具有高耐久。 中国能源建设集团天津电力建设有限公司天津 300012 摘要：随着我国国民经济水平增高，基础建设的加快，高层、超高层和大跨度结构工程的出现，对高强度、高性能混凝土提出了更高的要求。采用高强度、高性能混凝土，具有明显的社会效益和经济效益。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对耐久性（抗渗、抗氯离子渗透性能）、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济适用性予以重点要求。 关键词：高性能混凝土；技术要求；设计；改进 一、高性能混凝土介绍 高性能混凝土：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构要求的各项力学性能，且具有高耐久、高工作性和高体积稳定的混凝土。 1、高性能混凝土用满足的技术要求： 1）水胶比不大于0.38; 2）56d龄期的6h总导电量小于1000C; 3）300次冻融循环后相对动弹性模量大于80%; 4）胶凝材料抗硫酸盐腐蚀试验的试件15周膨胀率小于0.4%,混凝土最大水胶比不大于0.45; 5）混凝土中可溶性碱总含量小于3.0kg/m3。 2、高性能混凝土优点： 与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下优点： 1）具有一定的强度和高抗渗、抗冻和抗腐蚀能力； 2）具有良好的工作性，较高的流动性，在施工过程中不易分层、离析，有较高的密实性能；3）寿命长，抗自然环境能力强，安全系数高。 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。 二、设计要求 PX泵房结构设计使用年限为50年。 根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008），PX泵房为地下钢筋混凝土结构，海水氯化物环境，PX泵房混凝土根据环境作用等级划分如下： 1）水下区：在绝对标高-3.370m（国家85高程）以下，采用纤维防水混凝土，混凝土强度等级C45，最大水胶比0.40，抗渗等级S10，抗氯离子侵入性指标（28d龄期氯离子扩散系数）DRCM≤9（10-12m2/s）。2）水位变动区：在绝对标高-3.370m~+5.210m（国家85高程）之间，共8.580m高度范围内，采用纤维防水混凝土，混凝土强度等级C50，最大水胶比0.36，抗渗等级S10，采用附加防腐措施，抗氯离子侵入性指标（28d龄期氯离子扩散系数）DRCM≤5（10-12m2/s）。水位变动区的标高必要时可根据现场施工分区进行微小调整。 3）水位变动区钢筋混凝土附加防腐方案：PX泵房在水位变动区高度范围内混凝土中掺加阻锈剂+混凝土表面硅烷浸渍处理（处理范围包含鼓网腔室、蜗壳泵下进水流道）； 4）大气区：在绝对标高+5.210m（国家85高程）以上，包括泵房侧墙、+9.500m层楼板及室外设备间、楼梯间等，采用纤维防水混凝土，混凝土强度等级C45，最大水胶比0.40，抗渗等级S8，抗氯离子侵入性指标（28d龄期氯离子扩散系数）DRCM≤6（10-12m2/s）。5）水泥是强度等级不低于42.5MPa的普通硅酸盐水泥，不得将不同品种（或强度等级）的水泥混合使用。要求使用低水化热的水泥，水泥细度(比表面积)大于2500cm2/g，小于3500cm2/g，宜采用C2S含量相对较高的水泥。6）C45混凝土单位体积胶凝材料用量360~450(kg/m3)，C50混凝土单位体积胶凝材料用量360~480(kg/m3)。混凝土中氯离子的最大含量（单位体积混凝土中氯离子与胶凝材料的重量比）不超过0.1%，混凝土中最大碱含量（Na2O当量）为3.0kg/m3，所采用水泥中铝酸三钙含量不宜超过8%。 三、改进分析 根据技术规格书要求的配比和现有配比相比较,我方建议用河砂做初步试验,因为自产砂石的用水量要比河砂高约6%,在规定的胶凝材料范围内,很难达到现规定的水灰比。现只有降低水用量，降低水泥用量，提高水灰比，才能满足PX联合泵房钢筋混凝土技术规格书中抗氯离子侵入性指标。现用C45纤维混凝土强度平均为62.8MPa,但是已高出技术上线要求50kg胶凝材料,如按要求降低胶凝材料而不改变其它材料,强度很难满足标准。 根据现有材料我试验室计划调整砂率，降低水用量，从而降低水灰比，调整外加剂掺量，调到最佳参数，使混凝土配比得到一个最优、最大减水率。对砂石再次清洗，使之含泥量、泥块含量和需水量降到最底，从而降低水的用量和水泥的用量。参考文献 [1]GB50204-2015 混凝土结构工程施工质量验收规范. [2]CECS 207-2006 高性能混凝土应用技术规程，中国工程建设标准化协会. [3]JGJ/T385-2015 高性能混凝土评价标准.
高强高性能混凝土施工方案
11 高强高性能混凝土施工方案 本工程为南京广州路干沿河B 片B 、C 幢高层建设工程,地点为于南京市广州路与干河沿街之间,由南京市中住房地产开发公司做为开发商。江苏邗建集团有限公司南京分公司拟通过投标承建其土建、安装及室外工程项目，工期730天，建筑用途为商业、办公、住宅高层，其中地下室3900㎡，住宅楼13500㎡（18层），办公楼22000㎡（22层）。基础转换层及竖向承重构件采用高强高性能泵送混凝土合计约2000m 3。 ⑴原材料的要求 ①水泥使用矿渣盐水泥，利用混凝土的后期强度，减少水泥用量，控制水化热温升，减小温度应力。 ②选用中粗砂，细度模数2.6以上，含泥量控制在3％以下。 ③石子选用 5～31.5连续粒级洁净碎石，含泥量控制在 1％以下。 ④外掺添加材料 a ．掺入一定数量的一级粉煤灰，改善混凝土的和易性及可泵性，降低混凝土的水化热及减小混凝土的收缩； b ．掺入一定数量的JM-Ⅲ减水剂，降低混凝土水灰比，改善混凝土和易性及可泵性同时起到混凝土缓凝的作用。 ⑤混凝土拌和物入模坍落度为120±20mm 。 ⑵浇筑 ①本工程基础混凝土全部采用商品混凝土，搅拌车运输到现场，由混凝土输送泵泵送入模的混凝土施工方案。 ⑥严格控制混凝土初、终凝时间，要求混凝土终凝控制在10h 左右，入泵坍落度控制在120±20mm 。 ⑦本工程地下室墙体混凝土采用分层分段下料、连续一次浇筑的施工方法（如下图所示），即由2个浇筑小组从一点开始，砼分层浇筑，每两组相对应向后延伸浇筑，直至同边闭合。高度超过2.0m 的墙体混凝土浇筑采用溜槽入模，使混凝土从一侧开始逐渐向前推进，并在混凝土斜面上均匀布位振捣。混凝土以 500mm ～1000mm 高分层浇筑到顶，根据各施工段操作面，合理组织劳动力，做到不留施工缝