高性能混凝土范文

随着我国经济的不断发展，工程项目的建筑也在逐渐增多，这就是对于高性能水泥混凝土的耐久性要求也在逐渐提高，高性能水泥的耐久性关系到工程项目的质量。本文对于高性能水泥混凝土的耐久性进行了简要的分析和探讨。

关键词：高性能水泥；混凝土；耐久性；探讨

混凝土是在工程项目建设中使用最为广泛的材料之一，随着我国基础设施建设不断加快，现代化的进程加快推动了建筑业的发展，对于高性能水泥混凝土的要求也在不断提高，对于混凝土的强度也在逐渐提高，对于当前的建筑来说，在未来几十年里，庞大维修费用将是一项巨大的支出，在美国，每年的维修费和重建费用高达6000万美元，中国在未来的三十年内，也将高达4000万人民币，为了避免未来庞大的维修费用，从现在起应加大投入和研发高性能混凝土，提高混凝土的耐久性，以降低巨额的维修和重建费用，这对于我国今后的可持续发展有着重要的意义和价值。

一、影响水泥混凝土耐久性的因素

一般情况下水泥混凝土工程的耐久性应该在50年到100年左右，但是我国目前的水泥混凝土建设工程往往在十年以后就需要维修，这主要是由于我国的水泥混凝土工程项目的耐久性不足而造成的，一般来说，影响水泥混凝土耐久性的因素很多，主要原因有以下几个方面：

首先是水泥混凝土的强度，水泥混凝土的强度主要是取决于水灰质量比及水泥用量，但往往实际施工中为满足混凝土施工工作性要求，须加大水泥浆用量，因而导致混凝土内部自由水增加，混凝土的孔隙率升高，占水泥石总体积的24%到40%左右，在这当中，毛细孔占了绝大部分的比例，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、二氧化碳及其他有害物质进入水泥混凝土内部的通道，对于水泥混凝土的耐久性造成严重的破坏。

其次是外界环境的影响，混凝土处于的环境对于它的耐久性影响同样很大，比如，有的混凝土长期浸泡在海水中，海水和海风含有的盐分对于混凝土都造成了严重的侵蚀，钢筋也受到了盐化和氧化，破坏更为严重。这些因素都导致了混凝土的耐久性受到损害。

第三是施工过程中的质量控制，施工过程中的质量控制是影响施工质量的最关键因素，往往试验室配置的混凝土配合比在一般情况下均能满足施工要求，但是由于施工现场原材料差异、剂量的不准确及为保证混凝土工作性对配合比进行的适当调整都可能导致混凝土实体的强度不足，由此导致了混凝土耐久性差。在施工过程中，还会产生凝土振捣不密实、内部存在蜂窝和空隙造成混凝土不均匀等现象，这些也都会严重影响水泥混凝土的耐久性。此外，在施工过程中，还会产生拆除承重模板过早、钢筋保护层过小、硬化过程扰动或养生不到位造成混凝土表面受力及非受力裂缝等现象，这些现象都会导致混凝土耐久性不足。另一个极为重要的因素就是混凝土的钢筋保护层问题，假如混凝土的钢筋保护层不足，在浇筑完成后，能够很明显的看出一道道水平筋或螺旋筋痕迹，有的甚至在表面出现浮锈，时间一长，很可能造成混凝土脱落，结构的耐久性势将受到极大影响。

二、提高高性能水泥混凝土耐久性的方法

1、提高水泥混凝土的强度

要提高水泥混凝土的强度，首先要做到的就是降低混凝土的孔隙率，最重要的就是降低毛细管孔隙率，一般情况下要降低拌合用水量，但是不能只降低拌水量，因为这样会降低混凝土的工作性，还会给捣鼓工作造成不便，造成混凝土结构不致密，严重时会出现蜂窝等外部问题，大大地降低了水泥混凝土的强度，进而影响到混凝土的耐久度，为了避免这种情况的发生，我们一般采用以下三个办法来解决：

首先是掺入高效的减水剂，要保证混凝土拌和物所需流动性，同时要降低用水量，降低水灰的质量比，大幅度降低混凝土的孔隙率，水泥在加水搅拌之后，就会产生许多絮状的结构，这些结构中就会包含着许多拌合水，在施工过程中，为了保证保持混凝土拌和物所需的工作性，要大幅增加拌水量，但是增加拌水量又会造成出现许多空隙，所以，一般我们采用加入减水剂的办法，使水泥质点表面均带有相同电荷，通过电力的排斥性作用，保证混凝土拌合物的流动性，同时释放絮状结构中的游离水，减少拌合水的使用量。

其次是掺入高效活性矿物掺料，在水泥混凝土中参入高效活性矿物质可以改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。这是因为其中含有大量的活性二氧化硅和活性三氧化锌而造成的，它们能够通过水化反应实现二次反应，进而生成高强度、优性能的水化矽酸钙，能够消除游离石灰，增加水泥结构的致密性，并且阻断渗透途径。

再次是要采用相关措施消除混凝土的物理破坏和化学破坏，主要可以从以下方面入手，控制原材料，控制施工环节，控制添加剂的含量等等。

2、消除环境因素影响

消除环境因素的影响应该从技术上入手，针对不同的环境采取不同的解决措施，可以减少腐蚀或者风化，对于水泥混凝土加以保护等等。

3、全过程控制施工质量

施工质量是混凝土质量的根本因素，因此，为了保证混凝土耐久性，要从施工的各个环节入手，全过程严格控制施工的质量。要从控制各种原材料和各种添加剂的配合比入手，使之一定严格符合施工要求，如果不够符合施工要求，那么就要重拌。捣鼓质量是混凝土质量的一个关键因素，因此一定要严格控制，务必捣鼓密实，切勿出现蜂窝等外观缺陷。此外，还要严格控制承重模板的拆除时间，实体结构一定要达到设计强度才能够最终拆除，同时要掌握好时间，切记不要为了施工省事就提前拆除，那样的话对于施工的耐久性会造成很大的隐患。要加强对于钢筋保护层的保护，增加保护层的厚度，上面已经说过，如果保护层的厚度不足，就会出现很多问题，比如，表面出现浮锈，可能造成砼脱落等现象。为了防止这种隐患的产生，一定要加强厚度，一般情况下，我们可以采用固定钢筋、增加垫块、适当缩小箍筋尺寸等办法。最后还要注意加强养生，并且有效控制施工时间，一般来说，混凝土初凝的时间都比较快，所以，一定要及时加强养生，不要对混凝土进行扰动，以防止混凝土表面出现裂缝，对耐久性造成严重的影响，要避开高温期间进行施工，对于高标号的混凝土必要时可以采用夜间施工的办法。对于混凝土还要做到一次浇筑成型，切记不要二次浇筑或者涂抹，造成对耐久度的不利影响。

高性能混凝土范文

关键词：高性能混凝土；工艺性能；经济性能

Abstract:Thehigh-performanceconcreteisanewhigh-techconcrete,inasubstantialincreaseinthegeneralpropertiesofconcreteonthebasisofmodernconcretetechnologytoproduceconcrete,themainindicatorsofdurabilityasadesignrequirementfordifferentuses,high-performanceconcretebefocusedonthefollowingperformanceguarantee:durability,workability,suitability,strength,volumestabilityandeconomy.Tothisend,high-performanceconcreteinthepreparationischaracterizedbylowwatercementratio,highqualityrawmaterialsandcement,water,aggregate,mustbemixedwithasufficientnumberoffinemineraladmixturesandefficientadmixture.High-performanceconcreteisnotonlyamajorbreakthroughinthetraditionalconcrete,butalsoinenergy,materials,engineering,economic,laborprotectionandenvironmentalsignificance.

Keywords:high-performanceconcrete;processperformance;economicperformance

中图分类号：TU377文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）

1高性能混凝土的工艺性能1.1高强度混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。不同的结构，对混凝土强度要求也不一样，所以对混凝土的强度也需要有一个全面的了解。目前国内外学者多数还认为高性能混凝土必须是高强混凝土（C50以上），但从目前已取得的效果以及从工程安全性与安全使用期等要求来看，高强混凝土必须是高性能混凝土。因此高强混凝土应当包括在高性能混凝土之中，而不是相反。如在不利环境中的结构物、大体积混凝土等，对强度要求并不高（C30左右），但对耐久性要求却很高。因此，高性能混凝土不只是高强度的，而是包括各种强度等级，其应用范围十分广泛。在大跨度结构物允许减小断面的构件部位，应尽量采用强度高的混凝土。资料显示，混凝土强度从C40提高到C80时，造价约增加50％，而承载能力可提高1倍左右。由于具有减小断面、降低结构物自重等优势，高强混凝土在国外发展很快。出于耐久性的考虑，高强混凝土又逐渐发展成高强度的高性能混凝土。1.2高耐久性长期以来，混凝土一直被看成坚固耐久的材料，实践证明，普通混凝土并不总象当初应用时所认为的那样耐久，许多国家早期修建的一些混凝土基础设施工程已相继步入老化期。以美国为例，美国现有桥梁约57.5万座，据1991年提交美国国会的一份报告中的数据，这些桥梁中不少已经老化损坏，为修复和更新，在以后20年内每年需耗资60～85亿美元，每年需修复更新的桥梁达1.6万座，这不仅耗资巨大，而且影响社会生产和生活秩序。普通混凝土因决耐久性不良造成的问题在我国也相当突出。现代高性能混凝土技术为解混凝土的耐久性提供了出路，对于桥梁、道路、港口、海洋工程等许多设施来说，混凝土的耐久性比其强度显得更为重要。

高性能混凝土密实度高且不产生原生裂缝；硬化后体积稳定而不产生收缩裂缝；同时减少混凝土内部产生侵蚀的组分。是一种耐久性优异的混凝土，耐久性可达百年之久，是普通混凝土的3-10倍。混凝土的耐久性即抵抗劣化的能力，主要包括：抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碳化性、抗碱－骨料反映等。1.3高体积稳定性混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重者会影响结构的安全。混凝土的体积稳定性可分成三类，一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形，总称为收缩变形；另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形，如弹性变形，徐变变形等；还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形，称为温度变形。

收缩变形是混凝土的一种固有特性，不均匀收缩会使混凝土产生内应力，产生裂缝，降低混凝土强度和耐久性。徐变是混凝土的另一个重要特性,徐变变形会改变结构中的内力，有时产生对结构不利的变形，影响结构的安全。弹性变形是所有结构材料共有的特性，混凝土在受力后产生的弹性变形比较大。高性能混凝土中，采用较低的水胶比，减少用水量，减少水泥浆用量，提高混凝土的密实性；提高混凝土的强度，降低其使用应力，采用弹性模量高的集料，改善混凝土的级配。从而得到收缩变形、徐变变形小，弹性模量高等高体积稳定特性的优质混凝土。1.4高工艺性混凝土的工艺性能是混凝土质量的重要保证。没有好的工艺性能，混凝土就很难达到高强度、高耐久性和高体积稳定性。高性能混凝土具有良好的工作性,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,施工时能达到自流平，坍落度经时损失小，具有良好的可泵性。这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀，提高施工效率，施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁。

1.5原材料

高性能混凝土范文篇3

关键词：矿渣微粉硅灰高性能混凝土强度弹性模量泊松比

1引言

近年来，随着土木工程材料科技的不断进步，混凝土的组成及施工工艺也发生了巨大变化，混凝土结构的研发与创新，新材料、新工艺、新技术的开发应用等方面均取得了长足的进步。高性能混凝土（HighPerformanceConcrete,简写为HPC）是一种体积稳定性好、具有高耐久性、高强度与高工作性能的混凝土[1]，它的推广应用有着显著的技术经济、社会和环境效益。

高性能混凝土又被称为六组份混凝土[2]，所用的原材料，除传统混凝土所用的水泥、砂、石和水四大组成，还有化学外加剂（第五组分）和矿物外加剂（第六组分）。使用新型的高效减水剂和矿物掺合料是使混凝土达到高性能的主要技术措施。

本文的技术途径是立足于地方材料和常规生产工艺，依靠掺加化学外加剂，同时外加一定比例的矿物掺合料，使混凝土拌合物具有良好的工作性及高强度，从而实现混凝土的高性能。

2高性能混凝土的静力受压弹性模量

在弹性材料中应力与应变是线性关系，因而存在一个不变的材料常数，即弹性模量。而混凝土不是真实的弹性材料，而是兼有弹、黏、塑三性，只是在很小的应力范围内（

本文所采用的是边长为150mm×150mm×550mm的棱柱体试件（非标准试件），按照规范《普通混凝土力学性能试验方法标准》[8]所规定的试验方法进行试验。

2.1混凝土配合比

本文进行了一种配合比、不同材料的6组高强混凝土的弹性模量试验，混凝土的配合比为每立方米混凝土材料用量：水145kg、水泥377kg（P.O42.5）、细骨料516kg（中砂）、粗骨料1204kg（A组5~15mm、B组5~20mm）、矿粉145kg、硅粉58kg、高效减水剂11.28kg，合计24562456kg/m3；6组混凝土采用养护条件的是室内自然养护。

2.2试验的加载制度

按照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T50081-2002）[4]所规定的加载制度进行加载，加荷方法如图1所示。

图1弹性模量加荷方法示意图

2.3静力受压弹性模量实测值

试验实际测得6组混凝土的立方体抗压强度值、轴心抗压强度值及静力受压弹性模量值如表1所示：

由表1可以看出：

①高强混凝土的弹性模量值很大，要比一般强度混凝土的弹性模量值高很多；

②高强混凝土的轴心抗压强度值与立方体抗压强度值相差不大；

③粗集料的颗粒级配及矿物外加剂的种类对高强混凝土的弹性模量值影响较大。

表1混凝土的抗压强度值及弹性模量值

3应力应变关系

边长为150mm×150mm×550mm的棱柱体应力-应变关系曲线如图2所示，试验所采用的加载制度如图1所示。

从应力-应变关系图2可知：

①对于高强混凝土，当压应力小于抗压强度的80~90%时，应力-应变关系呈线性递增，一旦超过很快发生破坏；

与普通混凝土相比，由于高性能混凝土中含有硅粉，可生成典型的致密结构，其扩展到骨料表面，大大地消除了过渡区的不均衡性，改善了混凝土结构，使得高性能混凝土的界面粘结强度得以提高，只有当压应力较大时，初始界面裂缝才会有所增加，所以，高性能混凝土应力-应变曲线的直线段与普通混凝土相比相应要长[9]。

②两种混凝土的峰值压应变相差较大，A组峰值微应变为900με左右，B组为1600με左右。这与粗骨料的粒径及矿物外加剂的种类等因素有关。

③A组混凝土的峰值拉应变在230~250με左右，拉应变要比压应变先达到弹性极限状态。

图2棱柱体σc-ε曲线

4泊松比

通过试验文献[5]得出如下结论：高性能混凝土的泊松比与普通混凝土的泊松比比较接近，初始泊松比基本保持在0.17~0.23之间。文献[6]试验测得高性能混凝土泊松比的变化范围为0.14~0.19，平均值为0.17。

本文通过试验测得A组混凝土的泊松比如表所示，其中两个试件的σc/σmax-v关系曲线如图3所示，试件A-3形状不规则，出现纵向劈裂裂缝较早，强度较低，没有得到完整的σc/σmax-v关系曲线。

图3棱柱体σc/σmax-v关系曲线

由图3可以看出：

①C70高性能混凝土的初始泊松比在0.21~0.25之间，要比文献[5]中的值高一点。

②在1/3极限强度范围内的低周荷载作用下（σc/σmax＜0.33），泊松比v在0.06~0.25之间有所变化，试件A-1可能因为应变片的原因离散性比较大；0.33≤σc/σmax＜0.6时，泊松比v略有增加；0.6≤σc/σmax＜0.9时，泊松比v增加较大；0.9＜σc/σmax时，泊松比v急剧增加，横向变形达到极限拉伸状态，混凝土破坏；与文献[5]试验所得的规律相同。

7结论

（1）采用常用的水泥、砂石骨料,使用一般的施工工艺，依靠掺加高效减水剂与超细活性矿物外加剂，就可以配制出高性能混凝土。由此可见,利用高效减水剂与超细活性矿物外加剂使混凝土获得高性能具有良好的经济性与实用性。

（2）高性能混凝土的弹性模量值很大，要比一般强度混凝土的弹性模量值高很多；高强混凝土的轴心抗压强度值与立方体抗压强度值相差不大；粗集料的颗粒级配及矿物外加剂的种类对高强混凝土的弹性模量值影响较大。