高铁客运专线混凝土 80页
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1987年美国材料顾问委员会提交的一篇报告引起了轰动： 约25.3万座桥梁的混凝土桥面板，其中部分使用不到20年，就 已不同程度地破坏，且每年还将新增3.5万座。由于混凝土桥面板开 裂普遍，因此转向使用高强混凝土，但是看来这无济于事。 根据国家公路合作研究计划2019年检查的结果表明：10万座混 凝土桥面板是在混凝土浇筑后一个月内就出现间隔1~3米的贯穿性 裂缝。
开裂、剥落与整体性丧失
环境作用（第二阶段） （损伤的开始与扩展）
水的渗入 O2、CO2渗入 酸性离子（Cl- , SO4-)渗入
以耐久性为基本要求的高性能混凝土并不能避免 环境对混凝土结构的破坏作用。
但是，高性能混凝土可以延长混凝土结构的使用 寿命。
有关混凝土结构使用寿命的设计理论也越来越被 人们关注。
增加渗透性 增加体积收缩 增加自收缩和干燥收缩 减小徐变、增加收缩
（4）矿物掺和料对混凝土性能的影响 （5）外加剂对混凝土性能的影响
（6）浇筑特性对混凝土耐久性影响
浇筑特性 材料温度高
环境温度高 离析
表面水分蒸发快 养护
对混凝土耐久性影响 浇筑后混凝土温度高、温度应力
加速水化和干燥 不均匀收缩、沉缩裂缝
现代高性能混凝土的应用实例
2 英吉利海峡隧道 设计使用寿命120年，要求混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于K=1.4×10-13m/s (1300库仑) 水泥采用两种当地海工用的水泥，C3A含量为0.69～ 0.77%, 400kg/m3 水灰比0.35～0.32，坍落度100mm 砂：由石灰石碎石与石英石组成，0～1mm硅质河砂、0 ～4mm和3～8mm两级石灰石碎石 粗骨料：粒径5～12.5mm的石灰石碎石。
粉煤灰对混凝土性能的影响
1. 新拌混凝土 1）增加浆体含量、增大粘聚性、不易离析，改善可泵性，容易振实； 2）延缓拌合物凝结时间，减小坍落度损失； 3）减小泌水速率，但凝结时间延长(尤其低温季节），需要及早覆盖养护； 4）降低水化热。
粉煤灰对混凝土性能的影响
2.硬化混凝土 1）早期强度发展速率延缓（程度取决所用水泥），但也随温度升 高加快； 2）早期应力松弛作用强，抗裂性能好； 3）后期微结构密实、强度增长幅度大，耐久性良好； 4）预防混凝土的耐久性病害发生，如碱—骨料反应。 5）提高混凝土抵抗环境因素劣化破坏的能力。如：抗硫酸盐侵蚀、 抗氯离子渗透等。
1、引言
20世纪80年代，美国国家材料委员会提出：要为新世 纪的基础设施建设开发高性能的建筑材料，包括钢材、混凝 土、塑料等。
1990年5月，在美国马里兰州Gaithers-burg 城由 NIST 和 ACI 主办了第一次关于HPC的国际研讨会，会议首次提出 关于高性能混凝土的定义。
高性能混凝土定义
混凝土受环境作用产生劣化的“整体性”模型
一个不透水，但存在非 连续微裂缝，且多孔的
钢筋混凝土结构
由于微裂缝和孔隙 连通起来，不透水性逐
渐丧失
环境作用（第一阶段） （无可见损伤） 1. 侵蚀作用
（冷热循环、干湿循环） 2. 荷载作用
（循环荷载、冲击荷载）
A：以下原因使孔隙内静水 压增大、混凝土膨胀：钢筋 锈蚀、碱-骨料反应、水结 冰、硫酸盐侵蚀 B：混凝土强度与刚度降低
现代高性能混凝土的应用实例
1 香港青马大桥 设计使用寿命120年, 要求所用混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于9×10-13m2/s(1300库仑) 混凝土28天立方体试件配比强度≥50MPa 普通水泥/25～35%粉煤灰/65~75%矿渣 水泥用量350～550kg/m3 水胶比≤0.4 胶结料中最大氯离子含量0.06% 碱含量（折合Na2O） ≤3kg/m3
1、较严格的原材料品质要求 2、混凝土强度等级无具体要求 3、流动度根据施工要求确定 4、均有含气量要求 5、电通量、抗裂性、抗碱骨料反应作为基本耐久性指标 6、根据环境作用等级和结构部位要求抗腐蚀、抗冻、抗渗性能等
耐久性指标
尚有一些未体现的指标如绝热温升、徐变、收缩等
2、高性能混凝土的发展与应用现状
以耐久性为基本要求并用常规材料和常规工艺制 造的水泥基混凝土。
这种混凝土在配比上的特点是掺加合格的矿物掺
和料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥
用量，并在制作上通过严格的质量控制，使其达到良
好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。
混凝土结构耐久性设计与施工指南 （CECS2019-01）
客运专线高性能混凝土
大掺量粉煤灰混凝土强度发展规律
碱活性 高空隙率
低弹模 级配差 高含泥量 很低的热膨胀系数
对混凝土耐久性的影响 界面粘结性差 ASR
不利于抗收缩和抗冻融 增加体积收缩 增加水泥用量
粘结性差，增加干燥收缩 与浆体变形不一致
（3）拌和物特性对混凝土耐久性的影响
拌和物特性 高水泥用量 低水泥用量
高用水量 高细度掺和料 早强剂、防冻剂
对混凝土耐久性的影响 提高温度，增加收缩和易裂性
可造成塑性裂缝 不足时早期干缩
（7）环境对混凝土耐久性的影响
环境特性 气候干燥 混凝土处于地面以上 严寒地区路桥 冻融循环 存在氯化物 存在硫酸盐等侵蚀性介质
对混凝土耐久性的影响 混凝土干燥开裂 无水分补充 除冰盐影响
受冻融循环而开裂 腐蚀钢筋
侵蚀混凝土
3.3 矿物掺合料
粉煤灰（FA）：发电厂煤粉燃烧后的未燃尽无机残渣。 磨细矿渣粉（BFS）：主要成份为CaO、Al2O3和SiO2等。来自 于铁矿石炼铁高炉。 硅粉（SF）：硅和含硅合金时所产生的副产品。 偏高岭土粉（MK）：高岭土经煅烧生成的无定形铝硅酸盐。 天然沸石粉（NZ）。
现代高性能混凝土的应用实例
3 日本明石大桥
设计使用寿命120年，桥墩混凝土采用免 振自密实混凝土，桥面及梁采用泵送高性能 混凝土。要求混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于1000库仑 W/B≤0.35，胶凝材料用量500kg/m3，
其中水泥60％，其余为矿渣及粉煤 灰。
现代高性能混凝土的应用实例
3.1 混凝土如何高性能化
（1）高性能混凝土的结构特点
高性能混凝土是在与普通混凝土相对比的基础上提出的概念。
相比而言：
A、孔隙率很低；
Biblioteka Baidu
B、水化物中CH减少、CSH和AFt增多；
C、未水化颗粒多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级中心质增多，各
中心质间距离缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架得到强化；
12W氯离子扩散系数 / 10-12 m2/s ≤ 3. 5 ≤ 3. 0 ≤ 3. 5 ≤ 3. 0 ≤ 3. 5 ≤ 2. 5 ≤ 1. 5 ≤ 1. 5
东海大桥 深港大桥（西部通道） 珠港大桥
……
3、高性能混凝土的组成与结构
3.1 混凝土如何高性能化 3.2 影响混凝土性能的因素 3.3 矿物掺合料 3.4 减水剂 3.5 小结
易于浇注 早期强度 渗透性 水化热 体积稳定性 可捣实、不离析 长期力学性质 密实度 韧性 在服务环境中运行寿命长久
高性能混凝土的许多特性是相互关联的，改变其中 一个常牵扯到一或多个其他特性发生变化。因此，如果 对某一应用提供的混凝土有若干特性必须同时满足，则 必须将其中每一项都在合同书上规定清楚。
不是强度，而是混凝土的坚固性（没有裂缝）对 其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起关键的 作用。
P.K.Mehta 耐久性——影响未来的关键问题
混凝土结构劣化破坏分类
1、磨蚀：机械磨耗、冲刷磨损、气蚀 2、物理作用：干湿交替、水的渗透、冻融、盐的结晶 3、化学作用：化学介质侵蚀（水解、软水、置换、硫酸
方法：掺入优质引气剂。
优质原材料
3.2 影响混凝土性能的因素
（1）水泥特性对混凝土影响
高含碱量、高比表面积、高C3S、高C3A、高SO3
使水泥水化热大、水化快、早期强度高、徐变 小、使混凝土延伸性低。易使混凝土温度收缩、自 收缩和干燥收缩使混凝土开裂。
（2）骨料特性对混凝土影响
集料特性 光滑的表面
400~700 透气法
磨细矿渣 38 0.3 11 40 7.5 0.4 0.8
350~600 透气法
普通水泥 20 3.5 5 65 0.1 0.1 0.7
300~400 透气法
矿物掺合料一般具有如下作用：
1、填充骨料的间隙及形成润滑膜； 2、消纳氢氧化钙，改善过渡区（火山灰反应），生成胶凝性产物； 3、对水泥的分散作用，降低水胶比，改善水泥在低水胶比下的水化 环境； 4、延缓初期水化速率，形成较低水胶比、较大水灰比的有利环境； 5、降低温升，改善徐变能力，减小早期形成热裂缝的危险。
D、界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、 CH数量减少，取向程度下
降。
(2) 混凝土高性能化的途径和方法
A 降低水胶比 可大量减少水泥石的孔隙。 在无外加剂掺入的情况下，水灰比大于0.5时混凝土才
具有可施工的流动性。
方法：掺入高效减水剂
水泥颗粒 水水
水泥凝胶
水灰比与水泥石结构
水泥浆 水泥石
• B 改善砼中水泥石与粗骨料之间的界面结构
美国混凝土学会 2019
国内高性能混凝土的定义
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。
吴中伟
高性能混凝土
盐）、AAR、CaO和MgO水化 4、钢筋锈蚀：碳化引起、Cl-引起
《近代混凝土技术》
混凝土结构劣化破坏原因分类
《铁路工程混凝土结构耐久性设计暂规》将混凝土结构所 处环境类别分为5种环境类别、17种环境作用等级。
(1)碳化环境 (2)氯盐环境 (3)化学侵蚀环境 (4)冻融破坏环境 (5)磨蚀环境
高性能混凝土——具有所要求的性能和匀质性的 混凝土。例如易于浇注和压实而不离析、高长期力学性 能、高早强、高韧性、体积稳定、严酷环境中使用寿命 长。
采用传统的组分、普通的搅拌、浇注与养护操作， 是不可能日常生产这种混凝土的。
高性能混凝土国际研讨会（1990）
高性能混凝土的特性，是针对一定的应用 和环境所要求的。例如：
培训课件
客运专线高性能混凝土
孙树
江苏博特新材料有限公司
２００7.１０
客运专线高性能混凝土知识培训
第一部分、客运专线高性能混凝土基本理论知识与配制技术 第二部分、客运专线高性能混凝土施工技术 第三部分、客运专线相关技术标准解读
第一部分
客运专线高性能混凝土 基本理论知识与配制技术
主要内容
1、引言 2、高性能混凝土的发展与应用现状 3、高性能混凝土的组成与结构 4、客运专线高性能混凝土的配制技术
矿物掺合料产生的效应：
1、填充效应 2、流化效应 3、耐久效应 4、强度效应
粉煤灰
扫描电镜下粉煤灰的形貌
粉煤灰的密度通常只有水泥的2/3左右，因此采用大掺量 粉煤灰的混凝土，同时添加高效减水剂时，可以在大幅度降 低单位用水量（水胶比）时仍然获得良好的和易性，获得普 通混凝土条件下无法达到的使用效果。
矿物掺合料的功能不同，起着不同的作用。 重点讨论磨细矿渣粉和粉煤灰。
水泥、粉煤灰、矿渣的化学成分
微硅粉
SiO2 %
92
Fe2O3 %
0.8
Al2O3 %
0.3
CaO %
0.4
MgO %
0.3
Na2O %
K2O % 细度 m2/kg 测定方法
0.2
0.9 15,000~25,000
氮吸附法
粉煤灰 50 10.4 28 3 2 0.7 2.5
• 普通混凝土粗骨料与水泥石之间的界面上积滞着大量的CH； • CH在界面上的结晶与定向排列，是混凝土强度与耐久性低下的主 要原因。 • 改善砼中骨料与水泥石之间的界面结构，是高性能砼必须解决的关 键技术。
•
方法：掺入矿物质掺合料
C 改善混凝土中水泥石的孔结构
引入封闭孔。 在相同的孔隙率下，封闭孔的渗透系数最低。
4、长江三峡大坝
长江三峡大坝（2019/11/17）
现代高性能混凝土的应用实例
杭州湾跨海大桥
5 杭州湾跨海大桥 设计使用寿命100年，要求混凝土满足如下要求：
钻孔灌注桩 承台 墩身
结构部位 陆上部分
滩涂、海上部分 陆上部分
滩涂、海上部分 陆上部分（现浇） 滩涂、海上部分（现浇） 滩涂、海上部分（预制） 箱梁、桥塔
开裂、剥落与整体性丧失
环境作用（第二阶段） （损伤的开始与扩展）
水的渗入 O2、CO2渗入 酸性离子（Cl- , SO4-)渗入
以耐久性为基本要求的高性能混凝土并不能避免 环境对混凝土结构的破坏作用。
但是，高性能混凝土可以延长混凝土结构的使用 寿命。
有关混凝土结构使用寿命的设计理论也越来越被 人们关注。
增加渗透性 增加体积收缩 增加自收缩和干燥收缩 减小徐变、增加收缩
（4）矿物掺和料对混凝土性能的影响 （5）外加剂对混凝土性能的影响
（6）浇筑特性对混凝土耐久性影响
浇筑特性 材料温度高
环境温度高 离析
表面水分蒸发快 养护
对混凝土耐久性影响 浇筑后混凝土温度高、温度应力
加速水化和干燥 不均匀收缩、沉缩裂缝
现代高性能混凝土的应用实例
2 英吉利海峡隧道 设计使用寿命120年，要求混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于K=1.4×10-13m/s (1300库仑) 水泥采用两种当地海工用的水泥，C3A含量为0.69～ 0.77%, 400kg/m3 水灰比0.35～0.32，坍落度100mm 砂：由石灰石碎石与石英石组成，0～1mm硅质河砂、0 ～4mm和3～8mm两级石灰石碎石 粗骨料：粒径5～12.5mm的石灰石碎石。
粉煤灰对混凝土性能的影响
1. 新拌混凝土 1）增加浆体含量、增大粘聚性、不易离析，改善可泵性，容易振实； 2）延缓拌合物凝结时间，减小坍落度损失； 3）减小泌水速率，但凝结时间延长(尤其低温季节），需要及早覆盖养护； 4）降低水化热。
粉煤灰对混凝土性能的影响
2.硬化混凝土 1）早期强度发展速率延缓（程度取决所用水泥），但也随温度升 高加快； 2）早期应力松弛作用强，抗裂性能好； 3）后期微结构密实、强度增长幅度大，耐久性良好； 4）预防混凝土的耐久性病害发生，如碱—骨料反应。 5）提高混凝土抵抗环境因素劣化破坏的能力。如：抗硫酸盐侵蚀、 抗氯离子渗透等。
1、引言
20世纪80年代，美国国家材料委员会提出：要为新世 纪的基础设施建设开发高性能的建筑材料，包括钢材、混凝 土、塑料等。
1990年5月，在美国马里兰州Gaithers-burg 城由 NIST 和 ACI 主办了第一次关于HPC的国际研讨会，会议首次提出 关于高性能混凝土的定义。
高性能混凝土定义
混凝土受环境作用产生劣化的“整体性”模型
一个不透水，但存在非 连续微裂缝，且多孔的
钢筋混凝土结构
由于微裂缝和孔隙 连通起来，不透水性逐
渐丧失
环境作用（第一阶段） （无可见损伤） 1. 侵蚀作用
（冷热循环、干湿循环） 2. 荷载作用
（循环荷载、冲击荷载）
A：以下原因使孔隙内静水 压增大、混凝土膨胀：钢筋 锈蚀、碱-骨料反应、水结 冰、硫酸盐侵蚀 B：混凝土强度与刚度降低
现代高性能混凝土的应用实例
1 香港青马大桥 设计使用寿命120年, 要求所用混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于9×10-13m2/s(1300库仑) 混凝土28天立方体试件配比强度≥50MPa 普通水泥/25～35%粉煤灰/65~75%矿渣 水泥用量350～550kg/m3 水胶比≤0.4 胶结料中最大氯离子含量0.06% 碱含量（折合Na2O） ≤3kg/m3
1、较严格的原材料品质要求 2、混凝土强度等级无具体要求 3、流动度根据施工要求确定 4、均有含气量要求 5、电通量、抗裂性、抗碱骨料反应作为基本耐久性指标 6、根据环境作用等级和结构部位要求抗腐蚀、抗冻、抗渗性能等
耐久性指标
尚有一些未体现的指标如绝热温升、徐变、收缩等
2、高性能混凝土的发展与应用现状
以耐久性为基本要求并用常规材料和常规工艺制 造的水泥基混凝土。
这种混凝土在配比上的特点是掺加合格的矿物掺
和料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥
用量，并在制作上通过严格的质量控制，使其达到良
好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。
混凝土结构耐久性设计与施工指南 （CECS2019-01）
客运专线高性能混凝土
大掺量粉煤灰混凝土强度发展规律
碱活性 高空隙率
低弹模 级配差 高含泥量 很低的热膨胀系数
对混凝土耐久性的影响 界面粘结性差 ASR
不利于抗收缩和抗冻融 增加体积收缩 增加水泥用量
粘结性差，增加干燥收缩 与浆体变形不一致
（3）拌和物特性对混凝土耐久性的影响
拌和物特性 高水泥用量 低水泥用量
高用水量 高细度掺和料 早强剂、防冻剂
对混凝土耐久性的影响 提高温度，增加收缩和易裂性
可造成塑性裂缝 不足时早期干缩
（7）环境对混凝土耐久性的影响
环境特性 气候干燥 混凝土处于地面以上 严寒地区路桥 冻融循环 存在氯化物 存在硫酸盐等侵蚀性介质
对混凝土耐久性的影响 混凝土干燥开裂 无水分补充 除冰盐影响
受冻融循环而开裂 腐蚀钢筋
侵蚀混凝土
3.3 矿物掺合料
粉煤灰（FA）：发电厂煤粉燃烧后的未燃尽无机残渣。 磨细矿渣粉（BFS）：主要成份为CaO、Al2O3和SiO2等。来自 于铁矿石炼铁高炉。 硅粉（SF）：硅和含硅合金时所产生的副产品。 偏高岭土粉（MK）：高岭土经煅烧生成的无定形铝硅酸盐。 天然沸石粉（NZ）。
现代高性能混凝土的应用实例
3 日本明石大桥
设计使用寿命120年，桥墩混凝土采用免 振自密实混凝土，桥面及梁采用泵送高性能 混凝土。要求混凝土满足如下要求：
Cl—扩散系数小于1000库仑 W/B≤0.35，胶凝材料用量500kg/m3，
其中水泥60％，其余为矿渣及粉煤 灰。
现代高性能混凝土的应用实例
3.1 混凝土如何高性能化
（1）高性能混凝土的结构特点
高性能混凝土是在与普通混凝土相对比的基础上提出的概念。
相比而言：
A、孔隙率很低；
Biblioteka Baidu
B、水化物中CH减少、CSH和AFt增多；
C、未水化颗粒多，未水化颗粒和矿物细掺料等各级中心质增多，各
中心质间距离缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架得到强化；
12W氯离子扩散系数 / 10-12 m2/s ≤ 3. 5 ≤ 3. 0 ≤ 3. 5 ≤ 3. 0 ≤ 3. 5 ≤ 2. 5 ≤ 1. 5 ≤ 1. 5
东海大桥 深港大桥（西部通道） 珠港大桥
……
3、高性能混凝土的组成与结构
3.1 混凝土如何高性能化 3.2 影响混凝土性能的因素 3.3 矿物掺合料 3.4 减水剂 3.5 小结
易于浇注 早期强度 渗透性 水化热 体积稳定性 可捣实、不离析 长期力学性质 密实度 韧性 在服务环境中运行寿命长久
高性能混凝土的许多特性是相互关联的，改变其中 一个常牵扯到一或多个其他特性发生变化。因此，如果 对某一应用提供的混凝土有若干特性必须同时满足，则 必须将其中每一项都在合同书上规定清楚。
不是强度，而是混凝土的坚固性（没有裂缝）对 其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起关键的 作用。
P.K.Mehta 耐久性——影响未来的关键问题
混凝土结构劣化破坏分类
1、磨蚀：机械磨耗、冲刷磨损、气蚀 2、物理作用：干湿交替、水的渗透、冻融、盐的结晶 3、化学作用：化学介质侵蚀（水解、软水、置换、硫酸
方法：掺入优质引气剂。
优质原材料
3.2 影响混凝土性能的因素
（1）水泥特性对混凝土影响
高含碱量、高比表面积、高C3S、高C3A、高SO3
使水泥水化热大、水化快、早期强度高、徐变 小、使混凝土延伸性低。易使混凝土温度收缩、自 收缩和干燥收缩使混凝土开裂。
（2）骨料特性对混凝土影响
集料特性 光滑的表面
400~700 透气法
磨细矿渣 38 0.3 11 40 7.5 0.4 0.8
350~600 透气法
普通水泥 20 3.5 5 65 0.1 0.1 0.7
300~400 透气法
矿物掺合料一般具有如下作用：
1、填充骨料的间隙及形成润滑膜； 2、消纳氢氧化钙，改善过渡区（火山灰反应），生成胶凝性产物； 3、对水泥的分散作用，降低水胶比，改善水泥在低水胶比下的水化 环境； 4、延缓初期水化速率，形成较低水胶比、较大水灰比的有利环境； 5、降低温升，改善徐变能力，减小早期形成热裂缝的危险。
D、界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、 CH数量减少，取向程度下
降。
(2) 混凝土高性能化的途径和方法
A 降低水胶比 可大量减少水泥石的孔隙。 在无外加剂掺入的情况下，水灰比大于0.5时混凝土才
具有可施工的流动性。
方法：掺入高效减水剂
水泥颗粒 水水
水泥凝胶
水灰比与水泥石结构
水泥浆 水泥石
• B 改善砼中水泥石与粗骨料之间的界面结构
美国混凝土学会 2019
国内高性能混凝土的定义
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。
吴中伟
高性能混凝土
盐）、AAR、CaO和MgO水化 4、钢筋锈蚀：碳化引起、Cl-引起
《近代混凝土技术》
混凝土结构劣化破坏原因分类
《铁路工程混凝土结构耐久性设计暂规》将混凝土结构所 处环境类别分为5种环境类别、17种环境作用等级。
(1)碳化环境 (2)氯盐环境 (3)化学侵蚀环境 (4)冻融破坏环境 (5)磨蚀环境
高性能混凝土——具有所要求的性能和匀质性的 混凝土。例如易于浇注和压实而不离析、高长期力学性 能、高早强、高韧性、体积稳定、严酷环境中使用寿命 长。
采用传统的组分、普通的搅拌、浇注与养护操作， 是不可能日常生产这种混凝土的。
高性能混凝土国际研讨会（1990）
高性能混凝土的特性，是针对一定的应用 和环境所要求的。例如：
培训课件
客运专线高性能混凝土
孙树
江苏博特新材料有限公司
２００7.１０
客运专线高性能混凝土知识培训
第一部分、客运专线高性能混凝土基本理论知识与配制技术 第二部分、客运专线高性能混凝土施工技术 第三部分、客运专线相关技术标准解读
第一部分
客运专线高性能混凝土 基本理论知识与配制技术
主要内容
1、引言 2、高性能混凝土的发展与应用现状 3、高性能混凝土的组成与结构 4、客运专线高性能混凝土的配制技术
矿物掺合料产生的效应：
1、填充效应 2、流化效应 3、耐久效应 4、强度效应
粉煤灰
扫描电镜下粉煤灰的形貌
粉煤灰的密度通常只有水泥的2/3左右，因此采用大掺量 粉煤灰的混凝土，同时添加高效减水剂时，可以在大幅度降 低单位用水量（水胶比）时仍然获得良好的和易性，获得普 通混凝土条件下无法达到的使用效果。
矿物掺合料的功能不同，起着不同的作用。 重点讨论磨细矿渣粉和粉煤灰。
水泥、粉煤灰、矿渣的化学成分
微硅粉
SiO2 %
92
Fe2O3 %
0.8
Al2O3 %
0.3
CaO %
0.4
MgO %
0.3
Na2O %
K2O % 细度 m2/kg 测定方法
0.2
0.9 15,000~25,000
氮吸附法
粉煤灰 50 10.4 28 3 2 0.7 2.5
• 普通混凝土粗骨料与水泥石之间的界面上积滞着大量的CH； • CH在界面上的结晶与定向排列，是混凝土强度与耐久性低下的主 要原因。 • 改善砼中骨料与水泥石之间的界面结构，是高性能砼必须解决的关 键技术。
•
方法：掺入矿物质掺合料
C 改善混凝土中水泥石的孔结构
引入封闭孔。 在相同的孔隙率下，封闭孔的渗透系数最低。
4、长江三峡大坝
长江三峡大坝（2019/11/17）
现代高性能混凝土的应用实例
杭州湾跨海大桥
5 杭州湾跨海大桥 设计使用寿命100年，要求混凝土满足如下要求：
钻孔灌注桩 承台 墩身
结构部位 陆上部分
滩涂、海上部分 陆上部分
滩涂、海上部分 陆上部分（现浇） 滩涂、海上部分（现浇） 滩涂、海上部分（预制） 箱梁、桥塔