高铁客运专线混凝土
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吴中伟
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高性能混凝土
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 （CECS2004-01）
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现代高性能混凝土的应用实例
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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。
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客运专线高性能混凝土
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
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
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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
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2
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
美国混凝土学会 1998
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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。
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》
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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
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2、高性能混凝土的发展与应用现状
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1995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。
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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
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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
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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
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高性能混凝土定义
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）
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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
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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。
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3
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
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4
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。
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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
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：
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
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来自百度文库
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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。
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高性能混凝土
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 （CECS2004-01）
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现代高性能混凝土的应用实例
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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。
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客运专线高性能混凝土
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
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
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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
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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
美国混凝土学会 1998
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8
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。
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》
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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
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2、高性能混凝土的发展与应用现状
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1995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。
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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
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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
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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
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5
高性能混凝土定义
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）
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6
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
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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。
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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
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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。
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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
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：
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
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来自百度文库
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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。