高性能混凝土基本知识
高性能混凝土有哪些
高性能混凝土有哪些导言：在建筑和基础设施的领域中，混凝土是一种常见的建筑材料。
近年来，随着建筑技术和材料科学的不断发展，一种被称为高性能混凝土（High Performance Concrete，简称HPC）的新型混凝土材料逐渐引起了人们的关注。
高性能混凝土具有较高的强度、耐久性和耐候性，可以承受更大的荷载并延长结构的寿命。
本文将介绍高性能混凝土的定义、特点以及在建筑工程中的应用。
一、高性能混凝土的定义高性能混凝土是一种经过特殊设计和控制的混凝土，具有比传统混凝土更好的性能和性能指标。
它采用了特殊的配合设计和优质的原材料，如高强度水泥、细度模数适中的矿物掺合料、特殊的化学外加剂等，以提高混凝土的性能。
高性能混凝土通常具有较高的抗压强度、抗拉强度、耐久性和耐候性。
二、高性能混凝土的特点1. 高强度：高性能混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度，通常比传统混凝土的强度更高。
这使得高性能混凝土能够承受更大的荷载和提供更好的结构支撑能力。
2. 优异的耐久性：高性能混凝土具有良好的耐久性，能够抵御化学侵蚀、氯盐侵蚀和冻融循环等外界环境的侵害。
这使得高性能混凝土在海洋环境、工业环境和寒冷地区等特殊条件下应用广泛。
3. 减少裂缝和变形：高性能混凝土的收缩性和蠕变性能得到了有效的控制，因此可以减少混凝土的裂缝和变形。
这有助于提高结构的稳定性和耐久性。
4. 提高施工效率：高性能混凝土具有较高的自流性和可泵性，因此易于施工和灌注。
这减少了施工时间和劳动力成本，提高了工作效率。
三、高性能混凝土的应用领域1. 桥梁工程：高性能混凝土在桥梁的建造中得到了广泛应用。
由于其较高的抗压强度和抗拉强度，高性能混凝土能够承受桥梁所受到的荷载，提高桥梁的结构安全性和寿命。
2. 高层建筑：高性能混凝土的高强度和耐久性使其成为高层建筑中的理想材料。
通过使用高性能混凝土，可以减少柱子和梁的尺寸，提高整个建筑的抗震性能。
3. 水利工程：高性能混凝土在水利工程中的应用也非常普遍。
《高性能混凝土简介》课件
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REPORTING
运输工艺
总结词
运输工艺是连接搅拌工艺和浇注工艺的重要环节，需要保证混凝土在运输过程中 的质量稳定。
详细描述
在运输工艺中，需要选择合适的运输工具，控制运输时间和温度，避免混凝土出 现离析、泌水和硬化等质量问题。同时，还需要根据实际情况调整运输路线和运 输方式，以提高运输效率。
浇注与养护工艺
总结词
浇注与养护工艺是高性能混凝土生产中的最后环节，对混凝土的性能和使用寿命具有重 要影响。
外加剂的选择和使用应充分考虑其对混凝土其他组分的影响，以及对外界环境的影 响。
PART 03
高性能混凝土的生产工艺
REPORTING
搅拌工艺
总结词
搅拌工艺是高性能混凝土生产中的重要环节，直接影响混凝土的质量和性能。
详细描述
在搅拌工艺中，需要选择合适的搅拌设备，控制搅拌时间和投料顺序，确保混 凝土充分混合均匀，无离析现象。同时，还需要根据不同的混凝土配方和性能 要求，调整搅拌工艺参数，以满足生产需求。
案例二：某高层建筑项目
总结词
高层建筑的结构安全性和抗震性能得 到优化
详细描述
在高层建筑项目中，高性能混凝土的 应用提高了结构的强度和刚度，增强 了建筑物的抗震性能。通过合理的结 构设计，有效降低了风荷载和地震对 高层建筑的影响。
案例三：某大坝工程
总结词
大坝工程的抗冲刷和耐磨性能得到显著提高
详细描述
产生不利影响。
掺合料
掺合料是为了改善混凝土的性能 而加入的矿物材料。
高性能混凝土
高性能混凝土高性能混凝土是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。
它主要有下面几种性能：1、自密实性：高性能混凝土的用水量较低，流动性好，抗离析性高，从而具有较优异的填充性。
因此，配好恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。
2、体积稳定性：表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。
即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。
3、强度：高性能混凝土的抗压强度已超过200MPa。
目前，28d平均强度介于100~120MPa的高性能混凝土，已在工程中应用。
高性能混凝土抗拉强度与抗压强度值比较高强混凝土有明显增加，高性能混凝土的早期强度发展加快，而后期强度的增长率却低于普通强度混凝土。
4、水化热：由于高性能混凝土的水灰比较低，会较早的终止水化反应，因此，水化热相应的降低。
5、收缩和徐变:高性能混凝土的总收缩量与其强度成反比，强度越高总收缩量越小。
但高性能混凝土的早期收缩率，随着早期强度的提高而增大。
6、耐久性:高性能混凝土由于具有较高的密实性和抗渗性，因此，其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土。
7、耐火性:因为在高性能和高强度混凝土中掺入有机纤维，在高温下混凝土中的纤维能熔解、挥发，形成许多连通的孔隙，使高温作用产生的蒸汽压力得以释放，从而改善高性能混凝土的耐高温性能。
混凝土在施工要求中，搅拌时需要先检查计量器具，对原材料严格按照施工配合比准确称量，而确保计量的准确性；浇筑时，混凝土在入模前，工程需要采用专用仪器测定其温度、坍落度、含气量、泌水率等工作性能，符合要求方可浇筑，混凝土入模温度要控制在5℃-30℃，坍落度损失要控制到5-10mm；养护也是很重要的一个环节，高性能混凝土必须要加强保温养护，裸面的混凝土需要覆盖塑料薄膜，防止过早脱模、早期温度防蒸发，洒水需要有14-21d，温度控制，制定夏季和冬季施工方案。
高性能混凝土知识培训教材
第一部分高性能混凝土试验知识1 高性能混凝土的定义高性能混凝土一词是从英文High（高级的、高科技的） Performance（履行、演出、行为）Concrete（混凝土）翻译过来的，简称(HPC)。
对于高性能混凝土在不同的国家、不同学者依照各自的认识、实践、应用范围和目的的要求的差异，对高性能混凝土有不同的定义和解释。
美国国家标准与技术研究所（NIST）与美国混凝土协会（ACI）于1990年5月召开的讨论会上提出：高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性能的耐久性的混凝土，特别适用于高层建筑，桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。
1992年法国Malier Y A认为：高性能混凝土的特点在于有良好的工作性、高的强度和早期强度、工程经济性高和耐久性，特别适用于桥梁、港工、核反应堆以及高速公路等重要的混凝土建筑结构。
对于不同的工程和应用部门对于高性能混凝土也有不同的要求，会提出不同的性能指标。
例如：1.1 公路工程应满足下列要求A 水胶比不大于0.35;B 耐久性指数大于80%C 4h抗压强度高于17.2Mpa,或24h抗压强度高于34.5Mpa,或28d抗压强度高于68.9Mpa。
1.2 桥梁工程A 水胶比不大于0.4;B 强度高于41.4Mpa;C 徐变率低。
1.3 高层建筑应要求混凝土具有高强度、高弹性模量、轻质、低徐变率、较高的工作性、早期强度与耐久性高的特性，使长期以来的建筑物安全使用期从30~50年提高到100年以上。
1.4 港工工程要求混凝土具有高耐久性（抗腐蚀、抗冻融循环等）、高抗渗性、体积安定性好、强度与抗冲击疲劳性高。
1.5 重要水工建筑物（包括大体积混凝土工程）对耐久性与体积稳定性有很高的要求，而对于强度和早期强度要求并不高。
水工建筑常要求有很长的安全使用期。
在寒冷、干热以及高速水流冲刷等条件下应用的高性能混凝土，尤其需要某些特殊性能。
高性能混凝土
高性能混凝土不是混凝土旳一种品种高性能混凝土是个学术性名词据目前旳了解，高性能混凝土必须具有旳性能：（1）针对详细环境下旳高耐久性（2）不易开裂性（尤其是早期抗裂性）（3）合适旳较高强度（4）良好旳工作性因为（3）（4）两个要求，目前混凝土技术都能到达。所以所谓高性能主要是耐久性和抗裂性。
使用高性能混凝土意义
使用高性能混凝土意义
我国水泥产量
1985年1.43亿吨开始位居世界之首 1997年突破5亿吨 2023年接近6亿吨 2023年6.4亿吨 2023年7亿吨 2023年7.5亿吨（已接近世界产量旳40％） 我国目前水泥年产量如配置混凝土，年人均近3.3吨 。混凝土用量过大，过分开采矿石和砂、石已在许多地方造成资源破坏，严重影响环境和景观。每生产1t水泥熟料消耗大量燃煤与电能，并排放约1t二氧化碳。混凝土过早劣化，处置废旧工程旳混凝土垃圾将给环境带来威胁。
高性能混凝土含义
NIST与ACI于1990年5月提出 ◇高性能混凝土是具有某些性能要求旳匀质混凝土 ◇采用优质材料配制旳 ◇必须采用严格旳施工工艺 ◇不离析，便于浇捣 ◇早期强度高，力学性能稳定 ◇ 具有韧性和体积稳定性等性能旳耐久旳混凝土
使用高性能混凝土意义
我国土建工程耐久性现状
民用房屋 干湿交替旳室外构件过早锈蚀 30－40年 工业厂房 20－30年 大修海港码头 10－23年 大修 浪溅区最严重 桥梁 除冰盐侵蚀 10－23年大修隧道 渗漏严重钢筋保护层过薄！ 混凝土等级过低！钢筋过细！ 断面过薄！
高性能混凝土含义
高性能混凝土含义
1990年美国Mehta PK以为 ◇高强度 ◇高耐久性（抵抗化学腐蚀） ◇高体积稳定性（高弹性模量、低干缩率、低徐变和低温度应变） ◇高抗渗性 ◇高工作性
什么是高性能混凝土
引言概述：高性能混凝土是一种优质的建筑材料，具有卓越的力学性能和耐久性。
本文将继续探讨高性能混凝土的特点、优势以及在实际应用中的重要性。
正文内容：一、高性能混凝土的特点1.材料成分的优化设计（1）水灰比的控制（2）胶凝材料的选择（3）添加剂的应用2.物理性能的提升（1）强度和耐久性的提高（2）减小蠕变和收缩（3）改善抗裂性能3.施工工艺的改善（1）砼的浇筑和振捣（2）养护工艺的优化二、高性能混凝土的优势1.抗压强度和耐久性的提高（1）更高的抗压强度（2）更好的耐久性和防腐蚀性2.结构性能的改善（1）提高刚度和韧性（2）减小结构变形和蠕变（3）降低结构的自振频率3.施工效率的提升（1）砼施工的简化（2）砼浇筑时间和养护周期的缩短三、高性能混凝土在实际应用中的重要性1.基础设施建设（1）桥梁和隧道（2）大型水利工程2.高层建筑和地下结构（1）摩天大楼和高层建筑（2）地下车库和地铁隧道3.工业设备和耐磨场所（1）厂房和电厂（2）港口和码头设施四、高性能混凝土的适用范围和限制1.适用范围（1）对强度和耐久性要求较高的工程（2）对结构性能和工程效益要求较高的工程2.限制因素（1）成本因素（2）施工难度和技术要求五、总结高性能混凝土以其优异的力学性能和耐久性，成为建筑领域中不可或缺的重要材料。
通过优化材料成分、提升物理性能和改善施工工艺，高性能混凝土能够提高结构的强度、耐久性和稳定性，广泛应用于基础设施建设、高层建筑和工业设备。
在具体应用中，高性能混凝土的成本和施工技术等限制因素也需要充分考虑。
未来，随着科技的发展和经验的积累，高性能混凝土将进一步完善和推广，为建筑行业带来更多的创新和发展。
高性能混凝土知识概论
高性能混凝土知识简介
高性能混凝土知识
内容介绍
一、 高性能混凝土概述 二、 高性能混凝土的特点 三、 高性能混凝土施工特点 四、 高性能混凝土强度要求 五、高性能混凝土耐久性指标 六、高性能混凝土质量检验与评定
高性能混凝土知识
一、高性能混凝土概述
高性能混凝土知识
共性： ◇ 高性能混凝土本质上与普通混凝土没有很大差别 ◇ 使用的原材料仍然为水泥、砂、石、外加剂 ◇ 生产工艺过程在宏观上与普通混凝土一致 不同点： ◇ 掺加大量活性混合材，养护要求高 ◇ 对施工单位的管理水平要求高 ◇ 许多对普通混凝土不敏感的因素变得敏感了 混凝土的发展
高性能混凝土知识
二、高性能混凝土的特点
高性能混凝土知识
（一）高性能混凝土原材料的选择 1.水泥 高性能混凝土用水泥一般为硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥， 不宜使用早强水泥。C30以下混凝土可采用粉煤灰硅酸盐水 泥、矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。要求控制水泥比表 面积以及游离CaO、碱、熟料中的C3A含量。当骨料具有碱 —硅酸反应活性或C40及以上混凝土时，水泥的碱含量不得 超过0.60%；当在氯盐环境下，要求采用低Cl-含量的水泥 ，避免使用抗硫酸盐硅酸盐水泥；当在硫酸盐化学侵蚀环境 下，要求采用低C3A含量的水泥。
土；特别适合于高层建筑、桥梁以及暴露在严格环境下的建
筑物。
高性能混凝土知识
（二）何谓高性能混凝土 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。
高性能混凝土知识
高性能混凝土知识讲座-PPT
硅灰的扫描电子显微照片
微硅灰的扫描电子显微照片 （颗粒粒径小于1μm，平均粒M径i为cr0o.15sμimlic）a Grains
3、化学外加剂
•外加剂定义 •常用外加剂类型 •高效减水剂 •引气剂
a.外加剂定义
能显著改善拌合物或硬化混凝土某些性能的物质。
b.常用外加剂类型
提高混凝土拌和物流动性的外加剂，主要是减水剂。 调节混凝土凝结时间的外加剂，有速凝剂、缓凝剂、早强剂。 调节混凝土含气量的外加剂，有引气剂、消泡剂。 改善混凝土某些特殊性能的外加剂，如膨胀剂、阻锈剂、
粉煤灰 主要成分为空球形颗粒，直径通常为5～90μm 。
粉煤灰颗粒扫描电子显微照片
粉煤灰颗粒空心微珠的扫描电子显微照片
硅灰
多为微细球体，平均直径小于0.1μm，因为能够 填充水泥颗粒之间的空隙（1～50μm）。硅灰在混 凝土中更多的是用作粉体掺合料，用于提高混凝 土的抗渗性和抗压强度。掺用硅灰时通常还同时 掺入高效减水剂，以此来弥补硅灰的高比表面积 引起需水量增加。
防水剂、抗冻剂、养护剂。
c.高效减水剂
在用水量不变的情况下，可显著增加拌合物流动性的 外加剂。
•减水机理
加入减水剂，就会使水泥颗粒表面带上相同 的电荷，在电性斥力作用下，使水泥颗粒分散， 把被包裹的水释放出来，从而起到显著地减水 作用。
a
b
减水剂对水泥颗粒的分散作用
a. 水泥颗粒间减水剂定向排列产生电性斥力
a）搅拌
b）凝结
c）硬化
硅酸盐水泥的水化过程示意图
（1）
பைடு நூலகம்
（2）
水泥水化的电子显微照片
（1）水化硅酸钙纤维和毛细管孔隙 （2）放大后的水化硅酸钙纤维
建筑材料——高性能混凝土【精选】
高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC ）1.概念：高性能混凝土是一种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新型高技术混凝土。
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掺合料（矿物细掺料）和高效外加剂。
2.定义过程：高性能混凝土并没有一个完全准确的定义。
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。
3.产生背景当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的发展对混凝土提出的更高的要求;处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果;原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。
高性能混凝土
高性能混凝土混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，已经在建筑、桥梁、道路等领域中扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，高性能混凝土（High Performance Concrete，简称HPC）的出现为建筑行业带来了诸多的创新和突破。
本文将围绕高性能混凝土的特点、应用领域以及其对建筑行业的影响展开论述。
一、高性能混凝土的特点高性能混凝土是一种以特殊的配合比和材料选择所形成的混凝土，其具有以下特点：1. 强度高：高性能混凝土的抗压强度通常大于100MPa，有时甚至可以达到200MPa以上，远远超过普通混凝土的强度。
2. 密实性好：高性能混凝土的配合比精确，采用细颗粒填料、矿物掺合料等材料，在浆体的形成和沉积上更加均匀，从而提高了混凝土的密实性。
3. 耐久性强：高性能混凝土中掺入的矿物掺合料能够填充混凝土内部的微细裂缝，减少混凝土受到水分和气体侵蚀的可能性，提高了混凝土的耐久性。
4. 抗渗性好：高性能混凝土的微观结构更加紧密，具有良好的抗渗性能，能够有效地抵御水和气体的渗透。
5. 施工性能好：高性能混凝土的流动性好，易于浇注和成型，适用于各种复杂形状和结构的建筑。
二、高性能混凝土的应用领域高性能混凝土在建筑行业中的应用领域广泛，主要包括以下几个方面：1. 桥梁建设：桥梁通常需要具备较高的强度和稳定性，高性能混凝土的特点正好符合这一需求，使得桥梁具有更好的结构性能和耐久性。
2. 隧道工程：隧道是地下工程中常见的项目，其施工对材料的性能要求较高。
高性能混凝土的优异性能能够满足隧道工程的耐久性和安全性需求。
3. 建筑结构：高性能混凝土可以被用于各种建筑结构中，如高层建筑、大跨度结构等。
其强度和耐久性可以有效地提升建筑物的安全性和使用寿命。
4. 耐酸性工程：高性能混凝土具有较好的耐酸性能，适用于一些酸性介质环境下的工程，如化工厂、储罐等。
5. 国防工程：高性能混凝土的高强度和抗冲击性能使其成为防护工程中的重要材料，如军事设施、核电站等。
高性能砼基本知识
2020/6/15
4. 混凝土结构的耐久性设计
混凝土结构耐久性：在预定作用和预期的维护与使用条件 下，结构及其部件能在预定的设计年限内维持其所需的最低性 能要求的能力。
耐久性设计：现在根据结构的设计使用年限级别和环境类 别及作用等级对结构进行的一种设计方法。
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4.混凝土的运输要求
运输设备的运输能力应适应混混凝土凝结时间和浇筑速度的需要，保证浇 筑过程连续进行。
要保持运输道路的平坦畅通，保证混凝土在运输过程中保持均匀性，运到 浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工 作性能，
对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高(夏季）或受冻 （冬季）。
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矿物掺和物的作用
火山灰效应—高碱性(CSH)转化为低碱性(CSH),消耗Ca(HO)2,结晶变小, 界面过渡层变小,富集和取向性减少，提高水泥石界面强度。
滚珠效应—玻璃球体减小水泥颗粒之间的摩擦阻力，改善混凝土的和易 性。
颗粒填充作用—水泥、矿渣、硅灰末水化颗粒大小差别大，颗粒互相填 充，减小水泥石孔隙率，改善孔结构，强化了中心质网络骨架。
混凝土结构的耐久性设计
2020/6/15
二、高性能混凝土用原材料
2020/6/15
组成高性能混凝土的原材料
水泥 矿物掺和料 细骨料 粗骨料 外加剂 水等
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2.矿物掺和物
矿物掺和物应为性能稳定的粉煤灰、磨细矿渣粉 和硅灰。当使用其他新型矿物掺和料时，应按国家 和铁道行业有关规定进行试验验证并经审定通过后 方可使用。
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5.外加剂 外加剂（高效减水剂、引气剂等）应选用品质稳定且明显提高 混凝土耐久性能的产品。外加剂与水泥及矿物掺和料之间应具 有良好的相容性，外加剂应符合《铁路混凝土》（TB/T3275） 规定，外加剂的匀质性应符合现行国家标准《混凝土外加剂》 （GB8076）的规定。当使用其他新型外加剂时，应经过试验论 证并通过主管部门评审。
高性能混凝土基础知识
10-8高性能混凝土高性能混凝土是用现代混凝土技术制备的混凝土。
它是相对于普通混凝土而言，因而它不是混凝土的一个品种，而是以广义的动态的可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土的组合。
高性能混凝土的基本条件是有与使用环境相适应的耐久性、工作性、体积稳定性和经济性。
高性能混凝土水化硬化特点：高性能混凝土配制的特点是低水胶比、掺用高效减水剂和矿物细掺料，因而改变了水泥石的亚微观结构，改变了水泥石与骨料间界面结构性质，提高了混凝土的致密性。
高性能混凝土的制备不应该仅是水泥石本身，还应包括骨料的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护以及质量控制，这也是高性能混凝土有别于以强度为主要特征的普通混凝土技术的重要内容。
10-8-1 高性能混凝土原材料1．水泥并不是所有水泥都适合配制高性能混凝土，配制高性能混凝土的水泥应该有更高的要求，除水泥的活性外，应考虑其化学成分、细度、粒径分布等的影响。
在选择时应考虑下述原则：（1）宜选用优质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
无论是在水泥出厂前还是在混凝土制备中掺入的矿物掺合料，都需要比水泥熟料更大的细度和更好的颗粒级配。
（2）宜选用42.5级或更高等级的水泥。
如果所配制的高性能混凝土强度等级不太高，也可以选用32.5级水泥。
（3）应选用C3S含量高、而C3A含量低（少于8%）的水泥。
C3A含量过高，不仅水泥水化速度加快，往往会引起水泥与高效外加剂相互适应的问题，不仅会影响超塑化剂的减水率，更重要的是会造成混凝土拌合物流动度的经时损失增大。
在配制高性能混凝土时，一般不宜选用C3A含量高、细度细的R型水泥。
（4）水泥中的碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配。
在含碱活性骨料应用较集中的环境下，应限制水泥的总碱含量（Na2O+0.658K2O）不超过0.6%。
（5）在充分试验的基础上，考虑其他高性能水泥。
2．外加剂用于高性能混凝土的外加剂主要是高效减水剂，其次还有缓凝剂、引气剂、泵送剂等。
高性能砼介绍
第二部分高性能砼(HPC)一、高性能砼的概念（一）主要特点采用常规材料和生产工艺, 能保证混凝土结构所要求的各项力学性能, 并具有高耐久性、高工作性、高体积稳定性和良好外观的混凝土.高性能混凝土不一定是高强混凝土.具有实用性、经济性、技术先进性和铁路适用性.（二）技术措施•优质的水泥和砂石料•掺加优质化学外加剂---减水剂,引气剂•掺加矿物掺合料---粉煤灰,矿渣粉,硅灰•低水胶比(<0.40)•限制胶凝材料总量和水泥用量;控制砼中碱含量,氯含量•严格的施工过程技术管理•力学性能、工作性能、耐久性的全面检验（三）基本原理•全面提升砼微结构三部分的质量，增加砼的密实性，削除薄弱因素，提高砼整体耐久性和强度。
•减少水泥石的孔隙率---水化硅酸钙凝胶,氢氧化钙和钙矾石晶体,未水化颗粒,其它小颗粒,毛细孔和各种孔隙.•粗细骨料的质量和级配更科学---骨料强度和表面状态,级配及在砼中所占比例.•减少骨料界面层厚度，增加其密实性---富集氢氧化钙和钙矾石结晶,界面层的密实性和厚度很重要.（四）存在问题• 1.水胶比少于0.4时,自收缩率增大,早期弹模较高,应力松弛能力降低,增加了开裂趋势.• 2.磨细矿渣(比表面大于4000) ,尤其是硅灰使砼早期收缩增加,弹模增大,应力松弛能力降低,增加了砼的开裂倾向.但粉煤灰使砼早期收缩减少,弹模也较低,可降低开裂的趋势.• 3.高性能砼的水胶比较低,掺合料较多,因此对砼的温度控制和湿养护要求更加严格,增加了施工难度和成本.二、砼原材料（一）水泥•宜用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,不宜用CA大于8%的水泥或其它早强型水泥.3•硅酸盐水泥的比表面积应300-350m2/Kg.•当骨料具有碱-硅酸反应活性或C40及以上砼时,水泥的碱含量不宜超过0.6%.•有抗硫酸盐侵蚀要求的砼,水泥熟料中A含量应不超过6%.• C3水泥矿物成份及性能S) 水化较快,强度高•硅酸三钙(C3S) 水化慢,发热量少,后期强度高•硅酸二钙(C2A) 水化很快,发热量大,强度低, •铝酸三钙(C3收缩大,耐硫酸盐侵蚀性差AF) 耐硫酸盐侵蚀性差•铁铝酸四钙(C4（二）砂石料•细骨料应选用级配合理、质地坚固、含泥量少、空隙率小的中粗砂,不宜用山砂,不得用海砂.•粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固、空隙率小的洁净碎石.•粗细骨料的碱活性要经过检验,并符合有关技术要求.（三）化学外加剂1.减水剂的作用•减少砼用水量, 降低水泥石孔隙率, 改善结晶无序化. 界面孔结构; 界面Ca(OH)2过渡层减少, 水化硫铝酸钙Aft结晶尺寸减少, 界面强度提高. 因此提高砼的各项力学性能.•改善砼施工工作性能.•由于提高砼的密实性和强度, 改善砼的耐久性能.2.减水剂种类类型系列减水率普通减水剂木质磺酸钙5~12%15~30%高效减水剂萘系,密胺系,氨基磺酸系高性能减水剂聚羧酸系25~45%3.聚羧酸系减水剂优点•掺量少(0.15~0.3%), 减水率高(25~45%).•砼工作性好,坍落度损失小.•砼收缩小.•碱含量很少.•早强、缓凝、引气性可视需要复配调节.•无污染的环保产品•但与水泥和掺和料的工作度敏感性很强4.引气剂的作用•明显提高砼的抗冻性, 缓减硫酸盐腐蚀和碱骨料反应产生的膨胀应力.•有轻微减水作用, 减少表面泌水和骨料底部泌水.•改善砼的匀质性和工作性能, 尤其是明显提高可泵性.（四）矿物掺合料(粉煤灰,矿渣粉,硅灰)1.火山灰效应---低碱性CSH(C/S<1.5),晶须强度高,溶解度低,较稳定.2.二次反应---高碱性(CSH)转化为低碱性(CSH),消耗Ca(HO)2,结晶变小,界面过渡层变小,富集和取向性减少,提高水泥石界面强度.3.颗粒填充作用---水泥.矿渣.硅灰末水化颗粒大小差别大, 颗粒互相填充, 减小水泥石孔隙率, 改善次中心质和次介质的颗粒级配, 强化了中心质网络骨架.4.削减温峰作用---水化速度慢,放热总量小.5.提高耐久性---改善耐硫酸盐侵蚀性, 抑制碱骨料反应,增加密实性, 提高抗渗性和氯离子渗透性.三、砼配合比设计（一）配合比参数（二）砼拌合物性能（三）砼力学性能（四）砼的耐久性能（五）配合比设计步骤（一）配合比参数1.抗压强度等级：根据砼结构的环境类别和作用等级以及设计使用年限，查限值表可知最低强度等级。
第一讲高性能混凝土
水工建筑新材料讲义第一讲高性能混凝土（HPC）一、高性能混凝土概念1．历史沿革混凝土工艺的历史发展渐进而缓慢。
引入注目的事件也就是1919年建立的水灰比定律和1938年产生了引气剂，如今高性能混凝土(HPC)的出现却标志着混凝土工艺正跨入一个新的革命阶段。
过去，混凝土性能常以强度为表征。
几乎有一个世纪，按常规生产的结构混凝土28d抗压强度在20—30MPa间。
30年前，将超过或等于40MPa的混凝土定名为高强混凝土，之后又将界限提到50或60MPa。
最近15年内，在高层建筑和桥梁结构中出现了更高的强度如90、100、110MPa，有的达120MPa。
片面提高强度而忽视其他性能的倾向造成水泥生产向大幅度增加细度和硅酸三钙、铝酸三钙的含量发展，不断地提高水泥等级。
提高混凝土强度的办法除采用高标号水泥外，更多的是增加单位水泥用量，降低水灰比。
因此混凝土的流动性随之下降，甚至出现必须依靠强力振捣才能保证密实性和均匀性的干硬性混凝土。
到80年代前后，混凝土耐久性问题愈来愈尖锐。
在长期的工程实践中，可以看到水工建筑物、桥梁、道路、海洋结构和污水处理厂等设计使用年限较长的基础设施结构，损坏日趋明显。
其原因往往不是出于混凝土强度而是耐久性不足。
由于维修更新耗资巨大，业主们宁愿加大建设投资，要求提高混凝土结构的耐久性，设计使用年限超过100年。
此外，当今有许多重要结构不仅要求其混凝土为高强度，工作性和耐久性好，在超载下有延性，而且还有热反应低，渗透率小，耐火、自重轻、耐磨损、收缩小、内部抗拉性能高、蠕变小、抗疲劳的持久性强和析水少等高性能。
因混凝土材质劣化和环境等因素的侵蚀作用，常出现混凝土建筑物破坏失效甚至崩塌等事故，造成巨大损失。
有鉴于此，加上施工能耗、劳动与环境保护，尤其是均匀性对工程安全所具有的的极端重要性，因此对混凝土的工作性提出了愈来愈高的要求。
传统的单一高强化的主流思想受到批判，高性能混凝土逐渐成为合理的、科学的发展路线。
《高性能混凝土简介》课件
混凝土是一种常见的建筑材料，用于支撑结构和构建基础。本课件介绍高性 能混凝土的定义、特点、材料与配比、施工要点、应用领域以及总结与展望。
混凝土概述
混凝土是由水泥、骨料、砂浆和水混合而成的坚固材料。它在建筑、道路以 及其他基础设施Байду номын сангаас目中广泛使用。
高性能混凝土的定义
高性能混凝土是指具有优异性能和特殊特点的混凝土类型。它具有更高的强度、耐久性和抗裂性能。
桥梁工程
高性能混凝土在桥梁结构中的应用可以提供 更好的承载能力和抗风、抗震能力。
地下结构
混凝土由于其良好的抗渗漏性能，常用于地 下室、地下管道和隧道等结构。
总结与展望
高性能混凝土在现代建筑中扮演着重要的角色。随着技术的不断发展，它的应用范围将进一步扩大，并 为建筑行业带来更多的创新。
高性能混凝土的特点
• 优异的抗压强度 • 较低的渗透性和吸水性 • 良好的耐候性和耐久性 • 高抗裂能力和挠曲性能
高性能混凝土的材料与配比
高性能混凝土的配比包括优质的水泥、细骨料、掺合料和适当的替代材料。 通过合理的配比确保混凝土的性能。
高性能混凝土的施工要点
1
严格质量控制
2
监测混凝土的配比、强度等关键参数，
控制施工过程中的质量。
3
优化施工工艺
采用先进的施工工艺和设备，确保混 凝土的均匀浇筑和充分振实。
加强养护措施
在浇筑后及时进行养护，保持混凝土 的湿润环境，促进其正常硬化。
高性能混凝土的应用领域
高层建筑
由于高性能混凝土的强度和耐久性，它常用 于高层建筑的梁、柱和楼板。
水利工程
高性能混凝土常用于水坝、渠道和堤坝等水 利工程，以确保工程的稳定性和耐久性。
高性能混凝土及其性能检测
《建筑材料》教学实验高性能混凝土及其性能检测大连理工大学土木水利实验教学中心建材实验室1.高性能混凝土的基本知识•以美国的P．K．Mehta为代表的学者们认为高性能混凝土应该是高耐久性、高强度、高的体积稳定性、低渗透性和高工作性；•法国等欧洲国家认为高性能混凝土的主要指标应是高强度混凝土。
•日本学者认为高流态、免振自密实、具有良好的体积稳定性混凝土就是高性能混凝土。
1.高性能混凝土的基本知识•高性能混凝土（High performance concrete,简称HPC）是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，主要以耐久性作为设计指标，并采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性超细粉料和高效减水剂而制作的混凝土。
1.高性能混凝土的基本知识•高性能混凝土要求其配制的水胶比不大于0.38，强度等级不小于C50，并具有高工作性、高抗渗性、高耐久性和体积稳定性。
1.高性能混凝土的基本知识•高强度高性能混凝土标识由名称代号、高性能类别、强度等级和导电量构成。
•HPC-高性能类别-强度等级-导电量•高强高性能混凝土代号示例：HPC-D10-C60-500表示强度等级C60、导电量500库仑的抗腐蚀高性能混凝土。
2.高性能混凝土配合比、材料•高性能混凝土的水胶比[水/（水泥+活性超细粉+膨胀剂）]应控制在0.38～0.25范围内。
•混凝土的砂率宜为28～34%，当采用泵送工艺时，宜为34～44%。
•水泥用量不宜大于500㎏/m3，胶凝材料总量不宜大于600㎏/m3。
宜采用42.5等级水泥。
2.高性能混凝土配合比、材料•高性能混凝土中常用的活性超细粉有磨细的矿渣、粉煤灰、天然沸石粉、硅灰以及偏高岭土粉等。
活性超细粉等量取代水泥的最大用量应符合下列要求：磨细矿渣≤70%；粉煤灰≤30%；硅灰≤10%；磨细天然沸石≤10%；复合的活性超细粉掺量一般不大于30%。
高性能混凝土
一、高性能混凝土的定义；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。
二、高性能混凝土性能；1、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。
2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土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、自密实性能。
3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。
能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
4、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。
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。
三、高性能混凝土的质量控制摘要：高性能混凝土原材料选择、配合比设计、计量、拌合、运输、浇筑、养护等过程的质量控制。
高性能混凝土以耐久性为前提，同时具有良好的工作性能，满足设计要求的力学性能，它有比普通混凝土更为卓越的性能和结构，主要具有以下性能：①高强；②高的弹性模量；③在恶劣的条件下耐久性良好；④低渗透性和扩散性；⑤抗化学侵蚀能力；⑥抗冻融破坏；⑦体积稳定性一抗裂性；⑧易密实且不易离析。
影响高性能混凝土性能的因素很多，主要从以下几个方面探讨混凝土的质量控制。
原材料选择与配合比的设计1、原材料的控制1．1．原材料技术指标必须符合国家标准、行业标准及混凝土耐久性的要求。
1．2混凝土拌合物组成材料尽量简单，因材料种类过多会使混凝土拌合物难以控制。
高性能混凝土概述
高性能混凝土概述随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。
在众多的土木工程建设中，商品混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。
尤其中近年来，一种较新的商品混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能商品混凝土。
本文主要介绍了高性能商品混凝土的特点及施工控制。
一、高性能商品混凝土的特点1.高耐久性能高性能商品混凝土的重要特点是具有高耐久性，而耐久性则取决于抗渗性；抗渗性又与商品混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。
由于高性能商品混凝土掺加了高效减水剂，其水胶比很低（≤0138），水泥全部水化后，商品混凝土没有多余的毛细水，孔隙细化，最可几孔径很小，总孔隙率低；再者高性能商品混凝土中掺加矿物质超细粉后，商品混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低，而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构，使其≥100μm的孔含量得到明显减少，矿物质超细粉的掺加也使得商品混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。
以上这些措施对于商品混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱- 集料反应、抗硫酸盐腐蚀，以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。
2.高工作性能高性能商品混凝土具有良好的流变学性能，高流动性，不泌水，不离析，能在正常施工条件下保证商品混凝土结构的密实性和均匀性，对于某些结构的特殊部位（如梁柱接头等钢筋密集处）还可采用自流密实成型商品混凝土，从而保证该部位的密实性，这样就可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。
3.其它高性能商品混凝土具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。
高性能商品混凝土的高韧性要求其具有能较好地抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力，商品混凝土的韧性可通过在商品混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维商品混凝土等措施得到提高。
高性能商品混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性，低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。
高性能混凝土简介
3、高性能混凝土的耐久性评价指标
京沪高速铁路混凝土耐久性技术要求，见表2
表2 混凝土的耐久性能
项目 56d抗冻性等级 56d抗渗等级
56d最大电通量
28d最小抗腐蚀系数 抗裂性 抗碱—骨料反应性
质量要求
墩台体混凝土≥F300
梁体混凝土≥F200
梁体混凝土≥P20
T2 T3 L1 L2
混凝土种类
预应力混凝土
钢筋混凝土、高强混凝土、高抗冻混凝 土、蒸养混凝土 中低强度混凝土、少筋或无筋混凝土、 泵送混凝土、大体积混凝土、水下或地 下混凝土、压浆混凝土
碾压混凝土
水泥品种
硅酸盐水泥
普通硅酸盐水泥
25%
15%
30%
25%
50% 65%
40% 55%
中国建筑材料科学研究院院长姚燕建议：常态混凝 土≯50%为宜，杭州湾大桥中铁四局和上海同济大学合作 的海工混凝土课题粉煤灰掺量为50%。
水泥细度是影响水泥的凝结硬化速度、强度、需水 性、干缩性、水化热等一系列性能。水泥必须控制一定 的粉磨细度，水泥颗粒越细，凝结越快，早期强度发挥 越快，泌水性小，但也不能太细，否则，一方面水泥的 需水量大幅度增加，干缩大，水化放热集中；另一方面， 大大降低了磨机产量，增加电耗。在高性能混凝土中，水 泥细度过大，容易导致混凝土早期开裂，还会影响外加剂 的作用效果。一般比表面积为300~350 m2/kg
≤2.5
≤2.0
≤0.5
≤0.5
≤0.5
＜0.02
≤0.5
颜色不应深于标准色，如深于标准色，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ应按水泥 胶砂强度试验方法进行强度对比试验，抗压强度比 不应低于0.95。
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一、什么是高性能混凝土？现代工程施工为什么强调必须发展高性能混凝土？
高性能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，它以耐久性作为主要指标。
针对不同用途要求，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、经济性。
为此，高性能混凝土在配料上的特点是：低水胶比、选用优质原料，并
这里特别强调。
目前有些人员，还认为高性能混凝土必须是高强混凝土（大于C50级的混凝土），这是片面的。
从目前已取得的成果以及从工程安全性与安全使用年限等要求来看，高强混凝土必须是高性能混凝土。
因此，高强混凝土应包括在高性能混凝土之中，而不是高性能混凝土包括在高强混凝土之中。
单纯的高强混凝土不一定就是高性能，如：干硬性混凝土、碾压混凝土。
中低等级的混凝土，只要需要也可以按高性能混凝土来配制，如处于恶劣环境的海工混凝土、中高等介质的耐蚀混凝土、大体积混凝土、含有活性碱集料的混凝土。
对强度要求并不高（一般C30级左右），但对耐久性要求却很高，高性能混凝土恰能满足这些要求。
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的，范围十分广泛。
高性能混凝土能够解决在使用过程中的诸如问题，如：高强耐久，混凝土需要密实度高；泵送施工需要大坍落度，流动性好；防水，需要抗渗性好；耐蚀，可根据需要配制各类耐腐蚀混凝土。
总之，针对混凝土所处环境、耐久要求、施工工艺等按需配制。
实践证明，普通混凝土的使用寿命不过50年，我国在50年代兴建的铁路、公路桥梁混凝土，已经全部通过大修或重建。
当时兴建的水库大坝有许多已经成
为陷入危境的“病坝”。
据水利界专家介绍：截至1997年底，驰名中外的佛子岭、梅山、响洪甸三座老坝，不维修不行，维修耗资巨大，可能比新建坝耗资还要多。
据《钢筋混凝土结构设计规范》管理组1997年的调查资料，一般环境中的建筑物混凝土有40%已经碳化到钢筋表面，较潮湿环境中则有90%的构件钢筋已经锈蚀，其中有的重要建筑物使用时间只有10年左右就得推倒重建。
因此，混凝土耐久性问题越来越受到人们的重视，长期以来按保证强度单一指标的做法已经不适合现代工程施工了。
高性混凝土，在正常条件下使用寿命都能满足100年，配制好的高性能混凝土，在恶劣环境下的使用寿命也能超过100年。
发达国家（如美国）工程施工对混凝土耐久性的要求是大于120年。
我国三夹工程大坝设计使用年限是100年，杭州湾大桥（抗腐蚀混凝土）、京沪高速铁路主体工程混凝土，设计寿命都按使用100年不维修，其混凝土工艺要根据工程所处的环境条件，使用耐久要达到100年以上来配制。
二、混凝土的耐久性涉及哪些方面？
混凝土的耐久性包含：引起破坏的作用力、对破坏作用的抵抗力。
两种力相互抵抗的结果决定了混凝土是否耐久。
如果抵抗力总是大于破坏力，则混凝土的耐久性始终可得到保证。
破坏的因素有：①冻融循环作用；②钢筋锈蚀作用；③碳酸盐化作用；④淡水溶蚀作用；⑤盐类侵蚀作用；⑥碱—集料反应；⑦酸碱腐蚀作用；⑧冲击、磨损等机械破坏作用等。
如何有效地预防和抵抗这些破坏因素的破坏力，是解决混凝土耐久性问题的关键。