关于高性能混凝土的认识

关于高性能混凝土的认识
班级：10级铁工一班
姓名：张霄
学号：********
教师：唐秀军
2011年11月26日
关于高性能混凝土的认识
一、高性能混凝土的性能研究和应用分析
（一）高性能混凝土的概念
高性能混凝土是近20余年发展起来的一种新型混凝土。

欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会将HPC定义为水胶比低于0.40的混凝土；在日本，将高流态的自密实混凝土（即免振混凝土）称为HPC；中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和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。

虽然在不同的国家，不同的学者或工程技术人员，对HPC的理解有所不同。

比如美国学者更强调高强度和尺寸稳定性，欧洲学者更注重耐久性，而日本学者偏重于高工作性。

但是他们的基本点都是高耐久性，这方面的认识是一致的。

（二）高性能混凝土的性能
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：
1.耐久性。

高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，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。

2.工作性。

坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC的坍落度控制功能好，在振捣的过程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。

同时，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。

3.力学性能。

由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多因素的影响，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于普通混凝土，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度增大，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高，可大幅度降低混凝土单方用水量。

在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，提高强度。

4.体积稳定性。

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。

5.经济性。

高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。

高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构
的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减少成本。

前苏联学者研究
发现用C110~C137的高性能混凝土替代C40~C60的混凝土，可以节约15%~25%的钢材和30%~70%的水泥。

虽然HPC本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良好的经济性。

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）高性能混凝土发展和应用中所面临的问题
在高性能混凝土的应用过程中也存在一些问题，在高性能混凝土的原材料方面，我国水泥质量不稳定，离散性大；在骨料方面，粗骨料质量低劣，含泥量大，级配较差，细骨料细度模数不合要求；在外加剂和外掺料的选择上，尚缺乏充分的适用性的研究。

在高性能混凝土的施工过程中，施工人员的技术水平有限，养护措施不到位，使HPC的密实性和质量不稳定；在高性能混凝土的耐久性方面，由于高性能混凝土微管中水分的蒸发与凝聚而产生的收缩，使混凝土表面产生裂缝，这对HPC的抗碳化、抗冻融循环作用以及抗氯离子扩散等都是不利的，高性能混凝土的水泥用量高，水灰比低，硬化后长期处于水中时，水分通过微管扩散到内部，未水化的水泥粒子进一步水化，产生微膨胀也会使混凝土表面产生裂缝，为各种有害介质渗透提供通道，给氯离子侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造可能；在高性能混凝土的设计方面，由于高性能混凝土的后期强度增长不及普通混凝土，而且脆性大，需要特别注意。

同时，在高性能混凝土的研究方面，现在的研究以实验室研究为主，但是实验室的情况与实际工况相差较大，这不利于今后高性能混凝土的推广应用。

二、高性能混凝土的施工控制
1.搅拌。

混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量,称量最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、掺合料等)±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。

应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料。

搅拌时间不宜少于2min,也不宜超过3min。

炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时,必须采取有效措施控制原材料温度,以保证混凝土的入模温度满足规定。

2.运输。

应采取有效措施，保证混凝土在运输过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。

应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)。

应采取适当措施防止水分进入运输容器或蒸发。

3.浇筑。

(1)混凝土入模前,应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气
量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。

混凝土的入模温度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m当大于2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土,保证混凝土不出现分层离析现象。

（3）混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行,间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。

（4）新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间浇筑时的温差不得大于15℃。

4．振捣。

可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。

振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。

采用插入式振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。

每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准,一般不宜超过30s,避免过振。

若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物内平拖。

5.养护。

高性能混凝土早期强度增长较快,一般3天达到设计强度的60%,7天达到设计强度的80%,因而,混凝土早期养护特别重要。

通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主,浇水养护为辅,使混凝土表面保持湿润。

养护时间不少于14天。

6．质量检验控制。

除施工前严格进行原材料质量检查外，在混凝土施工过程中，应对混凝土的以下指标进行检查控制：混凝土拌合物：水胶比、坍落度、含气量、入模温度、泌水率、匀质性。

硬化混凝土：标准养护试件抗压强度、同条件养护试件抗压强度、抗渗性、电通量等。

三、高性能混凝土的发展前景
随着HPC的开发和应用, 建筑对生态环境产生的影响正引起社会的关注。

建筑物在建造和运行的过程中需消耗大量的自然资源和能源,并对环境产生不同程度的影响。

有专家指出, 作为建筑工业主要原料的水泥,实际上是一种不可持续发展的产品。

因此,高性能混凝土的技术核心是在限制水泥用量以获得混凝土高性能的同时,坚持其可持续性的发展原则。

21世纪前后, 吴中伟等提出了绿色混凝土的概念,在高性能混凝土的基础上增加了三个含义:1)节约资源、能源;2)不破坏环境,更有利于环境;3)可持续发展, 既要满足当代人的需求,又不危害后代人满足其需要的能力。

大力开展绿色高性能混凝土的研究和应用高性能混凝土具有普通混凝土无法比拟的优良性能,对混凝土的发展将起重要作用, 并为HPC的发展指明了非常明确的方向。

四、结论
探讨了高性能混凝土配合比设计的基本要求和技术途径，主要从原材料的选择、配合比参数的合理确定等方面进行了阐述。

通过掺入矿物微细粉和高性能化
学外加剂的技术途径来配制高性能混凝土，既可改善混凝土的性能，又能降低生产成本，有利于高性能混凝土的推广应用。

文中提出的设计方法具有准确、简捷、适用范围广及程序化的特点，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性、力学性及耐久性。

通过对高性能混凝土抗冻性能试验研究可得出以下结论,混凝土的抗冻性主要与所引入的空气含量、气泡的质量、混凝土强度和水胶比等因素密切相关，高性能混凝土的含气量宜为2%～4%，这样配制的混凝土具有200次以上的抗冻性能。

高性能混凝土的抗冻性能与外加剂密切相关，外加剂的掺量存在一个最优值，本试验中最优掺量在0.95%～1.00%之间。

如今我国HPC发展形势一片良好，但是要使HPC 在建筑工程中推广使用还需一个认识和实践的过程。

随着我国建筑基础建设的不断增强，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。

基于上述特点,高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。