特种混凝土.ppt
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第 5页
4.8.2高性能混凝土
高性能混凝土(High Performance Concrete，简写 HPC) 。
对高性能混凝土有以下几点共识：
（1）混凝土的使用寿命要长； （2）混凝土应具有较高的体积稳定性； （3）高性能混凝土应具有良好的施工性能； （4）具有一定的强度和密实度，但不一定是高强，亦可
等量取代法是指利用所掺加粉煤灰取代等数量的水泥； 外加法是指所加粉煤灰全部用来取代等体积的细集料； 超量取代法是以所掺加的部分粉煤灰取代等体积水泥，而
剩余部分则取代等体积的细集料。
第 13页
粉煤灰超量系数
粉煤灰在混凝土中超量取代水泥的原则，就是掺加 粉煤灰后混凝土应达到相应基准混凝土的强度等级 及流动性指标。其中所掺入粉煤灰量与所取代水泥 量的质量之比称为粉煤灰超量系数。
高强混凝土的特点是强度高、变形小、耐久 性好，能适应现代工程结构向高耸、大跨和 重载方向发展。能承受恶劣环境的条件，应 用中有较好的综合经济效益。
现代高强混凝土不仅具有高的强度，还具有 独特的耐久性，因此高强混凝土应属高性能 混凝土。
第 7页
为使混凝土高强主要可采用的方法
（1）改善水泥的水化条件
级别
I级 II级 Ⅲ级
12
20
45
95
105
115
5
8
15
1
1
－
3
3
3
第 11页
2.粉煤灰在混凝土中的应用
利用粉煤灰水泥混凝土可配制多种具有特殊性能的混凝土， 如高性能混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土、 抗渗混凝土、蒸养或蒸压混凝土、碾压混凝土、水下混凝土、 抗软水和抗硫酸盐侵蚀混凝土等。
第 9页
根据粉煤灰品质的不同划分为Ⅰ级、Ⅱ级和 Ⅲ级质量等级，不同等级的粉煤灰可满足配 制不同类别的水泥混凝土。
通常Ⅰ级灰可用于后张预应力钢筋混凝土构件及 跨度小于6m的先张预应力钢筋混凝土构件；
Ⅱ级灰主要用于普通钢筋混凝土和无筋混凝土； 由于Ⅱ级灰的颗粒较粗，且烧失量较大，在混凝 土的性能表现不佳，因此主要用于低强度的无筋 混凝土。
钢纤维的尺寸主要由强化效果和施工难易性决定。 钢纤维太粗或太短，其强化效果较差；如过长或过 细，施工时不易拌和、易结团。为了增加钢纤维和 混凝土之间的粘结力，可用增加纤维表面积的方法， 将其加工为异形纤维，如波形、哑铃形、端部带弯 钩等形状。
钢纤维的几何特征，通常用长径比表示，即纤维的 长度与截面当量直径之比。一般纤维的长径比约在 30～150的范围内。钢纤维一般直径为0.25～0.75mm， 长度约为20～60mm。
对于设计强度等级C30及以上的无筋粉煤灰混凝土， 宜采用Ⅰ，Ⅱ级粉煤灰。对于具有较高抗冻性要 求的混凝土，若掺加粉煤灰时必须掺入引气剂。
第 10页
粉煤灰质量指标要求
指标
细度（0.045mm方孔筛筛余） （％），不大于 需水量比（％），不大于 烧失量(%)，不大于 含水量(%)，不大于 三氧化硫(%)，不大于
1.粉煤灰的物理性质和质量要求 粉煤灰特有的球形玻璃微珠（图） 有些粉煤灰的CaO含量高于10％，
通常将其称为高钙粉煤灰(C级灰)。
有些粉煤灰的氧化钙含量较低， 被称为低钙粉煤灰(F级灰) 。
我国大部分电厂的粉煤灰为低钙 粉煤灰，其密度一般为1.95～ 2.40g/cm3，干松堆积密度为550～ 800kg/m3。
4.8.1纤维增强混凝土
纤维增强混凝土简称纤维混凝土。是由水泥混凝土 为基材与不连续而分散的纤维为增强材料所组成的 一种复合材料。常作为增强材料的纤维有钢纤维、 玻璃纤维、合成纤维和天然纤维等。
第 3页
1.钢纤维的构造与性能
钢纤维混凝土用钢纤维，主要是采用碳钢加工制成 的纤维，对长期处于受潮条件的混凝土，亦有采用 不锈钢加工制成的纤维。
第04章 混凝土3
张洪青
4.8特种水泥混凝土
普通水泥混凝土在土木工程建设中具有许多 优点，但在某些环境或使用条件下仍难以满 足要求。
为克服普通水泥混凝土的不足，以满足土木 工程建设对混凝土性能更高的要求，必须采 取相应的措施来改善其性能。
土木工程中较常使用的特种混凝土有多种类 别。
第 2页
①增加水泥中早强和高强的矿物成分的含量。 ②提高水泥的磨细度。
（2）掺加各种高聚物 （3）增强集料和水泥的粘附性 （4）掺加高效外加剂 （5）增加混凝土的密实度 （6）采用纤维增强
第 8页
4.8.4水泥粉煤灰混凝土
水泥粉煤灰混凝土是在普通水泥 混凝土中掺加粉煤灰以取代部分 水泥或细集料的混凝土。
以是中、低强度高性能。
混凝土达到高性能最重要的技术手段是：
使用新型外加剂和超细矿物质掺合料（超细粉） 降低水灰比、增大坍落度和控制坍落度损失 给予混凝土高的密实度和优异的施工性能
第 6页
4.8.3高强混凝土
强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强 混凝土（high-strength concrete）。
第 4页
2.钢纤维混凝土的性能
钢纤维的掺量以纤维体积率表示。当钢纤维的形状和尺寸在 适合范围内，钢纤维混凝土的强度，随纤维体积率和长细比 增加而增加。钢纤维体积率通常为0.5％～2.0％。例如圆形 截面钢纤维，其直径为0.3～0.6mm，长度为20～40mm，掺量 为2％的钢纤维混凝土与普通混凝土比较，见表4－36。
3.水泥粉煤灰混凝土配合比设计的基本要求
在配合比设计中必须以满足强度等级、和易性与耐 久性要求为基本前提，并适当考虑对施工工艺和施 工成本的影响。
水泥粉煤灰混凝土的配合比设计通常采用绝对体积 法计算。
掺粉煤灰混凝土的配比设计应以不掺粉煤灰时的混 凝土配合比为基准，再根据不同使用的情况，采用 等量取代法、超量取代法或外加法选择粉煤灰的掺 量。
粉煤灰取代水泥的最大限量
混凝土种类
粉煤灰取代水泥最大限量(%)
硅酸盐水泥
普通水 泥
矿渣水泥 火山灰水泥
预应力钢筋混凝土
25
15
10
钢筋混凝土、高强混凝土、 耐冻混凝土、蒸养混凝土
30
中、低强度混凝土、泵送混
凝土、大体积混凝土、地下
50
和水下混凝土
碾压混凝土
65
Baidu Nhomakorabea
25
20
40
30
55
45
15 20 35第 12页
4.8.2高性能混凝土
高性能混凝土(High Performance Concrete，简写 HPC) 。
对高性能混凝土有以下几点共识：
（1）混凝土的使用寿命要长； （2）混凝土应具有较高的体积稳定性； （3）高性能混凝土应具有良好的施工性能； （4）具有一定的强度和密实度，但不一定是高强，亦可
等量取代法是指利用所掺加粉煤灰取代等数量的水泥； 外加法是指所加粉煤灰全部用来取代等体积的细集料； 超量取代法是以所掺加的部分粉煤灰取代等体积水泥，而
剩余部分则取代等体积的细集料。
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粉煤灰超量系数
粉煤灰在混凝土中超量取代水泥的原则，就是掺加 粉煤灰后混凝土应达到相应基准混凝土的强度等级 及流动性指标。其中所掺入粉煤灰量与所取代水泥 量的质量之比称为粉煤灰超量系数。
高强混凝土的特点是强度高、变形小、耐久 性好，能适应现代工程结构向高耸、大跨和 重载方向发展。能承受恶劣环境的条件，应 用中有较好的综合经济效益。
现代高强混凝土不仅具有高的强度，还具有 独特的耐久性，因此高强混凝土应属高性能 混凝土。
第 7页
为使混凝土高强主要可采用的方法
（1）改善水泥的水化条件
级别
I级 II级 Ⅲ级
12
20
45
95
105
115
5
8
15
1
1
－
3
3
3
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2.粉煤灰在混凝土中的应用
利用粉煤灰水泥混凝土可配制多种具有特殊性能的混凝土， 如高性能混凝土、高强混凝土、泵送混凝土、大体积混凝土、 抗渗混凝土、蒸养或蒸压混凝土、碾压混凝土、水下混凝土、 抗软水和抗硫酸盐侵蚀混凝土等。
第 9页
根据粉煤灰品质的不同划分为Ⅰ级、Ⅱ级和 Ⅲ级质量等级，不同等级的粉煤灰可满足配 制不同类别的水泥混凝土。
通常Ⅰ级灰可用于后张预应力钢筋混凝土构件及 跨度小于6m的先张预应力钢筋混凝土构件；
Ⅱ级灰主要用于普通钢筋混凝土和无筋混凝土； 由于Ⅱ级灰的颗粒较粗，且烧失量较大，在混凝 土的性能表现不佳，因此主要用于低强度的无筋 混凝土。
钢纤维的尺寸主要由强化效果和施工难易性决定。 钢纤维太粗或太短，其强化效果较差；如过长或过 细，施工时不易拌和、易结团。为了增加钢纤维和 混凝土之间的粘结力，可用增加纤维表面积的方法， 将其加工为异形纤维，如波形、哑铃形、端部带弯 钩等形状。
钢纤维的几何特征，通常用长径比表示，即纤维的 长度与截面当量直径之比。一般纤维的长径比约在 30～150的范围内。钢纤维一般直径为0.25～0.75mm， 长度约为20～60mm。
对于设计强度等级C30及以上的无筋粉煤灰混凝土， 宜采用Ⅰ，Ⅱ级粉煤灰。对于具有较高抗冻性要 求的混凝土，若掺加粉煤灰时必须掺入引气剂。
第 10页
粉煤灰质量指标要求
指标
细度（0.045mm方孔筛筛余） （％），不大于 需水量比（％），不大于 烧失量(%)，不大于 含水量(%)，不大于 三氧化硫(%)，不大于
1.粉煤灰的物理性质和质量要求 粉煤灰特有的球形玻璃微珠（图） 有些粉煤灰的CaO含量高于10％，
通常将其称为高钙粉煤灰(C级灰)。
有些粉煤灰的氧化钙含量较低， 被称为低钙粉煤灰(F级灰) 。
我国大部分电厂的粉煤灰为低钙 粉煤灰，其密度一般为1.95～ 2.40g/cm3，干松堆积密度为550～ 800kg/m3。
4.8.1纤维增强混凝土
纤维增强混凝土简称纤维混凝土。是由水泥混凝土 为基材与不连续而分散的纤维为增强材料所组成的 一种复合材料。常作为增强材料的纤维有钢纤维、 玻璃纤维、合成纤维和天然纤维等。
第 3页
1.钢纤维的构造与性能
钢纤维混凝土用钢纤维，主要是采用碳钢加工制成 的纤维，对长期处于受潮条件的混凝土，亦有采用 不锈钢加工制成的纤维。
第04章 混凝土3
张洪青
4.8特种水泥混凝土
普通水泥混凝土在土木工程建设中具有许多 优点，但在某些环境或使用条件下仍难以满 足要求。
为克服普通水泥混凝土的不足，以满足土木 工程建设对混凝土性能更高的要求，必须采 取相应的措施来改善其性能。
土木工程中较常使用的特种混凝土有多种类 别。
第 2页
①增加水泥中早强和高强的矿物成分的含量。 ②提高水泥的磨细度。
（2）掺加各种高聚物 （3）增强集料和水泥的粘附性 （4）掺加高效外加剂 （5）增加混凝土的密实度 （6）采用纤维增强
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4.8.4水泥粉煤灰混凝土
水泥粉煤灰混凝土是在普通水泥 混凝土中掺加粉煤灰以取代部分 水泥或细集料的混凝土。
以是中、低强度高性能。
混凝土达到高性能最重要的技术手段是：
使用新型外加剂和超细矿物质掺合料（超细粉） 降低水灰比、增大坍落度和控制坍落度损失 给予混凝土高的密实度和优异的施工性能
第 6页
4.8.3高强混凝土
强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强 混凝土（high-strength concrete）。
第 4页
2.钢纤维混凝土的性能
钢纤维的掺量以纤维体积率表示。当钢纤维的形状和尺寸在 适合范围内，钢纤维混凝土的强度，随纤维体积率和长细比 增加而增加。钢纤维体积率通常为0.5％～2.0％。例如圆形 截面钢纤维，其直径为0.3～0.6mm，长度为20～40mm，掺量 为2％的钢纤维混凝土与普通混凝土比较，见表4－36。
3.水泥粉煤灰混凝土配合比设计的基本要求
在配合比设计中必须以满足强度等级、和易性与耐 久性要求为基本前提，并适当考虑对施工工艺和施 工成本的影响。
水泥粉煤灰混凝土的配合比设计通常采用绝对体积 法计算。
掺粉煤灰混凝土的配比设计应以不掺粉煤灰时的混 凝土配合比为基准，再根据不同使用的情况，采用 等量取代法、超量取代法或外加法选择粉煤灰的掺 量。
粉煤灰取代水泥的最大限量
混凝土种类
粉煤灰取代水泥最大限量(%)
硅酸盐水泥
普通水 泥
矿渣水泥 火山灰水泥
预应力钢筋混凝土
25
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钢筋混凝土、高强混凝土、 耐冻混凝土、蒸养混凝土
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中、低强度混凝土、泵送混
凝土、大体积混凝土、地下
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和水下混凝土
碾压混凝土
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Baidu Nhomakorabea
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