高性能混凝土
高性能混凝土范文第1篇
关键词：高性能混凝土 应用 发展趋势
High Performance Concrete
BaiYue
(Southwest JiaoTong university E’mei 614202)_
Abstract: This article informs you of High Performance Concrete’s application in Civil Engineering in recent years, and also lists a few examples to show the future tendency of concrete
Keywords: High Performance Concrete Application Future tendency
一、 什么是高性能混凝土
高性能混凝土HPC (High Performance Concrete)1990年由美国正式提出,它是一种新型高技术混凝土，它以耐久性为首要设计指标，工程技术界则将高性能混凝土总结为必须具备“三高一低”的特点即高工作性、高强度、高耐久性和低成本的混凝土。具体而言是指采用常规原材料和通用的混凝土制备工艺，制得具有高施工性、体积稳定性、较高的强度、并能保持其强度持续增长、高抗渗性，并最终会的高耐久性的混凝土。
二、 高性能混凝土的优点
HPC是一种以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产施工的混凝土，它具有以下优点
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。这种优良的工作性能可以保证施工时混凝土的质量均匀,提高施工效率。
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，硬化后期具有较小的收缩变形,不易产生施工裂缝。
三、 高性能混凝土实现的关键环节
1.选用低水化热和含碱量偏低的水泥；
2.选用坚固性耐久、级配合格、粒形良好的骨料；
3.选用优质的矿物掺和料；
4.适量的引入气体；
5.尽量降低拌合用水；
6.限制单方胶凝材料用量；
7.尽可能减少混凝土胶凝中的硅酸盐水泥用量
四、高性能混凝土的工程应用
1988年东京大学土木系教授冈村甫和助手开始研究HPC的应用。最先采用HPC重要工程是当代最长的悬索桥一明石海峡大桥: 1998年4月5日，世界上目前最长的吊桥――日本明石海峡大桥正式通车。大桥坐落在日本神户市与淡路岛之间(东经134度59分，北纬34度36分），全长3911米，主桥墩跨度1991米。两座主桥墩海拔297米，基础直径80米，水中部分高60米。大桥于1988年5月动工。1998年3月竣工。其基墩混凝土(50万m³)要求高耐久性、高抗冲刷性与低升温，而强度只要求20MPa。高性能混凝土在此巨大的土木工程中得到广泛应用，这样建成的大桥可以承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴风。1995年1月17日，日本坂神发生里氏7.2级大地震（震中距桥址才4公里），大桥附近的神户市内5000人丧失，10万幢房屋夷为平地，但该桥经受住了大自然的无情考验，只是南岸的岸墩和锚锭装置发生了轻微位移。
五、我国高性能混凝土的发展趋势
随着我国建筑事业的蓬勃发展, 建筑材料用量不断增加, 尤其混凝土的用量每年均在15亿立方米以上。如此庞大用量势必导致混凝土的浪费并易造成一些工作质量问题, 同时还会污染环境, 这就需要发展高性能混凝土来缓解这一矛盾。另一方面, 高效预应力混凝土所用的高强低松驰钢纹线已生产出来, 强度达到 , 并能大量供应, 而混凝土的技术发展水平与钢材的发展水平还不相匹配。所以发展高性能混凝土是必然的趋势。
其次，实现社会的可持续发展也是发展混凝土必须考虑的问题，人类已经进人21世纪，混凝土应该更多地掺加工业废渣掺和料，更多地节约水泥，有更高的强度和耐久性。高性能混凝土将向绿色绿色混凝土发展。这样，高性能混凝土(HPC)应该具有下列特征:(1)更多地节约熟料水泥，降低能耗与环境污染;(2)更多地掺加工业废料为主的细掺料;(3)更大地发挥混凝土的高性能优势，减少水泥与混凝土的用量。
高性能混凝土是混凝土技术进步的标志, 我国在发展高性能混凝土方面才刚刚起步，我国将继续加强高性能混凝土的试验研究工作,加强混凝土施工技术队伍的建设，并带领这些队伍在发展高标号水泥、发展超细活性掺合料、发展高效化学外加剂、发展混凝土骨料工业和发展大掺量（指超细活化材料的掺量）的混凝土方面做出不断的努力。
参考文献：
[1] 张明证: 高性能混凝土的配制和应用.2003
[2] 党伟 : 高性能高强混凝土的施工技术 . 2008
[3] 覃维: 混凝土技术发展的新领域. 2008
高性能混凝土范文第2篇
【关键词】特大桥 海工混凝土 耐久性 浅谈 应用
1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置和耐久性设计
1.1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置 陈家贡湾特大桥孔数―孔径（孔―米）为60―30m，为装配式预应力混凝土连续T梁桥，桥梁上部结构：六孔一联、全桥共十联，行车道板与桥面铺装采用剪力钢筋连接；桥梁下部结构：桥墩采用双悬臂预应力薄壁墩，墩柱为主截面3×1.5米的带竖肋矩形截面，基础采用柱式台、桩基础或重力台、扩大基础。混凝土设计强度根据不同部位在C35～C50之间。
1.2 陈家贡湾特大桥附近海域气象环境 陈家贡湾特大桥地处东亚季风比较发达的黄海之滨，受季风和海洋气候的影响，四季变化比较明显，属南温带湿润季风气候类型：夏季空气湿润，雨量充沛；冬季气候干燥，时长稍寒。多年年平均最低气温为9.1℃、最高气温为15.9℃。最热出现在八月，月平均气温为25℃，最冷出现在一月，月平均气温为-4.5℃。年平均相对湿度为72%，累年全年蒸发量平均为1462.2毫米，其中全年以五月份为最高，累年平均达到180.1毫米，一月最小，仅为54.8毫米，海区全年盐度一般在15.00～34.00‰之间变化，属强混合型海区，海洋环境特征明显。
2 提高海工混凝土耐久性的技术措施
提高海工耐久性混凝土的主要技术措施有：
2.1 海工耐久性混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和聚羧酸高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，高密实、高耐久的混凝土材料。
2.2 提高混凝土保护层厚度 这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加，当混凝土保护层过薄时，易形成裂缝等缺陷使保护层失去作用，钢筋过早锈蚀，降低结构强度和延性；当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。
2.3 混凝土保护涂层 完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触粘结的特点，其于砼粘结力不小于1.5Mpa，并且与砼表面的强碱性相适应，延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化，逐渐丧失其功效，一般寿命在5～10年，只能作辅助措施。
2.4 阻锈剂 阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜，其品质对混凝土的主要物理性能、力学性能无不利影响，从而延长钢筋混凝土的使用寿命。但由于其有效用量较大，作为辅助措施较为适宜。
4 陈家贡湾特大桥高性能混凝土原材料耐久性
4.1 试验用原材料及其物理化学性能
4.1.1 水泥 试验中采用了P.Ⅱ52.5，有关性能参数见下表。
4.1.2 高炉磨细矿渣（S95）
高炉磨细矿渣（S95）的有关性能参数见表
4.1.3 硅粉
硅粉的有关性能参数见表
4.1.4 粗骨料
混凝土配制试验用石为5～25mm连续级配碎石。
4.1.5 细骨料
混凝土配制试验用砂检验结果如表
4.1.6 减水剂
试验采用HSN-A聚羧酸高性能混凝土减水剂。
4.1.7 拌和用水
饮用水。
4.2 试验方案和主要试验方法 从高性能海工混凝土的基本要求出发，在原材料的优选试验中，以混凝土的坍落度和扩展度评价混凝土的工作性，以抗压强度等评价混凝土的物理力学性能，以混凝土的电通量和氯离子扩散系数（自然扩散法）试验结果评价混凝土的抗氯离子渗透性能，并以耐久性能为首要要求。
试验中所采用的主要试验方法有：
4.2.1 坍落度、扩展度 混凝土的坍落度、扩展度按《新拌混凝土性能试验方法》GBJ80-85测定。
4.2.2 抗压强度 混凝土的抗压强度按《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81-85测定。
4.2.3 混凝土的抗冻性能 试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）进行。
4.2.4 混凝土的电通量和氯离子扩散系数快速试验 NEL-PER型混凝土电通量测定仪来评价混凝土抵抗氯离子渗透能力的标准。试验仪器采用北京耐尔NEL-PER型混凝土电通量测定仪。通过在￠95×50mm的混凝土试样两端施加60V的直流电压，通过检测6hrs内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。
用RCM-DH型氯离子扩散系数测定仪测定混凝土氯离子扩散系数的试验方法，RCM法参照DuraCrete非静态电迁移原理制定，定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力，本方法适用于骨料最大粒径不大于25mm的试验室制作的或者从实体结构取芯获得的混凝土试件。将标准养护28天的混凝土试件浸泡于质量浓度为3.0%的NaCl溶液中至指定龄期后，用混凝土切割机将混凝土试件切割成直径=100±1mm，高=50±2mm的试件。将试件放入电解槽的夹具中，注入1L 0.2mol/L KOH正极溶液与1L含5% NaCl的0.2mol/L KOH负极溶液，用测试机主机电源进行电迁移过程，劈开试件，用0.1mol/LAgNo3溶液测定显色深度，最后用软件计算混凝土试件的氯离子扩散系数。
4.3 混凝土配合比设计 试验主要研究C40和C50高性能海工混凝土的性能
4.4 高性能混凝土性能试验结果及分析 混凝土的物理力学性能试验结果，常规耐久性能试验结果
高性能海工混凝土的氯离子扩散系数和抗冻性能
高性能海工混凝土与普通混凝土相比较，具有优良的工作性能、相近的物理力学性能和优异的耐久性能，尤其是其耐海水腐蚀性能，混凝土氯离子扩散系数可小于3.0～1.0E-12m2/s
参考文献：
1.江见鲸主编.混凝土结构学，中国建筑工业出版社，1998
2.袁国干主编.配筋混凝土结构设计原理.同济大学出版社，1990
作者简介：
高性能混凝土范文第3篇
场，积极创建和积累适应建筑市场变化的能力，熟识水工混凝土和高速铁路高性能混凝土各自的特性显得尤为重要。本文通过对水工混凝土与高速铁路高性能混凝土特点、原材料及配合比三个方面将两种服务不同领域的混凝土加以简要的介绍
关键词：水工混凝土； 高速铁路；高性能混凝土；释义
Abstract: This paper introduced the hydraulic concrete and high performance concrete for high-speed railway, the characteristics of raw material and mixture ratio of three to two services in different areas of the concrete.
Key words: concrete; high speed railway; high performance concrete; interpretation
中图分类号：[TU528.36]文献标识码：A文章编号：
0 前言
水工混凝土是服务于用来挡水、泄洪、输水、排沙、泵站等水工建筑物的重要手段；为了达到防洪、灌溉、发电、供水、航运等目的，它除强度要求外，还要根据其所处部位和工作条件，分别满足抗渗、抗冻、抗裂（抗拉）、抗冲耐磨、抗风化和抗侵蚀等要求。高速铁路高性能混凝土是应用于时速≥250km/h新建铁路工程中桥涵、隧道和无砟轨道，是实现高速铁路工程高平顺、高稳定性、高耐久性及主体结构服役100年的重要保障。
1 水工混凝土、高速铁路高性能混凝土特性
1.1 水工混凝土的特性
1.1.1 工程量大、工期长
大中型水利水电工程的混凝土工程量通常都有几十万、几百万及上千万立方，从浇筑基础混凝土开始到工程基本建成蓄水（或第一台机组投产），一般需要经历3～5年或更多时间。为了保证混凝土质量和加快施工速度，必须采用机械化施工手段，选择技术先进、经济合理的施工方案。
1.1.2 高峡出平湖
水工混凝土施工多为大范围、露天高空作业，其工程多位于高山峡谷地区、偏远山区河道上；远离经济发达的城市，交通不变，施工运输和施工机械布置受到地形地质、水文气象等自然条件的限制，施工条件比较困难。
1.1.3 施工季节性强
水工混凝土施工，往往由于气温、降水、施工导流和拦洪渡汛等因素的制约，不能连续均衡施工。有时为了使建筑物能挡水拦洪或安全渡汛，汛前必须达到一定的工程形象面貌，因而使得施工的季节性强，施工强度高。
1.1.4 温度控制要求严格
水工混凝土多属大体积混凝土，通常需要采用分缝分块进行浇筑。为了防止混凝土（特别是基础约束部位的混凝土）温度裂缝，保证建筑物的整体性，必须根据当地的气温条件，对混凝土采取严格的温度控制、表面保护和接缝灌浆等技术措施。
1.1.5 施工技术复杂
水工建筑物因其用途和工作条件不同，一般体型复杂多样，常采用多种强度等级的混凝土。另外，混凝土浇筑又常与地基开挖、处理及一部分安装工程发生交叉作业，且由于工种工序繁多，相互干扰，矛盾很大。因此在设计和实施中，要很好分析研究各工序的衔接配合关系，分清主次，合理进行组织安排。
1.2 高速铁路高性能混凝土的特性
带状结构的高速铁路建筑物，往往要穿越不同区域，沿线温度、湿度、气候等条件变化较大；同时高速铁路一般修建在经济比较发达的地区，土地的大量开发及环境污染均对高速铁路高性能混凝土带来了挑战。作为实现高速铁路使用100年的主要承载者高性能混凝土所呈现特性如下。
1.2.1 高工作性
高速铁路高性能混凝土主要分为桥（钻孔桩、承台、墩身、梁体、桥面系）、涵洞、隧道（仰拱、侧墙、顶拱）、路基支承层、轨道板等，不同结构部位的高性能混凝土采用不同的入仓手段；所以不同性质的高性能混凝土的流动性、和易性、经时损失、泌水性、可泵性、凝结时间、粘性均应满足高工作性的要求。
1.2.2 体积稳定性
高速铁路高速度、高平顺的特点，必须依靠高性能混凝土高体积稳定性来实现。体积稳定性是高性能混凝土抵抗收缩（塑性收缩、自收塑、干燥收缩、冷收塑、化学收缩）等物理化学作用下产生的变形能力。
1.2.3 高耐久性
高速铁路跨线长，沿线受不同环境作用；要求高性能混凝土势必具备抗碳化、氯离子渗透、钢筋锈蚀、碱集料反应、冻融破坏、化学侵蚀、抗裂等耐久性能。要实现这些高性能混凝土耐久性除选用品质优良原材料外，应掺用矿物掺合料(粉煤灰、矿粉、硅粉)，充分发挥矿物掺合料的微珠效应、火山灰效应和填充效应，同时添加高性能外加剂等技术措施。
2 原材料
2.1 水泥
水工混凝土常用水泥有普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复核硅酸盐水泥等，抗冲磨防空蚀混凝土宜选用≥42.5强度等级的中热硅酸盐水泥、硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥；环境水对混凝土侵蚀时，应根据侵蚀的类型和程度选用高抗硫酸盐水泥、中抗硫酸盐水泥、硅酸盐水泥掺30%以上的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰和矿渣；厂房结构部位的混凝土采用普通硅酸盐R型水泥。其品质均应满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》。
高速铁路高性能混凝土宜选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥，不宜使用早强水泥。C30以下混凝土，可采用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复核硅酸盐水泥。选用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥因为两种水泥没有或含有少量的混合材，且碱含量均较低；对有效抑制碱-骨料反应有利，对于硫酸盐侵蚀环境能发挥积极作用；由于外加剂有较好的相容性对提高工作性创造良好条件等混凝土耐久性能都有较大的贡献。高性能混凝土所选用的硅酸盐、普通硅酸盐水泥品质除应满足GB175-2007《通用硅酸盐水泥》技术指标外还应符合表1中的要求。
表1 高性能混凝土对水泥的技术要求
2.2 掺合料（矿物掺合料）
水工混凝土常用的掺合料有粉煤灰、矿渣粉、钢渣粉、磷渣粉、硅粉、岩粉和沸石粉等，其掺入混凝土中能改善新拌混凝土和硬化混凝土性能的粉体结构，从而达到改善新拌混凝土和硬化混凝土性能，提高混凝土工程质量、延长结构物使用寿命和节约成本的目的，同时有利于工程建设的可持续发展和环境保护。
在高性能混凝土中单纯使用水泥，不掺加粉煤灰、矿渣粉、硅粉和沸石粉等掺合料，则不具备高性能混凝土的品质。单纯的水泥水化反应生成物有水化硅酸钙、水化铁(铝)酸钙、氢氧化钙和水化硫铝酸钙等，其中的氢氧化钙和水化铝酸钙是导致混凝土耐久性差的根源，特别是氢氧化钙大片状结晶，在有水渗透的条件
下，被软水溶出（出现泛碱现象），造成软水侵蚀，同时导致混凝土孔隙率增大，抗渗性能、耐久性能及抗氯盐渗透性变差，更容易产生冰冻、盐冻、碱-骨料反应和钢筋锈蚀等破坏。设法减少或消除有损混凝土强度和耐久性的氢氧化钙大结晶体，是配制高耐久性高性能混凝土的关键。掺合料具有与水泥水化生成的氢氧化钙反应的特性；由于活性掺合料与氢氧化钙发生的反应比水泥滞后，称作二次反应，二次反应的生成物是水化硅酸钙和水化铝酸钙凝胶体，这种凝胶体不仅是提高混凝土强度主要矿物来源，而且是提高混凝土耐久性的重要载体。水工混凝土和高速铁路高性能混凝土常用的掺合料（粉煤灰、矿渣粉）其技术要求的对比分别见表2、表3。
表2 水工混凝土、高速铁路高性能混凝土用粉煤灰技术要求对比表
表3水工混凝土、高速铁路高性能混凝土用矿渣粉技术要求对比表
2.3 骨料
2.3.1 细骨料（砂）
配制混凝土所选用砂应为级配合理、质地均匀坚固、吸水率低、孔隙率小的天然砂和人工砂，不宜使用山砂，禁止使用海砂。水工混凝土使用天然砂时细度模数宜控制在2.2~3.0范围内，使用人工砂时细度模数宜控制在2.4~2.8范围内。高速铁路高性能混凝土使用天然砂和人工砂其细度模数宜控制在2.3~3.0范围内，用于预制梁的预应力混凝土时，砂的细度模数宜控制在2.6~3.0范围内。水工混凝土和高速铁路高性能混凝土用砂的技术要求对比见表4。
表4 水工混凝土和高速铁路高性能混凝土用砂的技术要求对比
2.3.1 粗骨料（石）
水工混凝土使用的粗骨料应根据优质、经济、就地取材的原则进行选择。可选用天然骨、人工
骨料，或两者互相补充。选用人工骨料时，有条
件的地方宜选用石灰岩质的料源。成品骨料应分类堆放，防止污染；尽量减少转运次数；卸料时，为防止高差引起破碎，应控制料堆的高度。水工混凝土所用的粗骨料颗粒级配（圆孔筛）分：
5~20mm、20~40mm、40~80mm、80~120（150）mm四个粒径级。
高速铁路高性能混凝土使用的粗骨料应选用级配合理、粒形良好、质地坚固、线胀系数小的洁净人工碎石，无抗拉和抗疲劳要求的C40以下强度等级混凝土也可采用符合要求的卵石。应采用二级或多级级配骨料混配而成，分级采购、运输、堆放和计量。高速铁路高性能混凝土所用的粗骨料颗粒级配（方孔筛）一般分：5~10mm、10~16mm、16~31.5mm三个粒径级。水工混凝土和高速铁路高性能混凝土用石的技术要求对比见表5。
表5水工混凝土和高速铁路高性能混凝土用石的技术要求对比
2.4 外加剂
水工混凝土拌制需掺入少量（掺量一般不超过胶材用量的5%）的外加剂，以改善混凝土拌合物性能，提高硬化混凝土强度、耐久性性能和提高混凝土体积稳定性。水工混凝土常用外加剂有木质素磺酸盐类、糖蜜类、萘系和聚羧酸系减水剂，配制抗冻混凝土时应添加引气剂。水工混凝土所掺用的各类外加剂其品质均应符合现行的国家和有关行业标准。
高速铁路高性能混凝土应选用减水率高、坍落度损失小，能明显提高混凝土耐久性且质量稳定的产品，外加剂与水泥及矿物掺合料之间应具有良好的相容性，当将不同功能的多种外加剂复合使用时，外加剂之间以及外加剂与
水泥之间均应有良好的适应性。高速铁路高性能混凝土主要使用的外加剂有聚羧酸系减水剂和引气剂，其中聚羧酸系高性能减水剂技术要求见表6。
2.5 水
水工混凝土的拌和用水和养护用水，应符合国家饮用水的标准及现行的有关标准。地表水、地下水和其它类型的水在首次用于混凝土拌和养护时，应经检验合格后方可使用。未经处理的工业污水和生活污水不得用于混凝土的拌合和养护。
高速铁路高性能混凝土拌和用水应符合饮用水的标准，养护用水除不溶物、可溶物不作规定要求外，其他指标应符合饮用水的规定。养护用水不得采用海水。回收重复利用水的PH值、氯化物含量、硫酸盐含量和碱含量均应符合规定。水工混凝土拌和、养护用水和高速铁路高性能混凝土拌合用水技术要求对比见表7。
表6高性能混凝土用聚羧酸系高性能减水剂技术要求
表7水工混凝土拌合、养护用水和高速铁路高性能混凝土拌合用水技术要求对比
备注 高性能混凝土当处于氯盐环境下：氯化物含量＜200mg/L
3 配合比
3.1 水工混凝土配合比
水工混凝土配合比应满足强度、抗渗、抗冻、抗侵蚀、抗裂（抗拉）、硬化时体积变形小和浇
筑时良好和易性等性能要求。泄洪消能等高速水流部位的混凝土还应有抗冲耐磨的要求。由于水工建筑物工程量大，结构体积大，长期与环境水接触，坝体上游面水位变化幅度大，受干湿循环、冻融循环的破坏作用，过流面受悬移质、推移质及高速水流的冲刷磨蚀、气蚀，因而水工混凝土与其它行业混凝土在性能要求上有较大区别，水工混凝土配合比设计时除考虑混凝土所需的强度外，还需考虑低热性、耐久性、施工性能和料场骨料平衡等问题。
水工混凝土配合比设计原则是在满足设计要求的强度、密度、抗裂性、耐久性和施工和易性要求的条件下，经济合理地选出混凝土单位体积中各种组成材料的用量。水工混凝土配合比设计方法按《水工混凝土试验规程》SD105-1982中的规定进行。大体积的四级配（粗骨料最大粒径150mm）水工混凝土，因有高效减水剂和优质粉煤灰的贡献，最低胶材用量只有140kg/m3。
3.2 高速铁路高性能混凝土
高速铁路高性能混凝土配合比设计依据工程结构形式、环境作用条件和施工要求的工作性、混凝土强度等级和耐久性的要求，通过计算、试配、调整等步骤，确定出单位体积混凝土中水泥、矿物掺合料、粗细骨料、外加剂和单位用水量等个组成材料的质量比例。
选定高性能混凝土配合比应遵循的基本规定：⑴C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400 kg/m3，C35~C40混凝土不宜高于450 kg/m3，C50及以上混凝土不宜高于500 kg/m3。（2）为提高混凝土的耐久性，改善混凝土的施工性能和抗裂性能，混凝土宜适量掺加优质的粉煤灰、矿渣粉或硅粉等矿物掺合料。不同的矿物掺合料的掺量应根据混凝土的性能通过试验确定。不同环境下混凝土中矿物掺合料的掺量宜满足TB10005-2010表8中的规定。
表8 不同环境下混凝土中矿物掺合料的掺量范围
备注 1、表中规定的掺量是指单掺一种掺合料的适宜掺量范围，复合掺用时应通过适宜确定。
2、预应力混凝土结构，粉煤灰的掺量不宜超过30%。3、严重氯盐、化学侵蚀环境下，粉煤灰的掺量应大于30%，或磨细矿渣粉的掺量大于50%。
4 结语
水电施工专业企业，除继续巩固水电建筑主营业务核心地位的同时，应大力拓展非水电建筑
高性能混凝土范文第4篇
关键词：经济发展；建筑工程；混凝土；高工作性
高性能混凝土是最近建筑工程中应用比较广泛的一种建筑材料，它具有比较高的工作性、高耐久性、高稳定性以及高强度性，正是这些优点受到世界建筑行业的青睐，尤其在房屋建筑、桥梁、海港建设中，应用最为广泛。随着我国的房屋建筑正朝向一个高层化、大型化以及现代化方向发展，高性能混凝土一定能够变成这个世纪最为重要的建筑工程的材料。
1.混凝土的概述
混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。
因此，未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。
针对不同环境类别的侵蚀作用，提出材料性能劣化的理论或经验模式，并据此估算结构的使用寿命，成为发展和研究耐久性设计方法的主流。目前，高性能混凝土的发展有以下几个方向：一是绿色高性能混凝土，水泥混凝土是当代最大宗的人造材料，对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大，与可持续发展的要求背道而驰。绿色高性能混凝土研究和应用较多的是粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土与基准混凝土相比，大大提高了新拌混凝土的工作性能，明显降低混凝土硬化阶段的水化热，提高混凝土强度特别是后期强度。而且，节约水泥，减少环境污染，成为绿色高性能混凝土的代表性材料。二是超高性能混凝土，超高性能混凝土，如活性粉末混凝土（Reactive Powder con-crete，RPC），其特点是高强度，抗压强度高达300MPa，且具有高密实性，已在军事、核电站等特殊工程中成功应用。
2.高性能混凝土的性能研究和应用分析
2.1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。
2.2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。
2.3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。
参考文献：
[1]刘纪军；鲁亮；王辉；；应力释放法识别既有钢筋混凝土构件工作内力的有限元分析[A]；第20届全国结构工程学术会议论文集（第Ⅰ册）[C]；2011年
[2]孙绪杰；用巨型框架结构套建增层的房屋设计与施工方法研究[D]；哈尔滨工业大学；2009年
[3]施志业；郑建军；周欣竹；；混凝土保护层锈胀裂缝扩展规律试验研究[J]；甘肃水利水电技术；2010年03期
高性能混凝土范文第5篇
【关键词】高性能；混凝土；抗溶蚀性；耐酸性
现在，强度等级B65及其以上的高强混凝土的生产已经有一些年。是大大低于0.40的混凝土。目前在髙强混凝土的生产中，实际上只利用了其高强度。但高强混凝土提供了 一种迄今为止尚未使用过的、甚至在研究试验中都尚未定量化的可能性。因为其不透水性,它的抗化学侵蚀性应比普通混凝土好得多，以致像处于对混凝土有侵蚀性的地下水环境中的基础的建造可以不附加保护（例如用玻纤增强塑料制作的损耗性模板〉，或者像管道的制造可以不加保护性衬里。
1．高性能混凝土的抗溶蚀性
在其它条件相词的情况下，溶烛作用随PH值的降低而增强。因为有机酸一般只微弱地离解，地下水常常呈酸性。侵蚀性很强但离解弱的有机酸的一个典型代表是醋酸。由于这种酸的侵蚀性而在这些试验中采用了它。这种弱离解酸的另一个优点也在于试验中可以相对准确地保持所要求的PH值，因为与强离解性酸（如盐酸）相比，其PH值在溶蚀时随酸的消耗的增加较缓和，且在试验期间溶烛速度保持在同一水平。
PH值在I 5以下的水的侵蚀性很强，不允许与混凝土直接作用，即使混凝土的水灰比小于0，45。为了判断水灰比在小于0，40时的降低和硅粉掺加是否有和有怎样的影响，试验在较低的PH值下进行。因此为了较快地得出试验结果，PH值采用3，5±0，5。对使用最大粒径为8mm、以硅质和碳质类型为主的骨料的混凝土，分别就惨和不掺硅粉两种情况进行了试验。
各拌合物浇注了4mmX 4mmX 16mm三联试模。用湿布覆盖24小时后，在暴露于酸环境之前,试件一直放于20摄氏度的水中养护至其56天龄期。从各拌合物试件中取3个或6个试件，称量后，以12个或15个棱柱体试件为一批，分二层放于50升的塑料容器中。试件放于2cm厚的三棱形塑料条板上。每个容器中加入23，75升PH值为3，5±0，5的稀醋酸，使其液面超过试件上表面3cm，然后盖上容器。
在1天、4天、7天、14天、21天、28天、35天、42天、49天、63天、70天后，从溶液中取出试件，称量并用水中称重法测定体积。同时测定溶液PH值，且若PH值增加到4.0，则向容器中加入80%的醋酸溶液，使其中溶液PH值重新下降到3，0 — 3，5之间。
当试件重量损失达到25% ，或者出现严重的裂纹破坏时，终止酸暴露试验，并用力刷洗试件，除去所有疏松部分。重新称量棱柱体重量后，测定其抗弯强度，并根据酸暴露前对比试件的抗弯强度计算得未受损坏的横截面积。由此算出试验过程中的溶解重量或截面的损坏程度，用初始重量的百分率表示。
混凝土强度的实际损失值，总是比根据重量损失或体积损失所估计的值大。因为酸不仅侵蚀混凝土表面，而且通过微孔渗入混凝土内部产生侵蚀，且使用硅质骨料时，酸只溶解部分水泥相。而使用碳质骨料时，部分骨料也被溶解。所以，仅依据重量损失来判断,似乎不充分也没有意义。在此只讨论根据剩余抗弯强度得出的溶蚀结果。由于不同混凝土的侵蚀速度不同，因而测试也在不同的时间进行。假设整个试验时间内的重量损失和时间呈线性关系，由此可计算出该暴露条件下每天的重量损失。
以耐弱酸的硅质骨料标准混凝土的溶蚀为100%。耐强酸的硅质骨料标准混凝土的溶蚀比其将近减小10%，不掺硅粉的91^的溶蚀约减小30% ，而掺硅粉的pH的溶蚀量甚至减小35% ，也即将近为水灰比从55%降低到45%时溶烛减少量的4倍。
根据有关标准，碳质骨料不能在强溶蚀条件下使用，水灰比0，45的碳质骨料混凝土的溶蚀量比水灰比0，55的硅质骨料混凝土高1/3。而掺硅粉的碳质骨料HPC抗弱溶蚀性能却能和普通混凝土一样好。这意味着：在只有碳质骨料和需要从几百里外运输非碳质骨料的地区，利用当地骨料也可以生产抗弱溶蚀性能强的混凝土，但这样的混凝土只能是渗硅粉的
2．高性能混凝土的耐酸性
在未采取保护措施的情况下，普通强度混凝土不允许在pH值小于1 5的潮湿环境中使用。为抵抗溶蚀，混凝土的最大水灰比为0，50，且标准渗水试验中，试样渗水深度不得超过3cm。
特征抗压强度超过约60MPa的高强混凝土的水灰比要低得多，使得水泥浆强度增加并同时致密化。掺硅粉可进一步降低渗透性，并减少大多数易溶于水的氢氧化钙含量。因而任何高强混凝土本质上都有较高的化学稳定性。
这种高性能混凝土促使重新考虑针对普通混凝土在侵蚀性环境中的耐久性提出的限制。迄今为止仅有几例有关的研究。
高性能混凝土侵蚀性研究的最终目标必须集中于用几条总结性规律预测其长期性能。必须考虑到溶解物质的迁移手段，进而是自保护层的形成及其稳定性。为了与实际问题保持联系，这些研究中不应采用夸大的pH值水平。
在同样的pH值下，强离解的无机酸引起的混凝土侵蚀要比弱离解的有机酸引起的大。酸的离解能力越弱，它将渗入混凝土内部越深处反应。换言之，pH值恒定的有机酸溶液(缓冲溶液）最适合于用于研究混凝土中侵蚀性介质的移动情况及其在固体内的溶解产物。采用醋酸、醋酸钠和盐酸配制成的pH值为4的缓冲液。用PZ45F水泥与石英质骨料拌制成的混凝土暴露于这样的溶液中。试样为从横截面为200×150mm2的混凝土梁上切得的20mm的混凝土薄片。暴露试验中，测得由缓冲液析出的氧化钙量是表面积和时间的函数，成双对数曲线后得到的斜率为0，5，从而证实了由扩钕控制的过程与时间的平方根关系。三周之内的暴露试验有可重复性并且结果容易解释。其后，酚酞试验表明，对比混凝土 B45在离表面约5mm内呈中性。这层混凝土明显劣化。高性能混凝土B100达到同样中性化深度所需的时间是其4倍，却无明显劣化。在受纯盐酸侵蚀时，一条三价铁氧化物的棕色带状区将混凝土中性化表面层和内部无变化的核心分开。
对于这两种混凝土，根据扩散定律得到的理论中性化深度要比所观测到的大。这意味着存在另外的溶蚀机理，不适用于简单的扩散模型。
参考文献
