高性能混凝土及其原材料組成特點

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1、高性能混凝土的定義1950年5月美國國家標準與技術(shù)研究院（NIST）和美國混凝土協(xié)會（ACI）首次提出高性能混凝土的概念。但是到目前為止，各國對高性能混凝土提出的要求和涵義完全不同?！　∶绹墓こ碳夹g(shù)人員認為：高性能混凝土是一種易于澆注、搗實、不離析，能長期保持高強、韌性與體積穩(wěn)定性，在嚴酷環(huán)境下使用壽命長的混凝土。美國混凝土協(xié)會認為：此種混凝土并不一定需要很高的混凝土抗壓強度，但仍需達到55MPa以上，需要具有很高的抗化學(xué)腐蝕性或其他一些性能?！　∪毡竟こ碳夹g(shù)人員則認為，高性能混凝土是一種具有高填充能力

2、的的混凝土，在新拌階段不需要振搗就能完善澆注；在水化、硬化的早期階段很少產(chǎn)生有水化熱或干縮等因素而形成的裂縫；在硬化后具有足夠的強度和耐久性?！　〖幽么蟮墓こ碳夹g(shù)人員認為，高性能混凝土是一種具有高彈性模量、高密度、低滲透性和高抗腐蝕能力的混凝土。綜合各國對高性能混凝土的要求，可以認為，高性能混凝土具有高抗?jié)B性（高耐久性的關(guān)鍵性能）；高體積穩(wěn)定性（低干縮、低徐變、低溫度變形和高彈性模量）；適當?shù)母呖箟簭姸?；良好的施工性（高流動性、高粘聚性、自密實性）。高性能混凝土的技術(shù)路線　　高性能混凝土是由高強混凝土發(fā)展

3、而來的，但高性能混凝土對混凝土技術(shù)性能的要求比高強混凝土更多、更廣乏，高性能混凝土的發(fā)展一般可分為三個階段：　　（1）振動加壓成型的的高強混凝土——工藝創(chuàng)新　　在高效減水劑問世以前，為獲得高強混凝土，一般采用降低W/C（watercement）（水灰比），強力振動加壓成型。即將機械壓力加到混凝土上，擠出混凝土中的空氣和剩余水分，減少孔隙率。但該工藝不適合現(xiàn)場施工，難以推廣，只在混凝土預(yù)制板、預(yù)制樁的生產(chǎn)，廣泛采用，并與蒸壓養(yǎng)護共同使用?！　。?）摻高效減水劑配置高效混凝土——第五組分創(chuàng)新　　20世紀50年

4、代末期出現(xiàn)高效減水劑是高強混凝土進入一個新的發(fā)展階段。代表性的有萘系、三聚氰胺系和改性木鈣系高效減水劑，這三個系類均是目前普遍使用的高效減水劑?！　〔捎闷胀üに?，摻加高效減水劑，降低水灰比，可獲得高流動性，抗壓強度為60~100MPa的高強混凝土，是高強混凝土獲得廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。但是，僅用高效減水劑配制的混凝土，具有坍落度損失較大的問題?！　。?）采用礦物外加劑配制高性能混凝土——第六組分創(chuàng)新　　20世紀80年代礦物外加劑異軍突起，發(fā)展成為高性能混凝土的第六組分，它與第五組分相得益彰，成為高性能混凝土不

5、可缺少的部分。目前，配制高性能混凝土的技術(shù)路線主要是在混凝土中同時摻入高效減水劑和礦物外加劑?！　∨渲聘咝阅芑炷恋牡V物外加劑，是具有高比表面積的微粉輔助膠凝材料。例如：硅灰、細磨礦渣微粉、超細粉煤灰等，它是利用微粉填隙作用形成細觀的緊密體系，并且改善界面結(jié)構(gòu)，提高界面粘結(jié)強度。高性能混凝土的特性（1）自密實性　　高性能混凝土的用水量較低，流動性好，抗離析性高，從而具有較優(yōu)異的填充性。因此，配好恰當?shù)拇罅鲃有愿咝阅芑炷劣休^好的自密實性。（2）體積穩(wěn)定性　　高性能混凝土的體積穩(wěn)定性較高，表現(xiàn)為具有高彈性模

6、量、低收縮與徐變、低溫度變形。普通混凝土的彈性模量為20~25GPa，采用適宜的材料與配合比的高性能混凝土，其彈性?？蛇_40~45GPa。采用高彈性模量、高強度的粗集料并降低混凝土中水泥漿體的含量，選用合理的配合比配制的高性能混凝土，90天齡期的干縮值低于0.04%。（3）強度　　高性能混凝土的抗壓強度已超過200MPa。目前，28d平均強度介于100~120MPa的高性能混凝土，已在工程中應(yīng)用。高性能混凝土抗拉強度與抗壓強度值比較高強混凝土有明顯增加，高性能混凝土的早期強度發(fā)展加快，而后期強度的增長率卻

7、低于普通強度混凝土。（4）水化熱　　由于高性能混凝土的水會比較低，會較早的終止水化反應(yīng)，因此，水化熱相應(yīng)的降低。（5）收縮和徐變　　高性能混凝土的總收縮量與其強度成反比，強度越高總收縮量越小。但高性能混凝土的早期收縮率，隨著早期強度的提高而增大。相對濕度和環(huán)境溫度，任然是影響高性能混凝土收縮性能的兩個主要因素?！　「咝阅芑炷恋男熳冏冃物@著低于普通混凝土，高性能混凝土與普通強度混凝土相比較，高性能混凝土的徐變總量（基本徐變與干燥徐變之和）有顯著減少。在徐變總量中，干燥徐變值的減少更為顯著，基本徐變僅略有一

8、些降低。而干燥徐變與基本徐變的比值，則隨著混凝土強度的增加而降低。（6）耐久性　　高性能混凝土除通常的抗凍性、抗?jié)B性明顯高于普通混凝土之外，高性能混凝土的Clˉ滲透率，明顯低于普通混凝土。高性能混凝土由于具有較高的密實性和抗?jié)B性，因此，其抗化學(xué)腐蝕性能顯著優(yōu)于普通強度混凝土。（7）耐火性　高性能混凝土在高溫作用下，會產(chǎn)生爆裂、剝落。由于混凝土的高密實度使自由水不易很快地從毛細孔中排出，再受高溫時其內(nèi)部形成的蒸汽壓力幾乎可達到飽