《高性能混凝土》PPT課件

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1、高性能混凝土胡長明教授西安建筑科技大學(xué)高性能混凝土(HPC)是一種新型高技術(shù)混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo),針對(duì)不同用途要求,對(duì)下列性能重點(diǎn)予以保證:耐久性、工作性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。高性能混凝土在配置上的特點(diǎn):低水膠比;優(yōu)質(zhì)原材料;摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑;作用：使其強(qiáng)度大幅度提高,界面結(jié)構(gòu)改善,抗?jié)B性和耐久性明顯提高。HPC的定義美國戰(zhàn)略公路研究項(xiàng)目(SHRP)的定義:W/C不大于0.35;300次凍融循環(huán)后相對(duì)動(dòng)彈模量≥80%;澆注4h后強(qiáng)度達(dá)21MPa;24h不小于34MPa;28

2、d不小于67MPa;強(qiáng)調(diào)混凝土的早強(qiáng)性能和高耐久性。日本多數(shù)學(xué)者和工業(yè)界強(qiáng)調(diào)HPC是高強(qiáng)、超高強(qiáng)與高流態(tài)混凝土,認(rèn)為高性能首先必須具有高強(qiáng)度。馮乃謙教授對(duì)HPC的定義為:W/C不大于0.38,體積穩(wěn)定性好的混凝土,其組成材料中必須含有高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉,混凝土56d的ASTMC1202,6h總導(dǎo)電量小于1000C,凍害地區(qū)凍融300次相對(duì)動(dòng)彈模量不小于80%,抗壓強(qiáng)度不小于60MPa,并具有滿足施工要求的流動(dòng)性和坍落度損失。3）高性能混凝土的使用壽命長，對(duì)于一些特護(hù)工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不是混凝土的強(qiáng)度，而是耐久性。能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混

3、凝土應(yīng)用的主要目的；4）高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工工藝要求的混凝土,能最大限度地延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限,降低工程造價(jià)。HPC的發(fā)展及應(yīng)用20世紀(jì)90年代,美國、加拿大、日本、挪威、德國、澳大利亞等,成為應(yīng)用高強(qiáng)高性能混凝土最多的國家；德國現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范已達(dá)C110級(jí),強(qiáng)度等級(jí)為當(dāng)今世界之最；挪威為目前世界上強(qiáng)度等級(jí)第二高的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,已有C105級(jí)超高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。1993年美國聯(lián)邦公路管理局發(fā)起了在全國公路橋梁建設(shè)中推廣應(yīng)用HPC的計(jì)劃；芝加

4、哥311大廈采用了C95的HPC；西雅圖的雙聯(lián)大廈的混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C130。20世紀(jì)70年代起我國開始發(fā)展高強(qiáng)與高流動(dòng)混凝土；1980年采用的高坍落度高強(qiáng)混凝土建成紅水河鐵路斜拉橋的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁；1991年我國最早應(yīng)用HPC建造廣東國貿(mào)大廈,采用C60的粉煤灰泵送HPC。國內(nèi)HPC的研究西南交大用52.5號(hào)硅酸鹽水泥摻入硅灰及高效減水劑制成了100.1MPa的超高強(qiáng)混凝土；清華大學(xué)馮乃謙教授用中熱52.5號(hào)硅酸鹽水泥加硅灰及高效減水劑FDN,并加入CFA(控制坍落度損失),制得28天強(qiáng)度92.4MPa、坍落度20cm、2h無坍落度損失的超高強(qiáng)流態(tài)混凝土;湖南大學(xué)黃政宇教授通過摻硅灰、

5、高效減水劑和鋼纖維并加熱養(yǎng)護(hù)的技術(shù)途徑配制了抗壓強(qiáng)度高達(dá)200MPa的超高強(qiáng)鋼纖維混凝土;重慶大學(xué)蒲心誠教授用堿礦渣技術(shù)路線制成了28d抗壓強(qiáng)度為117MPa的超高強(qiáng)混凝土,后又采用“普通52.5號(hào)水泥+超高效萘系減水劑+硅灰+低水灰比”的技術(shù)路線制得坍落度240mm以上,28d抗壓強(qiáng)度100MPa以上的超高性能混凝土;目前,用類似的技術(shù)路線已經(jīng)制得抗壓強(qiáng)度150MPa以上的混凝土。湖南大學(xué)黃政宇教授通過摻硅灰、高效減水劑和鋼纖維并加熱養(yǎng)護(hù)的技術(shù)途徑配制了抗壓強(qiáng)度高達(dá)200MPa的超高強(qiáng)鋼纖維混凝土;重慶建筑大學(xué)蒲心誠教授用堿礦渣技術(shù)路線制成了28天抗壓強(qiáng)度為117MPa的超高強(qiáng)混凝土,后

6、又采用“普通525號(hào)水泥+超高效萘系減水劑+硅灰+低水灰比”的技術(shù)路線制得坍落度240mm以上,28天抗壓強(qiáng)度100MPa以上的超高性能混凝土,目前,用類似的技術(shù)路線已經(jīng)制得抗壓強(qiáng)度150MPa以上的混凝土。HPC的性能及特點(diǎn)HPC耐久性混凝土的耐久性破壞主要有:混凝土碳化、氯離子侵蝕、鋼筋銹蝕、堿-骨料反應(yīng)、凍融破壞。對(duì)于HPC的耐久性的安全使用期限，HPC可以保證重要建筑在不利環(huán)境中使用100年，在正常環(huán)境使用200年，在特殊環(huán)境使用300年，而混凝土建筑的使用壽命可以預(yù)期達(dá)到500年。HPC工作性坍落度是評(píng)價(jià)混凝土工作性的主要指標(biāo),反應(yīng)混凝土拌和物在重力作用下的流動(dòng)和變形能力。HPC

7、的坍落度控制功能好,但由于加入了減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉,在與普通混凝土在坍落度相同的情況下,粘度較大,使其在泵送中需施加更大的壓力。HPC粘性大,粗骨料下沉速度慢,在相同振動(dòng)時(shí)間內(nèi),下沉距離短,穩(wěn)定性和均勻性好。同時(shí),由于HPC的水灰比低,自由水少,且摻入超細(xì)粉,基本上無泌水,其水泥漿的粘性大,很少產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。HPC力學(xué)性能混凝土的強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度。HPC對(duì)力學(xué)性能的要求不僅體現(xiàn)在