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1、高性能混凝土高性能混凝土默认分类 2010-07-16 12:04:48 阅读 4 评论 0 字号：大中小 订阅 摘 要:高性能混凝土是对普通混泥土从性能、材料上的改进,所以了解普通混凝土和高性能混凝土异同处、高性能混凝土拌合物的配制目标和配合比的影响因素,才能使人们走出高性能混凝土就是高强度混凝土的误区。关键词:高性能混凝土;耐久性;水胶比;活性细掺料;高效外加剂高性能混凝土作为一种新型高技术混凝土已广泛应用于各国大型建筑。它不仅是对传统混凝土的重大突破,而且在节能、节料、工程经济、劳动保护及环境保护等方面都有重要的意义,是一种环保型、集约型的新型材料,因此被成为“绿色混凝土”1。1 高性能
2、混凝土简介高性能混凝土是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代化混凝土技术制作的混凝土,它已耐久性作为设计主要指标。高性能混凝土在配制上和普通混凝土不同的是:低水胶比,优质原材料,除水泥、水、集料外掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。传统上混凝土都将强度放在首位,这种高强度代表混凝土发展科技标准的理论,一直被人们所公认,但这种十分重视强度而忽视耐久性的错误思想,严重阻碍了高性能混凝土的发展。2 高性能混凝土拌合物配制目标2.1 耐久性高性能混凝土配制目标主要是耐久性,无论设计强度是多少,首先要满足结构的耐久性要求。造成混凝土耐久性下降的主要是一些有害介质通过水的渗
3、透侵入而发生的,所以降低混凝土的抗渗性是提高耐久性的一个重要指标。孔2是混凝土微观结构中重要的组成之一,互相连通的毛细孔决定了硬化水泥浆体的抗渗性和抗冻性。当毛细孔吸水饱和后,压力水通过水压力通过毛细孔而渗入混凝土中,而在混凝土中引入若干直径大于毛细孔直径的圆形小孔,阻止毛细孔毛细现象的通路,可在一定程度上提高混凝土的抗渗性。多相3不均匀是混凝土的另一个微观构造特点。因为水泥石和集料的弹性模量不同,当温度、湿度发生变化时,水泥石和集料变形不一致,则会导致界面处出现细小裂缝;在混凝土硬化前,水泥浆体中的水份向亲水的集料表面迁移,在集料的表面就会形成一层水膜,从而在在硬化的混凝土中留下细小的缝隙;
4、另外浆体泌水也会在集料下表面形成水囊,形成裂缝。随着荷载的增加,裂缝不断延伸,从而导致混凝土结构开裂。对于高性能混凝土掺入活性细掺料、降低水胶比均可以改善界面过渡区的结构性质,从而提高高性能混凝土的耐久性。另外,为了避免由于温度应力而产生裂缝,要尽量降低水泥水化热和混凝土的内部升温,从原材料选择和配合比上还要尽量降低混凝土的干缩。2.2 强度出于耐久性的考虑,高强度混凝土也逐渐的发展为高强度高性能混凝土;但是高强度混凝土不一定就是高性能混凝土,各种混凝土只要水胶比低于 0.4,掺入一定量的活性细掺料,使用高效的外加剂,都能制成高性能混凝土。影响强度和耐久性的主要因素是水胶比和矿物细掺料的用量。
5、受界面的影响,粗集料粒径、砂率和浆体数量也会对强度有所影响。2.3 工作性高性能混凝土的工作性也是控制混凝土质量的关键所在。对于低水胶比的高性能混凝土来说,加入一定量的高效减水剂才能实现其流动性,使其流动性增大,而流速变慢。因此评价高性能混凝土时,不能单纯的按照混凝土的坍落度来评价混凝土的流动性。应对高性能混凝土的坍落度和坍落流动性4(拌合坍落稳定时铺展直径)比值来评定其流动性能,如图 1。从上图可以看出,一般坍落度和坍落流动度的比值约 0.4 时,高性能能混凝土具有体积稳定、不离析、不泌水、粘稠度好等性能,其实际比值图例如图 2。3 对高性能混凝土配合比的影响因素3.1 水胶比高性能混凝土的
6、水胶比是决定混凝土最终强度、耐久性的重要指标之一。水胶比按照规定值进行计算后,再进行试拌,确定数值将成为最终数据。低水胶比是高性能混凝土的配制特点之一,为了达到混凝土的低渗透性以保证其耐久性,无论混凝土强度的高低都应使其水胶比不能大于 0.4,这样才能保证其密实度。然后根据强度要求调整水胶比。和普通混凝土一样,其强度等级与水胶比倒数关系仍然为线性,即 fc=k1(c/w)-k2,如图 3。式中:fc 混凝土抗压强度;c/w 为胶水比;k1、k2 为常数。各种设计配合比中,胶水比增大(水胶比减小)其混凝土强度也有不同程度的提高,混凝土在胶水比大于2.5(水胶比小于 0.4)时,强度对胶水比的敏感
7、度下降。另外,高性能混凝土中用等量的粉煤灰、矿粉、硅灰代替等量的水泥,可以降低水胶比,在一定范围内可使混凝土强度不变或略有提高。根据著名的水灰比定则:fc=k1/kw/c 可知,潮湿养护条件下混凝土不同龄期的强度与水灰比的关系为,水灰比越低,标准养护试件相同养护龄期抗压强度提高就越大,如图 4。3.2 浆集比水胶比确定后,胶凝材料总量就反映了水泥浆和集料的比例,即浆集比。为了保证混凝土具有足够的流动性,就要求有较大的胶凝材料总用量。但是随着浆集比的增大,弹性模量会有所下降,收缩也所增加。根据以往拌合混凝土的经验,胶凝材料总量不宜超过 550kg/m3,并随着混凝土强度等级的下降而减少。其中水泥用量应尽量减少,而用干缩性小的活性细掺料取代部分水泥,以减少混凝土的升温和干缩,提高耐久性,增加密实度。从耐久性和工作性能上来看,国家现行标准对不同环境使用混凝土规定了最小水泥用量,高性能混凝土即为胶凝材料的最小用量,当胶凝材料太少时,混凝土就没有好的工作性能,有可能形成离析、分层、泌水等,硬化后混凝土的产品品质也将大大的变差,薄弱面增多,所以高性能混凝土中的胶凝材料用量不宜小于 300 kg/m3,对于有特殊要求的混凝土,这个数值应该增大。
