高性能混凝土简介

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1、高性能混凝土材0801-1 韩献虎高性能混凝土的研究与开发(1990年)超高性能混凝土UHPC （如活化细细料混凝土RPC， 180200MPa）高性能混凝土HPC （50MPa）超高强混凝土SHSC （100MPa）高强混凝土HSC （50MPa）普通混凝土NC （15MPa）(1900年） 低强混凝土LC （15MPa)高性能混凝土的研究与开发n各国根据不同的要求，对HPC认识还不大统一，但重 视混凝土的耐久性是大势所趋,其中：n（1）美国 NIST（美国标准与技术研究院）与ACI（ 美国混凝土学会）认为HPC是用优质水泥、集料水和 活性细掺料与高效外加剂制成的，同时具有优质的耐 久性、工

2、作性、和强度的匀质混凝土。n（2）欧洲 重视强度与耐久性，常与高强砼并提（ HSC/HPC），法国与加拿大正研究开发超高性能混 凝土（UHPC），北欧则在开发高强半轻高性能混凝 土。n（3）日本 更重视工作性与耐久性，认为有足够的强 度即可。 高性能混凝土的研究与开发其具体内容是：n（1）水泥：采用525或525R普通硅酸盐水泥；n（2）集料：符合国标，尤以坚洁为要，粒度和级配 对强度与工作性要求很高的另加规定； n（3）活性细掺料：不仅为了节约水泥等经济原因， 对工作性、耐久性有时更为必需，因此已成为HPC的 常见，甚至是必要的组分；n (4）超塑化剂：为HPC的必需组分，一为大幅减水( 因

3、此耐久性、强度高)；二为工作性好(高流动性、可 泵性、抗离析性，还常常要求流动性经时坍落度损失 小)；三为了提高耐久性；四为活性细掺料所必需。我国高性能砼的应用实例上海广播电视塔9194年： C60泵送至96m，坍落度160 200mm，（525号480kg/m3）新上海国际大厦9194年：C80泵送高度96m，坍落度 200mm，（ 725号480kg/m3 ）首都国际机场97年： C65泵送砼，水平距离260m，垂直距离 30m，坍落度160225mm，（525号450kg/m3）湖南省图书城98年： C80泵送高度78m，坍落度190 230mm，（普通525号350kg/m3 ）沈阳和

4、态大厦97年： C80泵送，坍落度120160mm，（625 号硅550kg/m3 ）东方明珠上海金茂大厦高性能混凝土的定义HPC与HSC相比是从单一重视强度到工作性、 耐久性与强度并重，还应根据工程要求，突出 一、二种性能。根据1990年美国混凝土学会 (ACl)的规定，HPC应具备的性能是：（1）工 作性好，以保证质量均匀，省劳动力、速度快 、经济等；(2)早期强度高，后期强度不倒缩( 因此后期强度也高)；(3)体积稳定性好；(4)韧 性好；(5)严酷环境中安全使用期有保证(即耐 久性好)。高性能混凝土的定义1990年5月于马里兰州Gaithershurg城，由美国 国家标准局(NIST)

5、和混凝土学会(ACl)主办的 讨论会上把HPC定义为具有所要求的性质和匀 质性的混凝土，而靠用传统的组分、普通的拌 合、浇注与养护方法不可能制备出这种混凝土 。例如，这些性能包括：易于浇注、捣实而不 离析，高超的能长期保持的力学性能；高早期 强度，高韧性，体积稳定；在严酷环境中的使 用寿命长。高性能混凝土的特点l(1)更多地节约熟料水泥，降低能耗与环境污 染；l (2)更多地掺加工业废料为主的细掺料；l (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。l 因此，它本身就可成为绿色混凝土。高性能混凝土的性能n绿色混凝土的涵义可概括为：n (1)节约资源、能源；n (2)不破坏环境，

6、更应有利于环境；n (3)可持续发展，既要满足当代人的需求, 又不危害后代人满足其需要的能力 发展高性能混凝土的意义n传统砼的强度及性能越来越难以满足要求，同 时水泥用量太大使砼的收缩增大，易产生开裂 ；n施工要求越来越高，要求和易性好、可泵性好 ；n普通砼工程的维修费急剧增大，使用寿命受影 响；n发展HPC是保护生态环境，保证我国走可持续 发展道路的需要。高性能混凝土的方法n胶结料本身的高强化n提高胶结料与集料的界面强度n选择最合适的集料胶结料本身的高强化降低孔隙率填充料：超细粒子与聚合物辊压与加压成型提高水化物含量高性能水泥 超细掺合料 加热养护高效减水剂及高性能 水泥 超细粒子与聚合物

7、加压成型与离心成型降低水灰比降低毛细管孔隙提高胶结料与集料界面间的强度提高集料本身的粘结强度使用反应性集料提高水泥浆本身的粘结强度聚合物代替部分水泥添加聚合物超细粒子填充聚合物浸渍填充集料与水泥石之间的空隙选择最合适的集料n适宜的强度n适宜的粒径n改善胶结料的韧性：掺部分纤维n改善粒度分布级配高性能混凝土的原材料l水泥l砂石骨料l 掺合料l 外加剂高性能混凝土的原材料l水泥 C50C55HPC用425#水泥，C60C80用525# 水泥；C80以上有条件者用625#水泥. 高性能混凝土的原材料o掺合料 微硅粉(SF)，磨细粉煤灰(FA)，磨细矿渣(SG)和沸 石粉(F)是我国目前常用的掺合料，

8、可以说是配制 HPC不可或缺的一大组成。从四种掺合料来看， 应重点开发FA的应用。FA的产量大，环境污染严 重，如何有效利用FA的。关键在于建立粉煤灰生 产厂，使其成为名符其实的一种产品。当原始粉煤 灰各项技术指标达不到要求时，在磨细工艺中可掺 入各种掺合料改性，使其成为合格的产品，一种特 殊的胶结材料，象水泥一样可以在混凝土工程和 HPC工程中直接使用，改变传统的简单的废渣利 用范筹。高性能混凝土的原材料砂石骨料n砂细度模数在2.22.6之间，配制C50C60HPC， 只需合理调整砂率，并控制含泥量和有害杂质，是完 全可行的。C70以上混凝土则宜采用较粗的砂子。n石子问题，通常要求石子强度大于混凝土设计等级 的1.5倍，这对于C50C60混凝土比较容易满足。而 C70以上混凝土可适当放宽到1.35倍以上，重要的是 控制石子的粒形、级配及压碎指标，这些因素，有时 甚至比强度更突出，在配制HPC时，必须作为原材料 进场的严格控制指标高性能混凝土的性能及应用o一、新拌混凝土的和易性o二、硬化混凝土的性能1、强度：范围在60120MPa的HPC在国外 已在许多工程中应用。2、HPC的耐久性o三、高性能混凝土的应用HPC是水泥混凝土的发展方向之一。它将广 泛被应用于桥梁工程、高层建筑工业厂房结构、港 口及海洋工程、水工结构工程中。