高性能混凝土和高强混凝土专题培训课件.ppt

高性能混凝土和高强混凝土高性能混凝土与高强混凝土的概念

一高性能混凝土1990年5月美国国家标准与技术研究院（NIST）与美国混凝土协会(ACI)首先提出高性能混凝土这个名词，认为高性能混凝土是同时具有某些性能的均质混凝土，必须采用严格的施工工艺与优质原材料，配制成便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高，并具有韧性和体积稳定性的混凝土；特别适合于高层建筑、桥梁以及暴露在严格环境下的建筑物。二高强混凝土一般认为，强度等级不低于C60的混凝土即为高强混凝土。由于这类混凝土有别于C60以下的普通混凝土，其原材料选择和施工质量控制更为严格，而且受压破坏表现出更大脆性，因而在结构计算和构造方法上与普通混凝土也有所差别。通常还将强度大于C60的混凝土称为超高强混凝土。高性与高强的区别把高强混凝土混同于高性能混凝土，不仅仅是定义上的问题，值得探讨的是：(1)高强混凝土必然具有良好的耐久性。(2)高性能混凝土必需具有高强度。美国教授P.K.Mehta早在1990年就提出：“把高强混凝土假定为高性能混凝土，严格地说，这种假定是错误的。”我国已故的吴中伟院士也在1996年提出：“有人认为混凝土高强度必然是高耐久性，这是不全面的，因为高强混凝土会带来一些不利于耐久性的因素……高性能混凝土还应包括中等强度混凝土，如C30混凝土。”1999年又提出：“单纯的高强度不一定具有高性能。如果强调高性能混凝土必须在C50以上，大量处于严酷环境中的海工、水工建筑对混凝土强度要求并不高(C30左右)，但对耐久性要求却很高，而高性能混凝土恰能满足此要求。美国学者VirendraK.Varma最近也撰文认为，应该把高性能混凝土与高强混凝土有所区分。从材料的”性能“的含义而论，既包括力学性能的概念，也还包括了一些非力学性能的概念，如高填充性、不离析、抗渗性、抗侵蚀性、体积稳定性等等。因此，混凝土的技术进步不能以高强为目标，而应是高性能，单纯以高抗压强度来表征混凝土的高性能是不确切的。而高性能混凝土应根据工程建筑的要求来确定，包括不同强率等级的高性能混凝土，如普通强度的高性能混凝土、高强高性能混凝土。(3)提高混凝土耐久性的技术途径
如前分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型工作困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前减少孔隙率的途径往往是掺入高效减水剂。
a.掺入高效减水剂

b.掺入高效活性矿物掺料

c.消除混凝土自身的结构破坏因素

d.保证混凝土的强度
(4)结论
高性能混凝土在配制上的特点是低水灰比，选用优质原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物集料和高效减水剂，减少水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。
混凝土工程的超耐久化，并不意味混凝土成本一定增加，甚至还可能导致成本的降低。例如，应用耐久性高的高性能混凝土，由於强度提高，结构造价降低；又如掺入粉煤灰等工业废料取代部分水泥，可以降低混凝土材料成本。高强混凝土的配制
一．原材料1.水泥因选用质量稳定强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。2.骨料细骨料的细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%，其他质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。对强度等级为C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于31.5mm，对强度等级高于C60级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于25mm；针片状含量不宜大于5.0%，含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%，其它质量指标应符合现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》的规定。3.高效减水剂高效减水剂减水效果显著，可降低水灰比，并大为改善工作性。但是在选用减水剂时必须注意与水泥的适应性问题。4.活性掺合料活性掺合料主要有粒化高炉矿渣粉煤灰硅灰等。这些活性掺合料的掺入与水泥的水化产物发生二次水化反应生成具有水硬性的胶凝物质，填充在水泥石以及过渡区的空隙内，起到强化过渡区改善水泥石结构提高密实度的作用。
二．配合比设计高强度混凝土配合比的计算方法和步骤详见指南《混凝土配制强度的确定》3高性能与高强混凝土在性能上尚存在的问题及其改善的途径
配制高性能混凝土的特点是低水胶比并掺有足够数量的矿物细掺合料和高效减水剂，从而使混凝土具有综合的优异的技术特性，但由此也产生了两个值得重视的性能缺陷：
（1）自干燥引起的自收缩
近年来，国外许多学者发现高强混凝土、高性能混凝土存在早期收缩开裂的问题。其原因是由于在低水灰比或水胶比并掺入较多的具