高性能混凝土施工技术.docx

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1、10-8高性能混凝土高性能混凝十.是用现代混凝土技术制备的混凝土.它是相对于普通混凝土而言，因而它不是混凝土的一个品种，而是以广义的动态的可持续发展为战本要求并适合工业化生产与施工的混凝土的组合。高性能混凝土的基本条件是有与使用环境相适应的耐久性、工作性、体积稔定性和经济性。高性能混凝土水化硬化特点：高性能混凝土配制的特点是低水股比、掺用高效然水剂和丁物细掺料，因而改变了水泥石的亚微观结构，改变了水泥石与骨料间界面结构性质，提高了混凝土的致密性。高性能混凝土的制备不应该仅是水泥石本身，还应包括骨科的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护以及质量控制，这也是高性能混凝土有别以强度为主要

2、特征的普通混凝土技术的全要内容。10-8-1高性能混凝土原材料1.水泥并不是所有水泥都适合配制高性能混凝土，配制而性能混凝土的水泥应该有更高的要求，除水泥的活性外，应考虑其化学成分、细度、粒径分布等的影响。在选择时应考虑下述原则：（1）宜选用优质硅酸耗水泥或普通硅酸盐水泥。无论是在水泥出厂前还是在混凝土制备中掺入的矿物掺合料，都需要比水泥熟料更大的细度和更好的颗粒级配。（2）宜选用42.5级或更高等级的水泥.如果所配制的裔性能混凝土强度等级不太高，也可以选用32.5级水泥。（3）应选用CiS含量高、而QA含量低（少了8%）的水泥.OA含垃过将，不仅水泥水化速度加快,往往会引起水泥与高效外加剂相

3、互适应的问题，不仅会影响超塑化剂的减水率,更重要的是会造成混凝土拌合物流动度的经时损失增大。在配制高性能混凝上时，一般不宜选用OA含量高、细度细的R型水泥。（4）水泥中的碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配.，在含碱活性骨科应用较集中的环境卜，应限制水泥的总碱含量(Naq+0658K2,不超过0.6%(5)在充分试脸的基础上，考虑其他高性能水泥。2.外加剂用于高性能混凝土的外加剂主要是百效减水剂，其次还有缓凝剂、引气剂、泵送剂等。(1)高效减水剂高性能混凝土离不开高效减水剂。任何一种外加剂都有一个与水泥等胶凝材料适应性问题，应通过试验来确定。高效减水剂的减水率应该在20%以上，有时甚至高达

4、25%以上：普通减水剂不仅减水率低(一般10%以下)，而且掺量较低(如木钙不能超过0.3%),超过了反而有宙，而高效减水剂则可高比例掺入水泥，除经济因素外，对混凝土并无不利影响“常用的高效减水剂主要是-:聚富胺系、茶系和胺基磺酸盐系,目前国内高效减水剂以蔡系为主，产品型号有NF、UNRFDN,NSZ、DH、SN及NNO等。三聚制胺系为树脂类高效减水剂，产品型号有SM、JZB-1、SP4()1等.胺基横酸盐系有AN3(XX),DFS-II等。为了改善高效减水剂的性能，降低成本，常常将高效减水剂与缓涨剂一起使用。通过优化各外加剂的比例和掺量,可以获得改善混凝土强度增长性痂，改善拌合物工作性和减少流

5、动性经时损失。IT前我国生产的高效减水剂产品多是这样发合配制而成的，有时在或合配制时掺入“载体”以降低成本，如此对配合比设计带来麻烦0建议选购合适的高效减水剂母体，再根据性能要求和所用原材料进行试配。即使同为蔡系富效减水剂，不同生产厂家使用的原料和工艺也不尽相同，这更提出了注重现合配制和试配的重要性。(2)其他外加剂在高性能混凝土中，为了改善拌合物及硬化后混凝土的性能，常常也引入一些其他的外加剂，如凝剂、引气剂、防冻剂、泵送剂等。预拌混凝土的大量使用，常常需要调剂混凝土拌合物的凝结时间，在受季施工以及大体积混凝土施工中更为突出，往往需要更合使用缓假剂。缓凝剂的缓凝效果和水泥组成、水胶比、缓凝剂

6、掺入瞅序、外界环境等有活性可以得到很好激发，混凝土多项性能得到改善和提高，成为配制高性能混;疑土的重要技术途径之在配制而性能混凝土时，靖细矿渣的适宜掺量随旷泄细度的增加而增大，最高可占胶液材料总量的70%。矿渣磨得越细，其活性越高，但粉磨费用也越高，与粉煤灰相比，其早期活性明显较高,7d强度可赶超对比普通混凝土,而后期强度继续增加。（3）超细沸石粉用于高性能混凝土的细沸石粉，与其他火山灰质掺合料类似，平均粒径V1.OPm,具有微填充效应与火山灰活性效应。因而能降低新拌混凝土的泌水与离析，提高混凝土的密实性，使强度提高，耐久性改善。细沸石粉的细度与掺域对混凝土性能具有明显影响。在一定的细度范围内

7、增强效果提高，但过细时强度反而有所降低。掺量以5%IO%为宜。超细沸石粉配制的高性能混凝土，还具有优良的抗港性和抗冻性.时混凝土中的碱骨料反应有很强的抑制作用。但是这种混凝土的收缩与徐变系数均略大于相应的普通混凝土。（4）硅粉硅粉最主要的品质指标是SiO?含量和细度.SiO?含量越而、细度越细其活性率越高。以10%的硅灰等量取代水泥，混凝土强度可提高25%以上。灰掺量越高，需水量越大，自收缩增大。研究发现,在混;疑土中掺入Ikg硅粉后，为保持其流动度不变，一般需增加Ikg用水量。因此一般将硅粉的掺量控制在5%10%之间，并用高效减水剂来调节需水量。在我国因硅粉产址低，价格高，出于经济考虑，一般

8、混凝土强度高T80MPa时才考虑掺用硅粉。硅粉常常与粉煤灰、矿渣细粉或其他掺合料共掺，以发挥它们的叠加效应，是目前配制高性能混凝土常用的方法。（5）其他掺合料除了上述常用的掺合料以外，还可根据高性能混凝土的设计要求与资源条件，选用其他掺合料.如：磨细石灰石粉、石英砂粉、稻壳灰、凝灰岩粉、偏裔岭上细粉、璘渣粉、锂渣粉，以及其他一些具有一定化学反应性的细掺料。开发应用这些细掺料还需要进行大量的忒验研究工作。4.骨料高性能混凝土对骨料的外形、粒径、级配以及物理、化学性能都有一定要求，但砂石乂是地方性材料，在满足基本性能的条件下应因地制宜地选择。随着配制混凝土强度等级的提高，f1.料性能的影响将更为显

9、著。（1）粗骨料天然岩石一般强度都在8O15OMPa,因此对/C40C80而性能混凝十.，最更要的不是强度，而是粒形特征、品种、级配、粒径以及碱活性等。品种：应选择质地坚硬未风化的岩石，如石灰岩、辉绿岩、玄武岩等。石的密度越大，吸水率越低，压碎值越小，其力学性能往往越好。箱形与级配：配制高性能混凝土应选用针片状含量少的石子，针、片颗粒骨料不但降低混;疑土的流动性，而I1.因其内部缺陷降低强度o石子具有良好的级配，才能使骨料堆枳密度增大，用于填充空隙的砂浆量减少，有利于混凝土体积稳定的提高，配制高性能混凝土应采用石子的连续级配，不宜在砂石场将其中粒径小于IOmm的石子分离出去,在含泥量（包括含粉

10、量）满足要求的前提下，对于中、低强度的混凝土，使用卵石与碎石没有明显差别，但随若强度等级的不断提高，界面粘结性能成为控制因素，使用碎石或碎卵石优于卵石。粒径：高性能混凝土应选用粒径较小的石子.小粒径的石子，水泥浆体和单个石子界面周长和厚度都小，形成缺陷的几率小，有利于界面强度的提高。同时，粒径越小，石子本身缺陷几率越小。在水股比相同的情况下，石子粒径越小，渗透系数也越小。当然石子粒径也不是越小越好，要同时满足强度和施工性能的要求，高性能混凝土石子的合理的最大粒径见表10-90.高性能混凝土石子的合理的最大粒径表I（MX）覆度等级石子最大粒径（mm）C50以下按施工要求选择CM)W20C70W1

11、.SC80IO粗骨料的品种和弹性模量对混凝土的弹性模量有较大影响,在配合比相同的情况下，石灰岩和辉绿岩配制的混凝土弹性模量而于花岗岩、砂岩配制根凝土的抑性模量。（2）细骨料高性能混凝土的细书科宜优先选用细度模量为2.63.2的天然河砂，同时应控制砂的级配、粒形、含杂质量和石英含量。级配曲线平滑、粒形圆、丁英含Si高、含泥员和含粉细颗粒少为好，避免含有泥块和云母.当采用人工砂时，更应注意控制砂子的级配和含粉量。如砂子中含有超量石子，不再另行筛分，则应及时调整粗、细骨料比。10-8-2高性能混凝土配合比设计原则高性能混凝十.配合比设计不同于普通混凝土配合比设计。至今为止，还没有比较规范的高性能混凝

12、上配合比设冲方法，绝大多数富性能混凝上配合比是研究人员在粗略计算的基础上通过试验来确定的。由于犷物细掺合料和化学外加剂的应用，混凝土拌合物组分增加r,影响配合比的因素也增加r,这又给配合比设计带来一定难度，这里仅参照部分研究人员的试验结果，提出高性能混凝土配合比设计的些原则。高性能混凝土的配合比参数主要有水胶比、水胶比确定下的浆竹比、水胶比和浆骨比确定卜的砂率和高效减水剂、矿物掺合料的种类及用量。高性能混涨土配合比设计的任务就是正确地选择原材料和配合比参数，使其矛盾得到统一，获取经济、合理的高性能混凝土。1 .水放比低水胶比是高性混凝十的配制特点之一.高性能混凝十的水股比一般不大于0.40o高

13、性能混凝土的强度与水胶比的关系是一条曲线，水胶比越小，矿物细掺合料的“微粒效应”曲线越陡，其斜率越大。但是具体的斜率和截距，由于受原材料和试脸水平的影响，尤其是受矿物掺合料种类和用量的影响，差异很大，因此水胶比在很大程度上仍主要凭经验经试配确定。2 .股骨料比胺-骨科比主要影响混凝上的工作性，在一定程度上还影响强度、弹性模星、干缩和徐变，因而也影响耐久性，根据经验，高性能混凝土中胶凝材料总用量以不超55O6(X)kgm3为宜,并随混凝土强度等级的下降而减少,胶-骨料比35：65左右为宜。胶凝材料中水泥用量也应尽量减少，用矿物细掺合料部分取代，以减少混凝土的温升和干缩，提高抗化学侵蚀能力,增加密

14、实度,并降低造价。矿物细掺粉用量应根据混凝土的设计要求与结构的工作环境通过试验加以S3-30.34221567.058.141.7S3-40.34624068.661.842.4S2-50.35021572.061.840.7拈性大S2-I0.26341.573.4S2-20.26386.072.6S2-30.26424.572.4S2-40.26464.575.9S2-50.26503.075.2S4-10.43415550.7离析、泌水S4-20.43818057.3梢离析S4-30.44220()58.4S4-40.446190553将黏S4-50.45014061.9范性大由表10-9

15、2可见，水灰比很低(W/C为0.26)时，砂率对强度的影响不大.砂率过大时，会影响混凝土的弹性模量，故应对石子的最低用量加以限制。砂率的选择可用砂石混合料的空隙率最小来计算。方法是以不同砂率从37%48%和石子充分混合后，分三次装入一个I52O1.的不变形的钢筒中，在振动台上振动至试料不再卜沉，刮平表面后称量，重量最大的对应的就是最佳砂石混合比。PO=()Vo(kgm5)(1363)式中0最大称量(kg)：Vff一一钢筒体积(n。)：Po砂石混合料最佳密度(kg/n?)。最佳空隙率为=(PP。，P(10-64)式中P-砂石混合料表观密度殷取2.65gCm3最优约等下16%,一般为2O%3O%,此时相对应的砂率，暂定为最佳砂率。实际最佳砂率应同时考虑密实度和流动性两个因素。实际砂率的选择可用砂浆富裕系数来计算。计算的原则是用砂浆填充石子空隙并保证一定的富裕量(计算时乘以砂浆富裕系数)即：m