高性能混凝土

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高性能混凝土范文第1篇

关键词：高性能混凝土；耐久性；体积稳定性

中图分类号：TU375 文献标识码：A

一、高性能混凝土产生的背景

混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

二、高性能混凝土原材料及其选用

1.水泥。

在配置高性能混凝土配合比时，我们一般选用普通硅酸盐水泥,这是为了有效控制混凝土的质量并发挥矿料的作用。应尽可能选择那种水化速度较慢，水化发热量较小的水泥。选择水泥时不能以强度作为唯一指标，不能以为强度高的水泥就一定好。

2.骨料。

（1）细集料。宜选用质地坚硬、洁净、级配良好的天然中、粗河砂,其质量要求应符合普通混凝土用砂石标准中的规定。

（2）粗集料。高性能混凝土必须选用强度高、吸水率低、级配良好的粗集料。宜选择表面粗糙、外形有棱角、针片状含量低的硬质砂岩、石灰岩、花岗岩、玄武岩碎石,级配符合规范要求。另外,粗集料还应注意集料的粒型、级配和岩石种类,一般采取连续级配,其中尤以级配良好、表面粗糙的石灰岩碎石为最好。

3.细掺合料。

配制高性能混凝土时,掺入活性细掺合料可以使水泥浆的流动性大为改善,空隙得到充分填充,使硬化后的水泥石强度有所提高。常用的活性细掺合料有硅粉(SF)、磨细矿渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。

4.外加剂

外加剂对混凝土具有良好的改性作用，掺用外加剂是制备高性能混凝土的关键技术之一。在混凝土中合理掺加具有减水率高、坍落度损失小、适量引气，质量稳定的外加剂产品能明显改善或提高混凝土耐久性能。

5.矿物掺合料。

(1)粉煤灰,粉煤灰的水泥取代率对强度影响显著,较好的早期强度和后期强度的水泥取代率应小于10%。

(2)硅粉，。硅灰对提高混凝土抗化学腐蚀性有显著效果。

（3）磨细矿渣粉。矿渣的掺量要适度，一般在10～25之间。

6.拌合用水

如果使用符合国家标准的饮用水作拌合用水可不经检验，使用其他来源的水作拌合用水时，水的品质要经检验，符合标准才能用于混凝土。

三、配合比设计的基本原则和控制要点

1.设计思路有很大区别

在以往的配合比设计方法中，是按混凝土的强度等级要求计算水灰比，而现在则是按耐久性的要求，首先根据环境作用等级确定电通量指标，由此来选择水胶比、控制胶凝材料最小用量以及掺和料的比例。由于客专隧道的衬砌和仰拱设计强度等级为C30或C35，一般来说，为满足电通量要求和水胶比限值要求，混凝土的强度一般都是超强的。

2.胶凝材料用量及粉煤灰所占比例

在进行配合比参数设计时，为保证混凝土的耐久性，混凝土中胶凝材料总量应处在一个适宜范围内，不仅有最低限要求，同时，对于C30及以下混凝土，胶凝材料总量不宜高于400kg/m3，C35～C40不宜高于450kg/m3。铁路客运专线大力提倡使用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和料，与普通硅酸盐水泥一起作为胶凝材料。使用粉煤灰等矿物掺和料，是为了混凝土耐久性的需要，特别是可以有效改善混凝土抵抗化学侵蚀的能力。国内外的大量研究表明，粉煤灰的掺量在20%以上时，改善混凝土耐久性的效果较佳，更有研究资料表明，粉煤灰的最大掺量可达到50%左右。在《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》中明确规定，一般情况下，矿物掺和料掺量不宜小于胶凝材料总量的20%，当大于30%时，混凝土的水胶比不得大于0.45。

3.含气量的要求

含气量的要求也是客运专线高性能混凝土与普通混凝土的重要区别之一。客运专线规定，即使配制非抗冻混凝土时，含气量也应不小于2%，并且作为施工质量控制的必检项目之一。

4.电通量指标

混凝土的电通量主要取决于水胶比，通过大量试验得到规律，一般水胶比小于0.5时基本可满足电通量小于2000的要求，水胶比小于0.45时基本可满足电通量小于1500的要求。

四、高性能混凝土的特点

（一）高耐久性能

高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性, 而耐久性则取决于抗渗性;抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面结构有关。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂,其水胶比很低(≤0.38),水泥全部水化后,混凝土没有多余的毛细水,孔隙细化,最可几孔径很小, 总孔隙率低;再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后,混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低,而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔结构, 使其≥100μm的孔含量得到明显减少,矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的早期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱- 集料反应、抗硫酸盐腐蚀,以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。

（二）高工作性能

高性能混凝土具有良好的流变学性能, 高流动性,不泌水,不离析,能在正常施工条件下保证混凝土结构的密实性和均匀性,对于某些结构的特殊部位(如梁柱接头等钢筋密集处)还可采用自流密实成型混凝土,从而保证该部位的密实性,这样就可以减轻施工劳动强度,节约施工能耗。

（三）高强及体积稳定性

高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性, 低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。虽然高性能混凝土的水灰比比较低, 但是如果将新型高效减水剂和增粘剂一起使用, 尽可能地降低单方用水量, 防止离析,浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护, 避免太阳光照射和风吹, 防止混凝土的水分蒸发, 这样高性能混凝土早期开裂就会得到有效的抑制。高性能混凝土有着良好的物理力学性能，且具有较高的强度和体积稳定性。

（四）其它

高性能混凝土具有较高的韧性和长期的力学性能稳定性。高性能混凝土的高韧性要求其具有能较好地抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力,混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。高性能混凝土比掺加了硅粉的普通混凝土在用量上得到了显著降低, 这对于大体积混凝土的温控和防裂十分有利。高性能混凝土长期的力学稳定性要求其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性能保持稳定。

五：结束语：

文中提出的设计方法具有准确、简捷、适用范围广及程序化的特点，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性、力学性及耐久性。如今我国高性能混凝土发展形势一片良好，但是要使高性能混凝土在建筑工程中推广使用还需一个认识和实践的过程。随着我国建筑基础建设的不断增强，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。

参考文献：

[1] 吴中伟.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.

高性能混凝土范文第2篇

【关键词】高性能；混凝土；性能；评价

人们对混凝土耐久性的追求已越来越主动和自觉，甚至超过了过去对混凝土强度的追求，于是以高耐久性为核心内容的高性能混凝土便应运而生了。高性能混凝土的性能可分为混凝土拌和物性能和硬化后混凝土物理力学性能。

1 高性能混凝土拌和物性能及其评价

1.1 坍落度和坍落扩展度试验

混凝土坍落度是评价混凝土工作性的常用方法，同样也可以用于初步评价高性能混凝土的工作性。但是单靠坍落度不行，还应加坍落扩展度来评价混凝土拌和物的流动度。这种做法的合理性可以从流变学的角度得到充分阐述。坍落度和坍落扩展度试验影响因素较大，如铁板水平度和表面的含水量、坍落度筒上提的速度和垂直度、扩展度测量时间、扩展的均匀程度等因素有关。但坍落度试验简单易行，而且从坍落扩展的过程中，可以目测混凝土拌和物抗离析能力，故坍落度和坍落扩展度试验可作混凝土拌和物初步评价。

1.2 流动性试验

用L形流动仪做流动性试验克服了坍落度试验的不足，受人为因素影响较小，是衡量流动度的一个较理想的方法。试验时把L形流动仪置于水平位置，混凝土拌和物装入左侧箱内，用抹刀抹平后上提隔板，量取2min混凝土流动的长度和坍落高度。

1.3 充填性试验

对于免振捣自密实混凝土，充填性是混凝土拌和物的一个重要指标。它能够衡量混凝土拌和物能否通过钢筋稠密区，自动充满整个模腔。

用U形仪做混凝土拌和物充填性试验是被实际证明评价混凝土拌和物充填性最有效的方法。U形仪分左右两腔，中间有距底板一定距离并设有一定间距的钢筋的隔板分开。试验时用挡板挡住间隙。将混凝土装入左侧箱内，装满后上提起挡板混凝土拌和物从底部间隙流过，测量2mim时两侧混凝土的高差。

1.4 抗离析性能试验

混凝土拌和物抗离析性能可以通过．U形仪试验后左右两腔粗骨料的含量来判别。如果混凝土拌和物抗离析性能欠佳，先装入的那一腔混凝土粗骨料会下沉，左右两腔混凝土的粗骨料相对含量就会有较大差别，这样就能判别混凝土拌和物的抗离析性能。

1.5 模型试验

模型试验是模拟实际工程中钢筋最密集部位或间隙最小部位，制作模拟试验模型，进行验证性试验。模型试验可以是与现场条件完全一样的模拟试验，根据不同情况，也可以作与实际尺寸不一样的模型。

2 硬化后高性能混凝土物理力学性能及其评价

硬化后高性能混凝土的物理力学性能可分为力学性能、体积稳定性和耐久性。

2.1 力学性能

在混凝土中掺入超细矿物掺和料，不但对混凝土有增密作用，而且还能与界面上的Ca(OH)：进行二次反应，生成难溶的水化硅酸钙凝胶，沉积在界面的孔隙内，降低Ca(OH)。的富集及定向排列，从而提高界面强度；同时，还有利于提高混凝土的抗渗性。

2.1.2 试件尺寸效应

影响强度尺寸换算系数的原因很多，其中试模的尺寸精度对混凝土强度的影响最大，尤其是高强混凝土对强度的影响因素更敏感。我国的试模，大多是个体企业生产，产品很不规范。在混凝土试模标准未颁布以前，全国除少数国营企业生产的150mm×l50mm×150mm的新试模符合现行标准外，大多数新试模都不符合标准要求，而且少数国营企业生产的符合要求的试模因价格高而无人问津。而100mm×100mm×100mm的三联试模，因刚度较大，合格率大大高于前者。我们认为高强混凝土强度换算系数低的原因是由于试模不标准所引起的。根据我们的试验在一切符合标准条件的前提下，高强混凝土的强度换算系数有偏大的趋势。

2.1.3 试验机刚度

有试验表明压力试验机的刚度，对测试高强混凝土的强度有显著的影响，当混凝土强度越大，试验机的刚度对其影响也越大。从国外的试验数据看，试验机的刚度越大，试验数据的波动也越大，很难得出一个定量的结论。从我国使用的试验机来说，试验机的刚度越大，得到的强度就越低。

2.2 体积稳定性

影响高性能混凝土体积稳定性的主要因素是外加剂品种、水灰比和粗集料、水泥用量以及掺和料品种和掺量，这里着重粗集料含量、掺和料品种和掺量对高性能混凝土体积稳定性的影响。

粗集料的含量对混凝土的收缩影响很大，用Hobbs模型就可以较好地说明这个问题。Hobbs模型把混凝土看作两相即砂浆相和粗集料相。在高性能混凝土中，掺入一定量磨细掺和料，可以达到改善混凝土的收缩性能。是不同粉煤灰掺量的混凝土收缩曲线，粉煤灰掺量由20％增加到47％，混凝土的收缩减少了50％以上。硅灰对混凝土强度的贡献很大，然而单掺硅灰，混凝土会产生很大的收缩，单掺硅灰，其掺量不应超过10％，而且水灰比不应低于0.23，根据有关试验研究报道，在水胶比很低的情况下，单掺硅灰的混凝土仍然会产生很大的收缩。对于大体积混凝土，混凝土中心类似处于绝热状态，会因水泥水化放热而使混凝土内部温度上升。混凝土外部散热较快时，就可能造成内外温差而产生温差应力，引起混凝土开裂。这是影响混凝土耐久性的重要因素之一。

2.3 耐久性

在严寒地区，混凝土受冻融循环的作用而破坏。冻融循环常常伴随着其他有害介质如氯离子、硫酸根离子的侵蚀。因此抗冻性可间接地反映混凝土抵抗外界有害介质侵蚀的能力，被认为是混凝土耐久性指标之一。混凝土的各种破坏，几乎都与水的渗透有关。高性能混凝土具有很高的密实度，用现行的压力透水法是无法评价其渗透性的。当硅酸盐水泥混凝土处在有侵蚀性介质的环境中时，侵蚀性介质会与水泥石中的Ca(OH)2和C-S-H的水化物发生反应，逐渐使混凝土破坏。当混凝土中使用含活性SiO2的集料时，磨细矿物掺和料对碱一集料反应也有抑制作用。

3 结束语

高性能混凝土是对传统混凝土的重大突破,是一种环保型、集约型的新型材料.在节能、节料、工程经济、劳动保护以及环保等方面都具有重要意义。

参考文献

高性能混凝土范文第3篇

关键词：高性能混凝土 耐久性 研究

随着经济的发展，人们对建筑结构的要求不断提高，建筑工程技术也在迅速的更新、进步，建筑高度越来越高、结构体系越来越复杂，对混凝土的要求也越来越高，因此高性能混凝土的应用越来越广泛。高性能混凝土的耐久性也成了人们考虑的重点之一，文章从高性能混凝土与普通混凝土的区别入手，分析了影响高性能混凝土耐久性的因素，并提出了提高高性能混凝土耐久性的措施，以供同行参考。

耐久性指的是混凝土结构在正常使用过程中，受到外部环境及内部因素的作用下，仍然能保证其工作性能的一种特性，也就是说在设计使用寿命内，抵抗外部影响因素及自身产生的破坏的一种功能。耐久性是一项综合，包含很多方面的内容，比如抗冻性、抗侵蚀性、抗渗性、抗碳化等，其中任何一项都性能都决定着混凝土耐久性。

1 高性能混凝土与普通混凝土的区别

高性能混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的一种高技术混凝土，耐久性是其主要的设计指标。高性能混凝土与普通混凝土主要存在以下四个方面的区别。①特征指标不一样。普通混凝土最基本的特征指标是强度，而高性能混凝土的首要特征指标是耐久性，另外，还同时兼顾强度、体积稳定性、工作性能等。②材料组成不一样。众所周知，普通混凝土主要的组成材料为：水泥、粗骨料、细骨料、水，而高性能混凝土则增加了矿物掺合料与化学添加剂。③水胶比不一样。普通混凝土的水胶比一般控制在0.4～0.8，而高性能混凝土的水胶比要求小于0.38，有的甚至达到0.2或者更小。④微观结构不一样。普通混凝土中的毛细孔体积占的比例高，混凝土密实性较差，而高性能混凝土由于水胶比小，又掺合了超细粉料，因此，毛细孔的数量大大减少，密实程度也大大的提高。

归根结底，高性能混凝土与普通混凝土的区别还是在于二者的配合比不同，配合比设计的好坏直接关系到高性能混凝土的耐久性及其工作性能。

2 耐久性的影响因素分析

由于高性能混凝土的耐久性包含多方面的内容，本文仅对其抗渗性、抗碳化性、抗冻性及抗侵蚀性进行粗略的分析。

2.1 抗渗透性

实践证明，混凝土的耐久性与其抗渗性有很大关系，抗渗性是评价混凝土耐久性的重要指标之一。抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。其抵抗水侵入混凝土内部的能力越强，表明其抗渗性越好。而在实际大气环境中，环境水都含有大量的腐蚀性物质，当这些物质进入混凝土内部将造成混凝土腐蚀及钢筋锈蚀，严重影响了混凝土的耐久性。

2.2 抗碳化性能

混凝土碳化指的是混凝土中的水化产物与空气中的二氧化碳发生化学反应，生成碳酸盐的现象。碳化将导致混凝土强度、结构等发生变化，尤其是大大降低了混凝土的PH值，导致钢筋腐蚀，从而严重影响到钢筋混凝土结构的耐久性。

混凝土本身的密实程度及碱性储备的大小直接影响到其抗碳化性。也就是说，混凝土的密实程度高，孔隙率小、抗渗性能强，碱性物质的含量大，那么混凝土的抗碳化性能也就强，耐久性也就好；反之，则差。

2.3 抗冻性

抗冻性指的是混凝土在水饱和的状态下承受反复冻融循环作用而仍然能保持其工作性能，不被破坏的功能。寒冷地区，往往由于冻融的影响，从而导致混凝土的性能降低，甚至破坏。抗冻性因可以间接的反映出混凝土的抗渗性及抗冰晶压力的能力，也是作为评定混凝土耐久性的重要指标。

由于在温度极低的环境下，混凝土毛细孔内的水结冰，体积膨胀而产生压力；其余的水则流向附近的毛细孔内，水在流动过程中，产生水压力；在膨胀力及水压力的作用下，混凝土结构破坏，我们将这种现象称为混凝土的冻害。冻害除了会导致混凝土的结构组织劣化，还将会造成混凝土构件表面剥落与开裂。混凝土是硬化后的水泥浆与骨料组成成的含有脉细孔的材料。水胶比的大小决定了其孔隙率的大小及毛细孔的多少。因此，水胶比越低、养护越好的混凝土结构就越密实，其抗冻性也就越好。

2.4 抗侵蚀性

混凝土侵蚀主要是来源于环境中的Cl-与S042-。其中Cl-主要来源于外部环境（比如海水）或者是在混凝土的生产过程中参入了含有氯离子掺合料。当氯离子的含量过大时将会对钢筋产生腐蚀作用，因此，应该尽量的避免采用含有氯离子的掺合料，或者提高混凝土的碱性，都可以提高其抗侵蚀性。

混凝土硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，机理十分复杂，其实质是外界侵蚀介质中的 S042-进入混凝土的孔隙内部，与水泥石的某些组分发生化学反应生成膨胀性产物，使混凝土表层开裂或软化。 裂缝又助长了硫酸根离子的渗透，进一步加速了混凝土的破坏，使混凝土强度严重下降，耐久性丧失。 根据结晶产物和破坏形式的不同，硫酸盐侵蚀破坏可分为两种类型：钙矾石膨胀破坏和石膏膨胀破坏。

3 提高高性能混凝土耐久性的措施

3.1提高骨料质量

高性能混凝土已经成为混凝土发展的方向与趋势，而高性能混凝土的发展必须要求高质量的砂石材料作保障。若砂石材料的质量差、离散性大，那么高性能混凝土也就得不到很好的发展。

骨料的粒径、颗粒形状、表面结构与矿物成分对界面区的水泥石显微结构都有显著的影响，高性能混凝土由于其水泥石强度很高，水泥石与骨料的结合力很强，其破坏断面中的骨料几乎都遭到破坏，骨料的岩石抗压强度就成为高性能混凝土强度的一个制约因素。 在选择粗细骨料时，注意骨料的品种、表观密度、吸水率、粗骨料的强度、最大粒径、级配、体积用量，砂率、碱活性组分等。

3.2 掺入高效活性矿物超细粉

由于高性能混凝土其水胶比很小，因此，其中有一部分水泥不能水化，而只能够起到填充的作用，那么我在进行高性能混凝土配合比设计时就可以采用高效活性矿物超细粉来置换一部分水泥，这些活性矿物超细粉又可以与胶凝材料发生化学反应，其生成物对水泥石孔结构起填充作用，提高水泥石的密实度，改善水泥石与粗骨料间的界面结构，提高了混凝土的强度、耐久性以及工作性能，改善了其抗渗性、抗化学腐蚀性，可减少坍落度损失和水化放热量，减少钢筋锈蚀。目前，经常被人们采用的活性矿物超细粉主要有以下几种：优质粉煤灰、沸石粉、磨细矿渣、硅粉等。

3.3 掺入高效减水剂

在保证混凝土施工所需要的流动性的前提下，降低水胶比，尽量的减少水的用量，可以降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实度，从而提高其耐久性。使用高效减水剂便可以达到次目的，可以在保证混凝土的工作性能满足要求的同时，能够大量的减少拌合用水量。

我们又将高效减水剂称之为超塑化剂，它比普通减水剂的减水效率更高。混凝土搅拌时，将产生一种絮凝状结构，其中包裹着大量的水，从而导致了新拌混凝土的性能下降。当加入高效减水剂后，水泥和超细粉的粒子，就会吸附高效减水剂的分子，在表面形成扩散双电子层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，有效的阻止其絮凝结构的产生，可以在低水胶比的条件下，提高混凝土的流动性。许多研究表明，当混凝土的水胶比低于0.38时，便可以有效消除混凝土中的毛细孔隙，而加入高效减水剂，将混凝土的水胶比控制在0.38以下是完全可以实现的。

高性能混凝土范文第4篇

【关键词】特大桥 海工混凝土 耐久性 浅谈 应用

1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置和耐久性设计

1.1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置 陈家贡湾特大桥孔数―孔径（孔―米）为60―30m，为装配式预应力混凝土连续T梁桥，桥梁上部结构：六孔一联、全桥共十联，行车道板与桥面铺装采用剪力钢筋连接；桥梁下部结构：桥墩采用双悬臂预应力薄壁墩，墩柱为主截面3×1.5米的带竖肋矩形截面，基础采用柱式台、桩基础或重力台、扩大基础。混凝土设计强度根据不同部位在C35～C50之间。

1.2 陈家贡湾特大桥附近海域气象环境 陈家贡湾特大桥地处东亚季风比较发达的黄海之滨，受季风和海洋气候的影响，四季变化比较明显，属南温带湿润季风气候类型：夏季空气湿润，雨量充沛；冬季气候干燥，时长稍寒。多年年平均最低气温为9.1℃、最高气温为15.9℃。最热出现在八月，月平均气温为25℃，最冷出现在一月，月平均气温为-4.5℃。年平均相对湿度为72%，累年全年蒸发量平均为1462.2毫米，其中全年以五月份为最高，累年平均达到180.1毫米，一月最小，仅为54.8毫米，海区全年盐度一般在15.00～34.00‰之间变化，属强混合型海区，海洋环境特征明显。

2 提高海工混凝土耐久性的技术措施

提高海工耐久性混凝土的主要技术措施有：

2.1 海工耐久性混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和聚羧酸高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，高密实、高耐久的混凝土材料。

2.2 提高混凝土保护层厚度 这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加，当混凝土保护层过薄时，易形成裂缝等缺陷使保护层失去作用，钢筋过早锈蚀，降低结构强度和延性；当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。

2.3 混凝土保护涂层 完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触粘结的特点，其于砼粘结力不小于1.5Mpa，并且与砼表面的强碱性相适应，延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化，逐渐丧失其功效，一般寿命在5～10年，只能作辅助措施。

2.4 阻锈剂 阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜，其品质对混凝土的主要物理性能、力学性能无不利影响，从而延长钢筋混凝土的使用寿命。但由于其有效用量较大，作为辅助措施较为适宜。

4 陈家贡湾特大桥高性能混凝土原材料耐久性

4.1 试验用原材料及其物理化学性能

4.1.1 水泥 试验中采用了P.Ⅱ52.5，有关性能参数见下表。

4.1.2 高炉磨细矿渣（S95）

高炉磨细矿渣（S95）的有关性能参数见表

4.1.3 硅粉

硅粉的有关性能参数见表

4.1.4 粗骨料

混凝土配制试验用石为5～25mm连续级配碎石。

4.1.5 细骨料

混凝土配制试验用砂检验结果如表

4.1.6 减水剂

试验采用HSN-A聚羧酸高性能混凝土减水剂。

4.1.7 拌和用水

饮用水。

4.2 试验方案和主要试验方法 从高性能海工混凝土的基本要求出发，在原材料的优选试验中，以混凝土的坍落度和扩展度评价混凝土的工作性，以抗压强度等评价混凝土的物理力学性能，以混凝土的电通量和氯离子扩散系数（自然扩散法）试验结果评价混凝土的抗氯离子渗透性能，并以耐久性能为首要要求。

试验中所采用的主要试验方法有：

4.2.1 坍落度、扩展度 混凝土的坍落度、扩展度按《新拌混凝土性能试验方法》GBJ80-85测定。

4.2.2 抗压强度 混凝土的抗压强度按《普通混凝土力学性能试验方法》GBJ81-85测定。

4.2.3 混凝土的抗冻性能 试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（GBJ82-85）进行。

4.2.4 混凝土的电通量和氯离子扩散系数快速试验 NEL-PER型混凝土电通量测定仪来评价混凝土抵抗氯离子渗透能力的标准。试验仪器采用北京耐尔NEL-PER型混凝土电通量测定仪。通过在￠95×50mm的混凝土试样两端施加60V的直流电压，通过检测6hrs内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。

用RCM-DH型氯离子扩散系数测定仪测定混凝土氯离子扩散系数的试验方法，RCM法参照DuraCrete非静态电迁移原理制定，定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力，本方法适用于骨料最大粒径不大于25mm的试验室制作的或者从实体结构取芯获得的混凝土试件。将标准养护28天的混凝土试件浸泡于质量浓度为3.0%的NaCl溶液中至指定龄期后，用混凝土切割机将混凝土试件切割成直径=100±1mm，高=50±2mm的试件。将试件放入电解槽的夹具中，注入1L 0.2mol/L KOH正极溶液与1L含5% NaCl的0.2mol/L KOH负极溶液，用测试机主机电源进行电迁移过程，劈开试件，用0.1mol/LAgNo3溶液测定显色深度，最后用软件计算混凝土试件的氯离子扩散系数。

4.3 混凝土配合比设计 试验主要研究C40和C50高性能海工混凝土的性能

4.4 高性能混凝土性能试验结果及分析 混凝土的物理力学性能试验结果，常规耐久性能试验结果

高性能海工混凝土的氯离子扩散系数和抗冻性能

高性能海工混凝土与普通混凝土相比较，具有优良的工作性能、相近的物理力学性能和优异的耐久性能，尤其是其耐海水腐蚀性能，混凝土氯离子扩散系数可小于3.0～1.0E-12m2/s

参考文献：

1.江见鲸主编.混凝土结构学，中国建筑工业出版社，1998

2.袁国干主编.配筋混凝土结构设计原理.同济大学出版社，1990

作者简介：

高性能混凝土范文第5篇

关键词：高性能；混凝土；配合比；设计方法

中图分类号：TV331文献标识码： A

前言

本文对于高性能混凝土（英文简称HPC）的配合比的设计方法进行了研究和探索，对于能对配制高性能混凝土产生影响的关进因素及其控制方法，还有在其施工过程中的相关质量控制的有力而关键的措施进行了深入探讨，期待对于这些的研究能够起到抛砖引玉的作用，从而为该领域的技术提升作出一定的贡献。

1 高性能混凝土的概念和意义

作为一类新型的高技术混凝土，高性能混凝土是通过对于普通混凝土的性能的基础之上，对于现代混凝土技术的制作上进行大幅度提升和制作的混凝土。它的主要设计指标是以耐久性为其基本原则。对于不同用途而产生的不同要求，在工作性、耐久性、强度、适用性、经济性和稳定性的体积等作为性能主要的特点，加强并且重点予以保障。在配置上，高性能混凝土采用低水胶比，并且使用非常优质的原材料，还有就是一定要保证高效的外加剂和矿物细掺量的足够数量的掺入。

2 高性能混凝土独特的性能特征

和普通的混凝土相比起来，高性能混凝土具有一些独特的优势和性能，这就是以下要分析的内容：

（1）具有高抗渗能力和相当的强度，但是高性能混凝土不一定就是高强度的，低和中强度的也可以。

（2）具有良好的工作性是高性能混凝土的又一主要特征。混凝土的拌合物，要求具有比较高的流动性，并且在成型的过程中不离析和不分层，非常易于充满模型；自密实混凝土和泵送混凝土都具有非常良好的自密实性能和可泵性。

（3）高性能混凝土的使用寿命，一般比较长久。在一些特殊护理工程中的特殊位置，耐久性才是对于结构设计进行控制的主因素，而不是人们一般认为的混凝土的强度。高性能混凝土应用的主要目的，就在于它们能使混凝土的结构安全，非常可靠的达到50～100年以上，这个作用非常了不起。

（4）具有比较高的体积稳定性是高性能混凝土具有的又一重大优势，这就体现在其硬化初期，混凝土就有着比较低的水化热，在硬化的后期则收缩变形会比较小。

总体来说，能够对于施工工艺要求和结构功能要求进行更好的满足的混凝土，就是高性能混凝土。它能对于混凝土的使用寿命进行最大程度和限度的有效延长，从而对于工程的造价进行大力降低和缩减。

现代科技和生产的快速发展，各种类型的较高、较长并且超级大型的混凝土的构筑物，还有一些在非常严酷环境下要使用到的重大的混凝土结构一高层建筑和跨海大桥等，都属于这个范畴。这些不断增加的建筑需要，并且施工的难度非常大、环境又十分险恶，维修起来更是困难重重，这对于混凝土来说要求更高，要求施工的性能不但要好，尽量对于浇筑不产生一些不利和消极的缺陷影响，而且更加要求其使用寿命要长，耐久性要非常好。

3 高性能混凝土配比的设计原则分析

对于高性能混凝土来说，其配合比设计要比普通混凝土重要多了。因为它有传统混凝土所没有的低水胶比和总用水量。所以，高性能混凝土的配合比的设计，一定要对于其耐久性和强度进行充分考虑，并且综合原材料的用水量、砂率、水胶比和性能等各类因素，并且遵循和秉持综合设计来作为基本原则进行展开。

3.1对于配置强度原则的确定

因为要以强度为要求进行满足为出发点，混凝土的试配强度，一般必须比设计强度要高。我国目前对于高性能混凝土的配合比的确定，其中的预期抗压强度的标准依然以《普通混凝土配合比设计规程》中的规定为蓝本和依据。在没有标准差数值和可靠的强度统计数据的时候，对于配制混凝土的强度的标准，至少不能比设计强度的1.15倍还要低。

3.2对于适度的水胶比的确定

制备高性能混凝土的一个重要的前提条件，就是比较低的用水量和相对高的水泥用量，但是超过临界值的水泥用量，不一定就能对抗压强度的提高非常有利，甚至还会产生降低强度的反作用。如果要用到液体外加剂，在水胶比重就应当对于高效减水剂中的水进行充分而适当的考虑。

3.3对于低用水量原则的坚持

对于高性能混凝土工作性的条件，应当予以很好的满足。同时，需要对于用水量进行最大限度的减少，从而对于混凝土的干缩起到一定的抑制作用，并且对于水泥石界面和骨料的粘结力，以及混凝土和钢筋之间的握裹力产生相对的作用。

3.4掌握适当的砂率也非常重要

对于混凝土的工作性有重要影响的就是砂率。比起中低强度等级的混凝土来说，高性能混凝土的粗谷料的用量更加多一些。水胶比不同的情况下，高性能混凝土的最优砂率也不尽相同。在一般情况下，要使强度能呈现增长的态势，就必须增加混凝土的砂率，弹性模量也能因此而呈现出下降的趋势。这个砂率的配比控制，需要根据粗细骨料的颗粒级配、胶凝材料的总用量和泵送的要求等这些系列因素，从而做出选择和决定。

3.5把握好掺合料用量和高效减水剂的优化原则

对于掺合料和高效减水剂来说，它的优化原则包含了两个含义：①掺合料和高效减水剂用量的优化；⑦对于不同的掺合料的用量进行的优化。因为相对比较低的化学活性，粉煤灰对于混凝土初期的强度影响，一般比较大，在掺量比较高的情况下更是如此。为了对于这个缺陷进行相应的弥补，对于粉煤灰加入之后，就要在复合活性比较高的超细矿的渣粉，从而对于火山灰效应进行相应的提高，并且对于体系里的微粒之间的化学诱导和交互进行有效的激发，这样也能对于分体的化学活性进行相应的提高。对于矿渣粉和粉煤灰进行复掺后，有一定的互补作用到混凝土的强度上，从而产生出其他的单一材料所无法达到和具有的优良效果，并且能够发挥出更大的优势效果来。

4 对于高性能混凝土配合比设计方法的探究

因为对于其性能产生影响的因素比较多，所以高性能混凝土的组分也十分复杂。在目前对于其理解还存在一定的差距的情况下，对于它的配比也就没有相应统一而且成熟的方式方法。国内外在该领域的研究，大致分为以下几类：

4.1美国混凝土协会的方式

美国混凝土协会提出的方法是，对于掺粉煤灰的高强混凝土进行相应的优化和配合比的设计的方案。这个方法对于普通容重的非引气混凝土非常适用，一般在一些不同胶凝材料的用量和比例进行试验和采用，从而最终获取最佳的配合比来。

4.2法国国家路桥试验室的方式

因为对于高性能混凝土的研究，法国路桥中心已经处于世界前沿地位。他们的配合比设计方法以大量在模型材料上进行的试验，并且用胶接料浆体来进行相应的流变试验，同时用砂浆来进行需要的力学试验，这个模式对于配合比设计的过程中所需要的试验次数和时间，都进行了极大的压缩，并且收到了非常好的效果。

此外，还有包括英国的Domone PLI等方法、Aitcin PC和Mehta PK方法、保罗米修正法、全计算法和其他类型的设计方式，各自呈现不同的特点，在此不再进行一一赘述。

5 结束语

从目前配合比设计方法的研究现状来进行分析，高性能混凝土的相关知识和实践还基本上停留在理论研究和实验室的阶段，对于这些的研究还应该进一步深入和系统的进行分析和总结。针对高性能混凝土在生产过程中影响质量的因素多和组分比较多等问题，通过计算机语言的采用和有关的数学模型的建立，就能够对于其配合比的优化设计进行很好的实现。虽然会存在因为没有充足的现存数据量而导致了一定的实用局限性，计算机的大力发展和在此领域的应用填补了这个缺憾，也成为高性能混凝土配合比设计的一个重点发展方向，追求环保节能是整个行业发展的大趋势，希望高性能混凝土也能走上这条绿色可持续发展的道路上来。

参考文献

[1] 张福锋. 高强、高性能混凝土的生产及其施工质量管理[J]. 科技创新导报. 2009(01)