高性能混凝土及其应用

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1、高性能混凝土及其应用内容摘要：混凝土材料，被认为是耐久性最好的传统建筑材料，在我国工程建设中应用极其广泛。据报道，我国每年混凝土用量约109m3,其规模之巨，居世界前列。随着社会的发展和科技的进步，人们对混凝土的性能提出了更高的要求，普通混凝土已不能完全满足现代化建设的需要。于是，“高性能混凝土”这一新名词便走上了历史的舞台。关键词：高性能混凝土；结构特征；性能；工程应用1、高性能混凝土的概念高性能混凝土(HighPerformanceConcrete-HPC)是从高强混凝土(HighStrengthConcrete-HSC)发展而來。高性能混凝土是指具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面优

2、越性能的混凝土，进而提出，高强度、高工作性能、髙耐久性这三项指标，构成了高性能混凝土“三高”(3H)的性能指标。也有专家将高性能混凝土的内涵概括为：高性能混凝土是一种的新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上釆用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，保证混凝土的适用性和强度并达到高耐久性、高工作性、高体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、骨料外，必须掺加足够数量的磨细矿物掺和料和髙性能外加剂，即配合为5组份或6组份。2、高性能混凝土的结构特征高性能混凝土首先应具有良好的耐久性。良好的

3、耐久性來自于高性能混凝土水泥石、孔结构和界面的结构特征。将高性能混凝土的结构特征概扌舌如下：⑴孔隙率低，有良好的孔分布，不存在或有极少量的大的有害孔;⑵包括矿物掺和料在内的未水化颗粒多，且具有最佳孔隙率和最佳水泥结晶度;⑶消除了集料和水泥石界面薄弱层，使界面强度接近于水泥石或集料强度。3、高性能混凝土的物理力学性能1.强度高性能混凝土通常水灰比(W/C)低，高效减水剂用量大以及使用硅粉，而这些都不同程度的影响水泥水化，因此，高性能混凝土的水化热和强度的发展都与普通混凝土不同。研究发现，当降低水灰比时，总水化热降低，而早期相対强度增长较快。高效减水剂通常推迟水化进程，但会使水化峰值速度增加。硅

4、粉会明显提高性能混凝土的强度，参与早期的水化反应,使放热速度增大；另一方面，与纯水泥混凝土比较，加硅粉混凝土的总水化热较低，早期相对强度也较低。高性能混凝土的抗压强度比普通混凝土大得多，而抗拉强度的增加则相对较小。试验研究发现，对一个67天的圆柱体标准试件，英抗拉强度与抗压强度Z比为1/23,而对普通混凝土,这个比值约为1/10o2.弹性模量高性能混凝土的弹性模量较大，其与圆柱体抗压强度的关系为［3］：(3-2)另外，试验还发现，由普通混凝土到高性能混凝土，弹性模量的增大幅度要比抗压强度的增大幅度小得多。另外，试验中的高性能混凝土与参考普通混凝土的抗压强度和弹性模量，发现两者的抗压强度Z比为

5、2.7,而弹性模量Z比仅为1.4o1.泊松比混凝土的泊松比对变形模量和杨氏模量均有影响，这些模量随的增大而减小。普通混凝土的泊松比一般为0.18左右。2.抗冻性在严寒地区，混凝土受冻融循环作用而破坏。普通混凝土可通过掺加引气剂在硬化混凝土屮形成微气泡，从而获得必要的抗冰冻——除冰盐侵蚀的能力。然而在高性能混凝土中因微气泡会降低强度，故而一般不使用引气剂。试验表明，在水胶比小于0.3,并掺入适量的磨细矿物掺和料，能使界面结构得到很好改善的不加引气剂的高性能混凝土，比加入引气剂的混凝土的抗冻性还要好得多。3.抗渗性混凝土的各种破坏，儿乎都与水的渗透有关。高性能混凝土具有很高的密实度。目前世界上多

6、采用直流电法评定高性能混凝土的抗渗性。该方法是把直径为100mm.高为50mm的圆柱体混凝土试件，在真空的条件下浸水饱和后，两个侧面分别安装在两个带有铜网电极的试验箱中，带正极的试验箱屮倒入0.3mol的NaOH溶液，带负极的试验箱屮装入3%的NaCI溶液，测量在60V的电压下，通电6h所通过的电量。其评价范围见表仁表1混凝土渗透性与通过混凝土的电量的关系通过混凝土的电量混凝土的渗透性混凝土类型>4000髙W/C>0.6的普通混凝土2000〜4000屮W/C=0.4〜0.6的普通混凝土1000〜2000低W/C<0.4的普通混凝土100-1000极低改性乳胶混凝土<100可忽略聚合物混凝土r

7、ti上表知，高性能混凝土属于后两类，其抗渗性是极好的。4.抗疲劳性能研究发现，循环荷载作用下的应变与静态峰值荷载产生的应变处于同一数量级。第一次循环后发现能量耗散，此后耗散逐步增长直至破坏。对高性能混凝土梁在周期荷载作用下的性能进行研究，发现和普通混凝土梁相比，高性能混凝土梁在周期荷载作用下在塑性较区剥落较少，强度降低不多，能量耗散能力更好。5.收缩和徐变徐变是在应力作用下产生的，而收缩的产生与应力无关。但一