高性能混凝土技术进展

高性能混凝土技术进展第一页，共96页。一、对高性能混凝土的理解我国著名的混凝土科学家吴中伟院士十五年前针对当时科研界过度追求高强度的趋向，及时提出“有人认为高强度必然高耐久性，这是不全面的，因为高强混凝土会带来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（按照28天龄期）。”吴院士高度重视耐久性，并早在1986年就提出高强未必一定高耐久，低强也不一定就不耐久的观点是非常有前瞻性的，而且今天他的这个观点也是正确的。

第二页，共96页。一、对高性能混凝土的理解1997年3月吴中伟教授在高强高性能混凝土会议上又指出，高性能混凝土应更多地掺加以工业废渣为主的掺合料，更多地节约水泥熟料，提出了绿色高性能混凝土（GHPC）的概念。第三页，共96页。关于高性能混凝土的定义高性能混凝土不是混凝土的一个品种。高性能混凝土是针对具体应用和环境而开发的，采用常规材料和生产工艺，达到工程结构耐久性的质量要求和目标，满足不同工程要求的性能和具有匀质性的混凝土。特别强调在特定工程与环境中的高体积稳定性和高耐久性。

第四页，共96页。Performance和Property高性能混凝土的英文翻译是HighPerformanceConcrete。Performance（性能）这个词不同于Property（性能），Property是指可以通过特定方法和仪器对混凝土材料进行测定和定量表征的性能；而Performance有成果、表演、技能的意思。在此处是指在特定工程、特定结构、特定施工与管理、特定环境中混凝土表现出的绩效、状态或效果。

第五页，共96页。Performance和Property相同组成材料、配合比的混凝土可以有相同的Property，但Performance可能不同。所以ACI对高性能混凝土定义的注释中强调：高性能混凝土的特性是针对具体应用和环境而开发的。离开这一点谈高性能混凝土没有意义。第六页，共96页。综上所述，高性能混凝土是混凝土技术从传统理念向现代转变、革新过程中的产物，并非一个能做精确界定的简单术语。其所具有的技术路线和追求目标，表明国内外土木工程界科技人员已开始意识到，通过一定的技术措施，在一定的技术参数条件下，是能够赋予混凝土高耐久性的，从而保障混凝土结构在特定环境中具备足够长的使用寿命。第七页，共96页。混凝土高性能化的认识误区近年来，随着混凝土技术的飞速发展，高强高性能混凝土已在工程中大量应用。然而混凝土的耐久性问题仍然是困扰工程界的难题，尤其是其体积稳定性已成为高性能混凝土发展的瓶颈。由于高强高性能混凝土具有水胶比低、胶凝材料用量大、骨料用量较少、浆体含量多、且掺加了各种类型外加剂等特点，以及对高性能混凝土的认识不足等问题，使得目前的高性能混凝土“性能并不高”。第八页，共96页。混凝土高性能化的认识误区譬如尚存在收缩大、早期易开裂、脆性大、耐火性差等缺陷，加上缺乏配套的设计、试验、施工和应用标准规范，因此高性能混凝土在施工阶段比普通混凝土更容易形成表面上的裂缝。其形成原因十分复杂，涉及到混凝土材料的变形，施工因素，气候条件的变化，设计方面防裂构造措施不足，对掺加矿物掺合料新拌混凝土的塑性收缩引发开裂的重视不够等。第九页，共96页。误区之高强与高性能但在高强混凝土的推广应用上，仍受到某些传统观念的有害束缚：有些技术人员总觉得多用水泥或少用掺合料会对混凝土质量带来好处，而不是尽量使用粉煤灰等矿物掺合料和将水泥用量限制到最小程度。目前，还有些人仍把高性能和高强联系在一起，甚至有人盲目追求混凝土的高强、“超高强”以至“特超高强”，并以此为“水平”的标准。

第十页，共96页。误区之高强与高性能“高强”仅仅是混凝土性能的一个方面。大量的工程实践表明，混凝土设计强度不足而导致工程破坏的实例虽有但却较为鲜见。而另一方面，许多混凝土结构尤其是处于严酷环境中的结构，由于较差的耐久性已经或正在遭受严重的损坏。西方国家报道的许多开裂的“高性能混凝土”，其实都是高强度的混凝土。

第十一页，共96页。误区之高强与高性能强度和耐久性之间并不存在着密切的关系，在一般情况下，较高强度的混凝土相对而言也是比较耐久的，但两者却不等同。许多人认为“混凝土强度愈高，它在严酷环境下就愈耐久”。但这需要一个重要的前提就是混凝土是坚固的，亦即混凝土是体积稳定性好的。第十二页，共96页。误区之高强与高性能高强混凝土虽然有较高的抗拉强度，但抗拉强度与抗压强度的比值随抗压强度的增加而减小。抗压强度为30MPa时，拉压比约为1∕12；抗压强度为60MPa时，拉压比约为1∕14。这样，就使得混凝土的强度越高，其脆性越大，断裂韧性越小，抵抗突发荷载（如地震、爆炸)和疲劳（如高耸结构承受的风荷载,道路承受的动力荷载）的能力越差。第十三页，共96页。误区之高强与高性能另外高强混凝土弹性模量也高，在相同收缩变形下会引起较高的拉应力，更由于高强混凝土的徐变能力低，应力松弛量较小，所以抗裂性能甚差。高强混凝土一般使用强度等级高的水泥，且习惯于使用高水泥用量，会使混凝土中水化温升很高，控制不好时会产生较大的温度应力，再加上低水胶比造成的较大自收缩应力，增加了混凝土的易裂性。第十四页，共96页。高强混凝土制备技术应该注意克服追求高早强的倾向，这对混凝土的体积稳定性意义重大。

第十五页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”

混凝土拌和物的流动性从10年前普遍的70～90mm发展到现在大量预拌混凝土的180～200mm，还有的工程用自密实混凝土来浇筑。自密实混凝土减轻了振捣的工作量，推动了预拌混凝土的发展，泵送高度已可达300m以上，并大大减少了“蜂窝”、“麻面”和“狗洞”等现象，提高了混凝土的匀质性。目前很多人以“高流动性”为“高性能混凝土”的特征。

第十六页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”普通混凝土需要坍落度在160mm以上才适于泵送；而粉煤灰混凝土坍落度只需80～100mm就可以轻易地泵送。同时，由于粉煤灰的滚珠润滑效应，掺粉煤灰混凝土有较大的有效振捣半径，还易于振捣密实。看上去与普通的干硬混凝土外观相似的粉煤灰混凝土，在高频振动棒的振动作用下十分易于成型密实。第十七页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”按照普通混凝土的粘度来衡量时，就会造成不必要地增加用水量、扩大水胶比，追求大流动性，在浇筑后过渡振捣，不仅影响其作用正常发挥，而且使较轻的粉煤灰易于上浮，出现人为的分层现象。第十八页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”影响混凝土流动性的因素是用水量和高效减水剂，而影响相同流动性混凝土用水量的主要因素是骨料的质量。我国目前骨料质量越来越差，20多年前砂、石的空隙率一般都在43%以下，而现今北京和深圳的砂石空隙率经常在46%以上，有时接近50%。由于绝大多数采石场仍使用成本低廉的颚式破碎机，材质越硬的石料，破碎后针、片状颗粒越多，粒径小于10mm的颗粒几乎都是针片状颗粒，实际上缺少5-10mm粒级的颗粒。第十九页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”同时非常不规则形状的粗骨料比例大。砂子由于资源几近枯竭，北京大部分混凝土搅拌站用的砂子是细砂加豆石，砂子含石率在25%左右。因此这几年来混凝土的用水量居高不下，一般都超过175kg/m3，C30以下混凝土用水量更大。因此，对混凝土大流动性的追求，导致混凝土中用水量增大、浆骨比增大。混凝土中浆骨比增大意味着收缩引起开裂的可能性加大。第二十页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”由于混凝土的流动性过大，易于操作，易使工人操作不规范，反而影响匀质性；且在混凝土浇筑成型后到混凝土初凝前，由于混凝土中的骨料在自重作用下缓慢下沉，水上浮。掺用过细的大掺量掺和料时易产生泌浆而造成硬化后表面起粉。骨料在混凝土内部的下沉是不均匀的，在钢筋下面的混凝土沿钢筋下方继续下沉，钢筋上面的混凝土被钢筋支顶，使混凝土沿钢筋表面产生顺筋裂缝。第二十一页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”高性能混凝土在工作性方面，必须具备较强的保塑性和一定的流动度保持能力。但在流动性指标上，不必拘泥于坍落度大于180mm以上。只要具有一定的流动性，满足施工所需的和易性、密实性即可。实践表明：掺入大量的粉煤灰后，因其存在大量玻璃微珠而能减小混凝土的需水量，同时可增加拌和物内部粘聚性而大大改善混凝土泌水、离析的性能，而却可减小拌和物与泵管之间的粘附力而增加可泵性。

第二十二页，共96页。误区之“高流动性”与“高性能”PKMehta在美国加州大学伯克利分校一项加固工程中，密配筋的基础和剪力墙的C30和C40混凝土掺粉煤灰50%和60%，在施工中实测拌和物的坍落度为125mm时，与坍落度为180mm的普通混凝土的泵送性能相当，不离析或泌水。实际浇筑时坍落度仅为100mm。因此，不能把流动性作为混凝土拌和物“高性能”的指标，而应当根据不同工程特点，注重拌和物的施工性能。坍落度的大小要服从于混凝土的匀质性和体积稳定性。

第二十三页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”

由于矿物掺合料的掺入可明显降低混凝土的孔隙率，改善其微观结构，从而保证其力学性能和耐久性能，矿物掺合料的应用已经成为配制高性能混凝土的关键技术。大量实践证明：掺用粉煤灰或其它矿物细掺料的混凝土，其长期性能得到大幅度的改善，对延长结构物的使用寿命有重要意义。第二十四页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”1982年英国的Sarwick机场的停机坪扩建工程，该工程在两条相邻的道面上对掺与不掺粉煤灰混凝土进行了对比。所用粉煤灰混凝土中粉煤灰达到46％。该工程经运行4年后所拍的照片清楚地显示出：与纯硅酸盐水泥混凝土相对照，掺粉煤灰混凝土道面地表面层抗滑构造基本完好，而前者则已坑坑点点，受到一定程度的破坏了。国外很多工程，掺有大量粉煤灰，而获得强度和耐久性都十分优异的混凝土。但关键的因素是低水胶比。在低水胶比条件下，即使掺有大量粉煤灰，也可以获得强度和耐久性都十分优异的混凝土。

第二十五页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”在我国，许多人认为掺粉煤灰或掺其它矿物细粉的混凝土就是“高性能混凝土”。因此，在一些结构现浇的普通混凝土墙、板采用了大量的掺合料，特别是掺入大量的粉煤灰。由于这些部位混凝土的强度相对较低，混凝土的用水量较大，水胶比较大。再加上工程施工速度的不断加快，一再加速的施工进度使得浇筑后的混凝土普遍得不到充足时间的养护。

第二十六页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”粉煤灰在混凝土中，28天以前基本上不参与化学反应，拌和水基本上供给水泥，使水灰比增大；早期水灰比大，造成早期孔隙率大，水胶比越大，混凝土孔隙率减小得越晚。另外，养护不足直接损伤了表层混凝土的密实性与强度，而防止钢筋发生锈蚀和外界有害物质侵入混凝土内部所依靠的就是表层混凝土的密实性，表层混凝土抵抗外界有害物质侵入的能力(抗侵入性或抗渗性)可因养护不良而成倍降低。第二十七页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”现行碳化试验结果是将试件养护至28天放在20%浓度的CO2条件下碳化28天得出的，而实际构件混凝土的碳化早在停止养护后就已开始进行。所以用混凝土耐久性的标准试验方法所测得的碳化性能，给出的结果就会过高估计粉煤灰含量较大且水胶比又偏高的混凝土护筋能力。第二十八页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”李飞博士的试验结果，分别表示不同水胶比不同粉煤灰掺量的混凝土试件一天拆模后暴露在空气中90天后的碳化情况。可以看出：当水胶比较大为0.5时，各试样碳化率均较大，并随粉煤灰掺量而明显加速；粉煤灰掺量为60%时，到90天碳化深度已超过10mm。水胶比为0.4的试样，粉煤灰掺量小于40%时，在空气中暴露90天，碳化深度进展不大，而粉煤灰掺量达60%时，则碳化明显深入。当水胶比很低为0.3时，粉煤灰掺量小于40%的试样在碳化90天以后，碳化深度不大，但粉煤灰掺60%时的碳化深度仍较大。第二十九页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”水胶比0.5暴露90天第三十页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”国外的研究资料表明，7天养护的表层混凝土抗二氧化碳扩散到混凝土内部的能力，可以是3天养护的2倍和1天养护的4倍，如果7天养护的混凝土可以保护钢筋不发生锈蚀的年限为100年，则3天和1天养护时的相应年限将缩短到50年和25年。

第三十一页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”因此对于保护层厚度很小、强度等级很低、水胶比较高的混凝土，当没有较好的养护条件和措施时，应当考虑到大掺量粉煤灰混凝土早期孔隙率大、容易发生碳化而可能引起钢筋锈蚀的影响，碳化后的混凝土不仅碱度下降，而且因碳化收缩，尤其是先产生干缩与继而碳化产生收缩的叠加，会使混凝土孔隙增多、增大造成表面开裂。第三十二页，共96页。误区之“掺入掺合料”与“高性能”综上所述，高性能混凝土中应加入足够的矿物细掺料，前提是水胶比较低。并不是说只要加入“矿物细掺料”就是“高性能混凝土”。根据《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50746-2008，在一般环境干湿交替的情况下，为了防止碳化所引起的钢筋锈蚀，当混凝土的水胶比大于0.4时，粉煤灰的掺量不大于20%。第三十三页，共96页。匀质性—高性能混凝土追求的目标混凝土的匀质性是指不同单位体积混凝土之间各组分分布的均匀程度。当混凝土材料组成及掺量相同时，其性能取决于匀质性的好坏。混凝土是高度不匀质材料，良好匀质性是高性能混凝土应该追求的目标。

第三十四页，共96页。匀质性—高性能混凝土追求的目标由于外加剂的大量使用，混凝土的坍落度已从20年前的70-90mm发展到现在的180-200mm,甚至已经开始应用自密实混凝土。但流动性增加的同时，加大了混凝土匀质性下降，目前混凝土(尤其是泵送混凝土等)常掺加几种外加剂和掺和料,各种组分之间的相容性不良问题也加重了匀质性不良的趋势。甚至造成新拌混凝土离析、泌水情况发生，影响工程质量。第三十五页，共96页。匀质性—高性能混凝土追求的目标第三十六页，共96页。二、对于高性能混凝土的基本要求高性能混凝土必须满足设计要求的强度等级，但强度验收龄期可以依据胶凝材料组成的变化而确定，矿物细粉掺合料掺加比例较大时，建议使用56天或90天龄期进行强度评定。在设计使用年限内必须满足结构承载和正常使用功能要求。高性能混凝土应针对混凝土结构特征、所处环境和预定功能进行耐久性设计。应该使用适当的胶凝材料组成和水胶比，并采用适当的化学外加剂。

第三十七页，共96页。二、对于高性能混凝土的基本要求处于具有较强劣化因素作用的混凝土结构宜优先采用高性能混凝土。根据混凝土结构所处环境条件和使用状况，高性能混凝土应满足下列一种或几种技术要求：

1、水胶比不大于0.42；

2、84天龄期的总导电量不大于1500库仑；

3、84天龄期的混凝土300次快速冻融循环后的相对动弹性模量大于60%；

4、混凝土中可溶性碱含量不大于3kg/m3。第三十八页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—水泥高性能混凝土所用水泥熟料不得由立窑煅烧。一般应选用品质稳定、需水量低、水化热低的硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或其他掺混合材的硅酸盐类水泥。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥宜与矿物掺和料一起使用。掺和料总量应包括水泥中已有的混合材量；使用复合水泥时，应了解其混合材的品种与掺量，一般来说不宜再掺入矿物掺和料。第三十九页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—水泥对于严重环境作用（D级或D级以上）下的混凝土，宜采用硅酸盐水泥与大掺量矿物掺和料一起配制或采用专用水泥。高性能混凝土原则上不宜选用早强水泥。高性能混凝土用水泥应该与外加剂具有良好的相容性。第四十页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—水泥一般情况下，硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥比表面积≤350m2/kg，其他通用硅酸盐水泥80µm方孔筛筛余≤10.0%，并且≮2%；对水泥中碱含量的限制：对持续接触水的构件，当所用骨料具有碱活性时，如不掺用矿物掺和料，硅酸盐水泥碱含量应≤0.60%，并≮0.3%；第四十一页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—水泥拌制混凝土时的水泥温度≯60℃；水泥标准稠度用水量最好低于26%，最大不得大于27%；按照推荐掺量掺加减水剂后水泥净浆流动度≥180mm。

第四十二页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—水泥高性能混凝土用水泥购销合同中应包含买方对产品的技术要求和卖方相应的承诺，还应包含产品说明作为合同附件。产品说明中应包括的主要内容为：水泥品种和强度等级，熟料矿物组成，混合材品种和掺量，水泥比表面积或80μm筛的筛余量，水泥化学成分（烧失量、SO3含量、以Na2O当量计的碱含量、氯离子含量），石膏品种和掺量，标准稠度用水量，实测强度及检测期间标准差，水化热，水泥储存有效期（强度下降不低于10%的时间期限）。

第四十三页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—矿物掺合料

矿物掺和料应选用品质稳定的产品。矿物掺和料的品种宜为低钙、低烧失量的粉煤灰、粒化高炉矿渣粉或硅灰，亦可使用沸石岩粉、天然火山灰、石灰石粉。矿物掺合料的重要指标是细度和需水量比，应该首先选择细度细、需水行为好的掺合料。第四十四页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—矿物掺合料混凝土胶凝材料中的矿物掺和料用量（必须含水泥中已有的混合材料掺量）占胶凝材料总量的比值应根据工程特性及其所处环境通过试验确定。不做具体限制，但必须满足混凝土各项设计性能的要求。用于混凝土的粉煤灰烧失量不宜大于6％，配制引气混凝土，应采用烧失量更低的粉煤灰。第四十五页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—矿物掺合料高性能混凝土所用矿渣粉比表面积不宜大于420m2/kg，并宜与粉煤灰以小于1∶1的比例复掺使用。或者单独掺加掺量超过70%。环境温度低于15℃并持续接触含硫酸盐的水，或者因某种原因混凝土中有残留SO3时，不宜掺用石灰石粉；有冻融循环作用的氯盐、除冰盐或海水环境中的混凝土，不得使用含石灰石的矿物掺和料（包括掺石灰石的普通水泥、PII水泥和粒化高炉矿渣粉）。第四十六页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—矿物掺合料由于石灰石粉具有良好的需水行为和较细的颗粒粒径，在上述以外环境中可以作为混凝土矿物掺合料使用。高性能混凝土对矿物掺合料的活性不做要求，可以依据具体工程要求进行选择。矿物掺合料的需水量比不宜大于100%；矿渣粉比表面积350-420m2/kg，粉煤灰比表面积400-600m2/kg（细度45μm筛筛余≤15%。第四十七页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—粗骨料粗骨料最大公称粒径应不超过结构钢筋混凝土保护层厚度的2∕3（在严重腐蚀环境条件下不宜超过混凝土保护层厚度的1∕2），且不得超过钢筋最小间距的3∕4。配制强度等级C50及以上混凝土时，粗骨料最大公称粒径不应大于25mm。（泵送混凝土用的粗骨料最大粒径还应符合《泵送混凝土规程》的规定），不同构件、钢筋保护层厚度不同时可按《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008附录B3的规定。

第四十八页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—粗骨料粗骨料质量应满足现行国家标准的规定。石子吸水率一般应＜2%，用于干湿交替或冻融循环下的混凝土时，应＜1%。

应充分重视骨料的级配和粒形，采用粒形好的单粒级石子，两级配或三级配分别投料。级配后粗骨料的松堆空隙率应≯42%，松散堆积密度应大于1500kg/m3，紧密空隙率宜小于40%。泵送混凝土用粗骨料中的针、片状含量应＜7%，压碎指标≯10%。当使用自密实混凝土或用于重要工程(设计使用年限＞100年)时，针、片状颗粒含量宜≯5%。第四十九页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—粗骨料配制坍落度低于100mm的混凝土时，碎石或卵碎石的压碎指标应符合《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008附录B3的规定。配制低流动性的塑性混凝土或低塑性混凝土时，岩石抗压强度宜大于混凝土配制强度的1.2倍，或碎石压碎指标≯10％；当配制泵送混凝土时，对普通石子可不要求强度。第五十页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—粗骨料粗骨料最大粒径不宜大于25mm，宜采用5-10mm，10-20mm或5-15mm，15-25mm两级配粗骨料分仓装料，分别计量。对处于环境温度低于15℃并持续接触水的环境和有冻融循环作用的氯盐、除冰盐或海水环境中的混凝土，使用石灰石质的骨料时，需进行抗冻性实验。第五十一页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—细骨料细骨料应选用满足国家现行标准要求、质地均匀坚固，坚固性（质量损失率）≤8%。吸水率低(一般≯2％，用于冻融环境时≯1％)、空隙率小（松堆空隙率≯43%）、洁净的天然砂（含泥量≯1％），不宜使用山砂，不得使用未经脱盐淡化处理的海砂。砂的含石量（公称粒径5～10mm）应≤10%。当采用人工砂或混合砂配制混凝土时，人工砂及混合砂的压碎指标值应＜25%

第五十二页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—细骨料

含泥量C50以上≤2%；C45以下≤2.5%。人工砂石粉含量MB＜1.4，石灰石质石粉C50以上≤12%；C45以下≤15%；硅质石粉C50以上≤5%；C45以下≤7%；MB≥1.4，石灰石质石粉C50以上≤5%；C45以下≤7%；硅质石粉C50以上≤3%；C45以下≤5%。细度模数≥2.5，级配符合Ⅱ区砂。第五十三页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—骨料砂石供应商应该供应含水率饱和面干以上骨料第五十四页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—外加剂外加剂为包括普通各种高效减水剂、引气剂、缓凝剂等为改善混凝土性能的添加剂。外加剂的匀质性、对混凝土结构有害成分的限值及其他指标应满足国家标准《混凝土外加剂应用技术》（GB50119）的规定。减水剂的减水率应该高于20%，应该使用优质引气剂。

第五十五页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—外加剂选用外加剂时，应使用工程所用胶凝材料进行相容性、新拌混凝土工作性、混凝土强度、耐久性等试验，确定混凝土中外加剂品种、复配组成与掺量。掺引气剂时需注意引气剂与其它外加剂的相容性，引气剂宜后掺。第五十六页，共96页。三、高性能混凝土组成材料

—外加剂受冻融、化学腐蚀等作用的混凝土中，不应掺用无机盐类的早强剂、防冻剂或掺有含碱金属盐和氯盐的各种减水剂、泵送剂等。C40以上宜使用聚羧酸减水剂。混凝土拌合物1小时坍落度保留值≥150mm。第五十七页，共96页。四、高性能混凝土配合比的选择不能过分地提高胶凝材料的用量。胶凝材料过多，不仅成本高，混凝土的体积稳定性也差，同时，对获得高的强度意义不大。C30及以下混凝土的胶凝材料不宜高于400kg/m3；C35-40混凝土不宜高于450kg/m3;C50及以上混凝土不宜高于500kg/m3，最大不得超过530kg/m3。

第五十八页，共96页。四、高性能混凝土配合比的选择低水胶比对高性能混凝土很重要，依靠高性能减水剂和优质矿物细粉掺合料实现混凝土的低水胶比，原则上水胶比不大于0.42。尽可能选择级配和粒形良好的骨料，通过合理调整粗细骨料用量及砂率控制空隙率，保证实现较低胶凝材料用量、低水胶比下的混凝土拌和物良好和易性。

第五十九页，共96页。四、高性能混凝土配合比的选择在混凝土中应该掺加一定量的引气剂，除高强混凝土外使混凝土的含气量在3-5%。掺加一定比例的矿物细粉掺合料，减少水泥用量和混凝土单位体积用水量。对于高等级混凝土，应该克服使用高水泥用量追求过高早期强度的不良习惯。第六十页，共96页。我国专家黄士元实验表明混凝土24小时抗压强度不超过10MPa左右，或28天抗压强度不超过50MPa可以大大降低开裂的风险。第六十一页，共96页。四、高性能混凝土配合比的选择按最小浆骨体积比(即最小用水量或胶凝材料总量)原则，尽量减小浆骨体积比。对于泵送混凝土，不同等级混凝土最大浆骨比可按下表选择。

不同等级混凝土最大浆骨比和用水量强度等级最大浆骨体积比最大用水量（kg/m3）C30～C50（不含C50）≤0.32≤170C50～C60（含C60）≤0.35≤160C60以上（不含C60）≤0.38≤150第六十二页，共96页。四、高性能混凝土配合比的选择混凝土配合比应采用绝对体积法计算，骨料应采取饱和面干的表观密度计算。计算砂、石松堆空隙率时，应使用饱和面干状态的表观密度和松堆密度。饱和面干状态的界定见JGJ52-92《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》中测定砂、石吸水率方法的规定。生产时，根据骨料的实际含水量与饱和面干含水量的差值调整拌和物中的用水量。第六十三页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求

培训操作人员和试验检验人员；设计、施工、监理、混凝土搅拌站各方共同制定施工全过程的质量控制与保证措施；制定严密的施工技术方案，特别应制定明确的混凝土养护措施方案。加强对施工过程每道工序的检验，发现与规定不符的问题应及时纠正，并按规定作好记录。尤其杜绝现场随意加水和不按照规定养护的行为。第六十四页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求各种原材料均应按质计量其允许偏差不应超过以下数值水泥±1%，矿物掺合料±1%；水±1%，骨料±2%，高效减水剂±1%。如果偏差过大将会影响混凝土的质量。高性能混凝土必须采用强制式搅拌机拌制，应保证拌合物搅拌均匀，搅拌时间不宜低于90秒，但不宜高于180秒。第六十五页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求浇注混凝土前，应仔细检查保护层垫块的位置、数量及其牢固程度和所有配筋位置、数量、弯折形状、尺寸等，确保各断面配筋率和保护层厚度，保护层内不得有绑扎钢筋的铁丝伸入垫块尺寸应保证混凝土保护层的准确性，其形状应有利于钢筋的定位。垫块一般可采用细石混凝土制作，其抗侵蚀能力和强度应高于构件本体混凝土，水胶比不高于0.4。第六十六页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求应注意混凝土浇筑的正确顺序，以保证整个构件中混凝土的匀质性。第六十七页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求使用振捣棒时，需根据拌和物不同的坍落度确定振捣棒插入间隔、振捣时间长短，不可用振捣棒平拖拌和物；一般浇注厚度应在振捣棒有效长度的1.25倍之内，一次浇注厚度不大于500mm，振捣上面一层混凝土时，振捣棒应插入到至下一层内50mm以上。避免欠振和过振，每点的振捣时间以表面泛浆和不冒大气泡为准，一般不宜超过30秒。第六十八页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求拆模时间除考虑构件必须达到一定强度外，还应注意不能造成混凝土降温速率过快和造成混凝土内外温差＞20℃。降温速率一般不能大于2℃∕d。

第六十九页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求混凝土的养护包括温度和湿度的控制，应从浇筑前就开始控制混凝土的温度，热天要降温，冷天要保温。热天施工时，如在浇筑混凝土前没有降温措施，则不可用凉水养护。第七十页，共96页。

判断养护是否良好的标准:必须有效控制混凝土表面的水分蒸发速率必须在初凝之前开始养护。第七十一页，共96页。混凝土塑性开裂的原因

然而这并不是决定塑性裂缝出现与否的唯一因素，它还取决于新拌混凝土的刚度。Ravina和Bloom的试验表明，首条塑性收缩裂缝的出现时间与初凝时间有良好的相关性。众所周知,隐藏于开裂现象身后的是拉应力水平和材料抗拉强度的竞争，这些试验现象表明，伴随着混凝土初凝和刚度的形成，这种竞争机制被激活了。在此之后，在任何抗拉强度处于劣势的时间点上，裂缝具有高的出现概率。

第七十二页，共96页。

表层混凝土水分的蒸发速率、泌水速率和初凝时间都与混凝土的养护有密切的关系,因而以上分析显示了养护对防治塑性收缩裂缝的关键作用。第七十三页，共96页。保温材料第七十四页，共96页。表面覆盖保温第七十五页，共96页。保温围栏第七十六页，共96页。塑料薄膜遮挡第七十七页，共96页。大面积施工的挡风墙和覆盖保温第七十八页，共96页。保温模板第七十九页，共96页。塑料保温模板第八十页，共96页。初始养护期对混凝土密实性影响第八十一页，共96页。不同养护方式对混凝土渗透性影响第八十二页，共96页。养护对耐久性的影响养护条件对不同水灰比混凝土

空气渗透性的影响第八十三页，共96页。五、高性能混凝土的生产与施工要求应尽早采取保湿的措施，且不可中断。对受冻融、腐蚀作用的大掺量矿物掺和料混凝土，保湿养护时间应不小于14天。在混凝土浇注后，养护措施应该防止混凝土表面温度受环境因素影响（如暴晒、气温剧降等）而引起激烈变化，控制和减少早期塑性收缩、干燥收缩和温度收缩。第八十四页，共96页。第八十五页，共96页。使用透水模板效果第八十六页，共96页。现今一个严重的问题是：许多新结构的施工操作和过去保持一致，过早劣化的现象在不断增多。这意味着除非我们深入地了解现今的建设实践，深刻地认识影响混凝土结构劣化的主要原因，否则混凝土结构过早劣化的现象还将以很高的速度不断继续。

P.K.Mehta.BuildingDurableStructuresinThe21stCent