工程硕士预应力技术高强高性能混凝土讲座.ppt

同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 q桥梁预应力系列技术讲座 高强高性能混凝土 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 我国定义强我国定义强 度等级达到度等级达到 或超过或超过C50C50时时 为高强混凝为高强混凝 土；土； 我国的我国的C50C50相当相当 于美国的于美国的C40;C40; 美国混凝土协会定义高性能美国混凝土协会定义高性能 混凝土为：混凝土为：满满足特定性能和足特定性能和 匀匀质质性要求，包括性要求，包括浇捣浇捣 而不而不 离析，离析，长长期力学性能良好，期力学性能良好， 强强度高，异常度高，异常坚坚硬，高体硬，高体积积 稳稳定性好，定性好，严严酷的酷的环环境中使境中使 用寿命用寿命长长。 要点为：要点为： 强度高，耐久性，工作性强度高，耐久性，工作性 ，高稳定性。，高稳定性。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 一、历 史 q 美国60年代，利用普通 减水剂等生产C50C60 商品混凝土，并可拌制 100MPa的混凝土 q 日本70年代，使用高效 减水剂，可工地生产 C80C90； q 近年，美国、加拿大等 工地可获得C100C120 混凝土 我国70年代末期C30以 下； 80年代后，才研究高 强混凝土，1987,1992 制定有关高强混凝土 有关标准。 工程应用（桥、房屋 ） 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 二、高强混凝土的配合比 水泥： 高标号的硅酸盐 、矿渣水泥，含 量 400550KG/M3。 粗集料 选用抗压强度高 ，表面特征好的 致密花岗岩、大 理石等。 细集料 益用中、粗砂； 含砂率： 0.30.35,泵送混 凝土益取高。 水 水灰比一般取 0.280.35,标号越 大越小。 减水剂等添 加 剂 不超过水泥用量 的1.5%2.0% 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 配合比设计的一般步骤 (1) 确定混凝土的性能要求 对混凝土性能的要求，就硬化混凝土来说，主要是 确定强度和耐久性；而对新拌混凝土则主要是其 工作性，包括流动性、粘聚性和保水性；对高强 度混凝土来说，强度尤其重要。必须根据结构物 的各类、用途、规模和结构形式、构件形状、结 构物所处环境条件，以及混凝土的施工期、施工 方法等来确定所需要的混凝土性能。从这些情况 出发，确定混凝土的设计基准强度、粗集料的最 大粒径、坍落度、最大水灰比、单位用水量最大 值以及单位水泥用量的范围。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 (2) 选择混凝土原料 在高强混凝土配合比设计中，原材料的选择， 特别是集料以及掺合料的选择是非常重要的。高 强混凝土一般选用硬质砂岩、花岗岩和优质石灰 岩碎石作为粗集料；细集料一般选用偏粗的河砂 。而掺合料则有硅粉、质量合格的粉煤灰、超细 矿渣等。水泥一般为硅酸盐水泥。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 (3) 合理估算配合比 根据第一步确定的新拌混凝土的工作性（或坍落 度）以及硬化混凝土的强度和耐久性，求出水 灰比、单位用水量、水泥用量、粗细集料用量 和掺合料。根据所确定的单位体积混凝土材料 ，进行试拌。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 (4) 调整配合比与确定设计配合比 以试拌的配合比进行混凝土试验，测定坍落度及坍落 度损失；成型试块，在标准条件下养护，测定3d、 7d、28d的试块抗压强度。根据测试结果进行调整， 再重新试拌测定有关性能指标，大体上满足要求以 后再确定设计的配合比。 (5) 确定施工配合比 在设计配合比基础上，根据集料的含水量，调整集料 及用水量得到施工配合比，计算出搅拌机的每盘下 料量。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 四、高强高性能混凝土的外加剂 q 高强高性能混凝土： 高强度、高耐久性、 高稳定性（弹模高、 收缩徐变、温度应变 低）、高抗裂性、高 工作性（高流动可泵 送、不离析不泌水等 ）、经济合理等。 q 外加剂的主要作用： 改善新拌混凝土和硬化 混凝土的性能，一般以 混凝土掺加外加剂后性 能的改善作用作为性能 指标，包括减水率，泌 水率，含气量，凝结时 间之差，抗压强度，收 缩率，耐久性，钢筋锈 蚀等。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 重要特性 q混凝土的工作性：流动性，粘聚性，保水性 ，保证搅拌、运输、浇注过程均匀、密实而 不离析。 一般混凝土坍落度18CM以下（流态21CM以 下），高强混凝土15CM以下（流态18CM以 下）。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 q抗压强度高、耐久性好； 包括抗渗性，抗侵袭性，抗冻性，耐磨性， 抗碳化性等 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 新型混凝土的外加剂 1、高强混凝土泵送剂； 2、混凝土减缩剂； 3、混凝土防裂防水剂及防渗憎水剂； 4、自流平混凝土外加剂； 5、高效减水剂； 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 6、高温缓凝剂； 7、混凝土保水保温剂； 8、混凝土养护剂； 9、混凝土脱模剂等； 10、超缓凝剂。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 1、减水剂和高效减水剂 q减水剂是一种表 面活性物质，可 以改善混凝土的 和易性，或用来 减少混凝土的拌 和用水量，从而 提高混凝土的强 度和耐久性，或 者用来节省水泥 用量，其主要作 用为： 改善混凝土的和易性，保持混凝土 用水量不变，搀加减水剂后可以改善 混凝土的和易性，用于钢筋密集或复 杂结构断面混凝土的浇筑等； 提高混凝土强度，保持水泥用量不 变，减少混凝土的用水量，降低水灰 比，可以提高混凝土强度和早龄期强 度，可提前拆除模板或放松预应力等 ； 节省水泥用量，保持混凝土强度不 变，减少混凝土用水量同时减少水泥 用量； 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 2、高强混凝土泵送剂 特点高效减水，减水率20%30%，坍落度 损失小，增强效果显著。国内NA-F2 适合 C40以下泵送混凝土， NA-F2(B)适合 C50C70高强泵送混凝土，掺量1.6%2.3% 。 目前对C50C60混凝土，泵送垂直高度400米 ，水平距离1000米 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 3、自流平混凝土外加剂 免振自密实混凝土，用于钢筋很密， 混凝土难以浇筑振捣，掺量为8%12%。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 4、缓凝剂和超缓凝剂 在常温下延缓初凝时间在10至几十小时，但 初凝、终凝时间间隔不应太长，一般对混凝 土后期强度不影响，掺量在0.3%以上。其 主要应用包括：防止冷缝，用于滑动模板施 工，防止温度裂缝，施工缝处理，热天混凝 土施工，现场灌注桩，建造无裂缝大型混凝 土建筑物。 同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室同济大学桥梁工程系混凝土桥梁研究室 孙建渊孙建渊 5、引气剂 引气剂是在混凝土拌和过程中能产生大量稳定的微细气 泡的一种外加剂，优点是能改善混凝土的抗冻性，另一 种引气减水剂，具有引气性同时能减少混凝土的用水量 ，可避免引入空气降低混凝土的强度。引气剂主要功能 ：