高性能混凝土

建筑业十项新技术之二

——高性能混凝土技术2006年8月目录发展高性能混凝土的原因包括的技术典型工程应用发展高性能混凝土的原因普通混凝土设计使用寿命约为50年（正常条件下），严酷条件下，寿命期缩短，在20年内甚至更低巨额造价，修补费用昂贵寿命缩短的标志：混凝土碳化至钢筋表面，部分钢筋甚至不同程度的锈蚀

什么是高性能混凝土高性能砼是一种新型高技术砼，是在大幅度提高常规砼性能的基础上，主要以耐久性作为设计指标，并采用现代砼技术，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性超细粉料和高效减水剂而制作的砼采用常规材料和生产工艺，能保证混凝土结构所要求的各项力学性能，并具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。

高性能混凝土的特点、标志1以高工作性、高强度、高耐久性为特征2高强混凝土属于HPC，但HPC是否是高强混凝土，存在争议3高性能混凝土应具备高施工性、高抗渗性、高体积稳定性（硬化过程中不开裂，收缩徐变小）、较高强度（C50以上），并保持其强度持续增长，最终获得高耐久性（耐久性提高到200年以上）

4以双掺（超细微粉＋高效减水剂）为主要特征，以耐久性为设计指标高性能混凝土技术包括混凝土裂缝防治技术自密实混凝土技术混凝土耐久性技术清水混凝土技术超高泵送混凝土技术改性沥青路面施工技术一、混凝土裂缝防治技术现状简介混凝土开裂增加的原因、混凝土结构破坏的主要形式高强混凝土的缺陷研究抗裂混凝土的意义现阶段试验、检验过程中的缺陷防治开裂的途径

裂缝防治技术的措施设计措施（防、放、抗的设计原则）材料措施（水泥、骨料级配与抗裂配合比设计）施工措施抗裂性能检测与评价方法

混凝土裂缝防治技术发展上海市《控制住宅工程钢筋混凝土现浇楼板裂缝的技术导则》：设计：避免形状突变、平面凹口处配筋加强、平面不规则设置梁、楼板厚度不宜小于110mm（厨房、浴厕、阳台板不得小于90mm），单向板应≥L/30（L为板的短向跨度）、当房屋长度大于40米时，可在楼面中部设置后浇带、房屋层面阳角处和跨度≥3.9m的楼板，应设置双层双向钢筋，阳角处钢筋间距不宜大于100mm，跨度≥3.9m的楼板钢筋间距不宜大于150mm，钢筋直径不宜小于Φ8。外墙转角处尚应设置放射形钢筋，配筋范围应大于跨板的1/3，钢筋间距不宜大于100mm、现浇楼板强度等级不宜大于C30。

混凝土裂缝防治技术发展材料上：W≯180kg/m3

用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥拌制，并粉煤灰掺量≯15%，矿渣掺量≯20%。不得采用细砂、特细砂

塌落度高层＜18cm、多层和中高层＜15cm。当有条件时，可在混凝土中加入纤维等抗裂材料。商品混凝土生产企业应尽快建立混凝土收缩值检测和控制体系

混凝土裂缝防治技术发展施工上：必须对现场浇捣的商品混凝土塌落度进行现场逐车检查，对不符合塌落度要求的不得使用。必须采取有效措施保证楼板厚度和楼板中钢筋保护层厚度。混凝土楼板浇捣后，必须按设计和现行规范要求，采取适当措施，确保养护期及养护工作质量。楼板中线管必须布置在钢筋网片之上（双向双层配筋时，布置在下层钢筋之上），交叉布线处可采用线盒，线管不宜立体交叉穿越，预埋管线处应采取增设钢筋网等加强措施。

控制混凝土结构裂缝的施工措施以国家游泳中心游泳池工程为例：混凝土入模SL＝140±20mm振捣均匀，无漏振、欠振现象施工考虑季节选择P.O＋F加PP纤维横向钢筋放在竖向钢筋的外侧提前松开模板浇水养护碱含量控制、最大W/C及最小水泥用量控制抗裂混凝土检测方法、设备抗裂混凝土检测方法、设备三种抗裂混凝土级配混凝土低收缩高应力松弛混凝土高性能补偿收缩混凝土级配混凝土定义：调整和优化砂石级配，最大程度降低水泥用量，从而达到减少混凝土的收缩、防止混凝土裂缝的目的。对骨料级配的要求骨料空隙率最小骨料的比表面模量最小在一定级配范围内相同和易性、强度下，节约水泥10％骨料的最佳级配：在标准规定的级配范围内，骨料的空隙率与比表面模量最小的级配。低收缩高应力松弛混凝土技术途径：低水泥用量：150～250kg/m3

大掺量粉煤灰：50～60％低水胶比：0.30～0.35技术经济指标：收缩：28d<0.18mm/m

抗压强度：1d、28d和180d分别为10、50、70MPa；

抗渗：>P40

混凝土绝热温升：<55℃抗冻：－15℃300次冻融，强度、质量无损失碳化：无钢筋锈蚀：无混凝土生产成本：略高于普通混凝土。高性能补偿收缩混凝土主要用于大体积混凝土中能补偿50％以上的收缩可在100米内连续浇筑，180米内只设加强带而不设后浇带二、自密实混凝土技术定义：混凝土在自重作用下，不采取任何密实成型措施，能充满整个模腔而不留下任何空隙的匀质的混凝土

《自密实混凝土设计与施工指南》CCES02-2004国内外现状（特点、应用部位、易裂）技术发展概况拌合物性能评价方法：塌落度和塌落扩展度、U型仪、L型仪试验原材料的选用（外加剂、超细活性掺合料、砂石的粒型与级配）混凝土配合比技术（流动性和充填性、抗离析性、保塑性）质量控制技术自密实混凝土性能指标混凝土拌合物性能指标：塌落度>255mm

塌落扩展度>550mm

流动度>600mm

充填性H<5mm

抗离析性ΔG<7%

保塑性：90分钟内符合上述指标混凝土抗裂性能混凝土长期耐久性能拌合物检测方法与指标序号检测方法指标要求检测性能1塌落扩展度（SF）Ⅰ级650mm≤SF≤750mm填充性Ⅱ级550mm≤SF<650mm2T500流动时间2s≤T500≤5s填充性3L型仪（H2/H1)Ⅰ级钢筋净距40mmH2/H1≥0.8间隙通过性抗离析性Ⅱ级钢筋净距60mm4U型仪（△h）Ⅰ级钢筋净距40mm△h≤30mm间隙通过性抗离析性Ⅱ级钢筋净距60mm5拌合物稳定性跳桌试验fm≤10%抗离析性自密实混凝土检测－塌落扩展度间隙通过性、抗离析性——L型仪间隙通过性、抗离析性—U型仪抗离析性－跳桌试验三、混凝土耐久性技术国内外发展概况标准依据：《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CECS01—2004（2005年修订版）总则术语与符号基本规定混凝土材料构造措施和裂缝控制施工要求防腐蚀附加措施主要技术内容：采用的技术手段（抗氯离子、抗硫酸盐、抗盐碱等）：屏蔽、饱和结构可靠性与耐久性可靠性：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。其中规定的时间指结构的设计使用年限，规定条件指正常设计、正常施工、正常使用、正常维护，而预定功能则指结构的安全性、适用性和耐久性。耐久性：结构在正常设计、正常施工、正常使用、正常维护条件下，在规定的时间内，由于结构构件性能随时间的劣化，但仍能满足预定功能的能力；还可定义为：结构在化学的、生物的或其它不利因素的作用下，在预定的时间内，其材料性能的恶化不致结构出现不可接受的失效概率；或指结构在要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而能保证其安全性和适用性的能力。结构可靠性主要表征结构的能力问题；耐久性则主要反映时间问题。保证耐久性的必要构造措施隔绝或减轻环境因素对混凝土的作用控制混凝土裂缝为钢筋提供足够厚度的混凝土保护层现场混凝土耐久性质量检验现场钢筋保护层实际厚度表层混凝土强度，间接估计保护层混凝土的密室度质量引气混凝土，测定拌合物含气量及硬化混凝土的含气量、气泡间隔系数与抗冻耐久性指数DF值氯盐环境下，测定混凝土的氯离子扩散系数大体积混凝土温升绝对温升混凝土内部最高温升：

四、清水混凝土技术清水混凝土是指：结构混凝土硬化后不再对其表面进行任何装饰，以混凝土本色直接作为建筑物的外饰面，显得十分自然、庄重。重点：混凝土配制、模板、施工、养护。五、超高泵送混凝土技术超高层定义世界十大高层建筑序号工程名称所在城市建筑高度1台北101大厦台北508/4292国家石油双子星座大厦马来西亚451.93西尔斯大厦芝加哥4434金茂大厦上海420.55国际金融中心大厦（二期）香港4206中信广场大厦广州3917信兴广场大厦深圳3848帝国大厦纽约3819中环广场大厦香港37410中国银行大厦香港369混凝土泵送高度环球金融：492米广州电视塔：459.2米环球金融大厦泵送高度序号混凝土等级部位高度，m1C60核心筒F60以下巨型柱F68以下260.15293.752C50核心筒F60~F79巨型柱F68~F80340.14344.33C40

核心筒F79~F91巨型柱F80以上404.1754914C30楼板491超高泵送重点解决的问题水泥与外加剂的相容性（塌落保持时间）自密实作用泵送设备（布管、设备选型）超高泵送设备等方面截止阀水平卸压管逆止阀混凝土泵送连续泵管需要耐高压需要考虑管道混凝土的数量六、改性沥青路面施工技术路面破坏的现象：车辙、开裂、松散、泛油、坑槽等路面早期破坏的主要原因：沥青混合料组成不合理施工过程中沥青混合料离析沥青混凝土温度稳定性差采取的对策：沥青改性、沥青玛蹄脂碎石混合料

练习题一填空题：1钢筋混凝土寿命缩短的标志：混凝土碳化至（钢筋）表面，部分钢筋甚至不同程度的锈蚀。2要保持混凝土的耐久性，惟一的出路是防止混凝土（裂缝）二多选题：1高性能混凝土具有良