高性能商品混凝土制备、性能与应用技术ppt课件

1、高性能商品混凝土准备、性能和应用技术陈洪根教授级高孔南大学高尼路土木工程重点研究室2009年11月1日，主要内容：高性能商品准备要求高性能商品质量高性能商品组合设计高性能商品混凝土优化和曹征原则高性能商品混凝土施工技术掺合料和水泥的性能及应用相关问题高性能粉煤灰性能研究案例，2，混凝土术语，普通混凝土：干密度20000干硬性混凝土：混合料的崩塌度小于10mm，需要以非波浓度表示其一致性的混凝土。塑料混凝土：混合料倒塌度为1090mm的混凝土。流动性混凝土：混合物崩塌度为100150mm的混凝土。大流动性混凝土：混合料崩塌度大于160150mm的混凝土。不透水混凝土：不透水等级大于或等于P6等级

2、的混凝土。抗冻混凝土：抗冻等级大于或等于F50级的混凝土。高强度混凝土：强度等级在C60以上的混凝土。泵送混凝土：混合料的倒塌度在100mm以上，是泵送施工中使用的混凝土。大体积混凝土：混凝土结构实体的最小尺寸为1m或更大，或者水泥水化热导致混凝土内外温差过大，预计产生裂缝的混凝土。3，1，高性能商品混凝土准备要求，新拌作业性，泵性要求商品混凝土耐久性的要求，4，1.1流动性倒塌和坍落度=T1 to早期坍落度，T1泵坍落度，T坍落度，表11混凝土泵坍落度选择表大气压力分泌率要小。压力分泌率一般为40130毫升，70100毫升为宜。1.2泵性混凝土易于泵，不产生堵塞、分层分离、肥皂水等性能。6，

3、2，对商品混凝土强度的要求，中低强度混凝土：C20 C50高强度混凝土：C60C80配制强度7d和28d抗压强度关系一般相差10MPa左右，7d抗压强度需要28d抗压强度0.850.9倍左右。7，3，商品混凝土耐久性的3.1渗透性要求为P6、P8、P10、P12、P14。提高渗透性的措施：水泥32.5级以上，PII水泥和PO水泥好。320公斤/m3；使用。骨料的中士和连续梯度好。Dmax40mm降低泥浆含量和泥浆含量。适当提高含砂率，适当减少W/C，增加胶凝材料的用量。要求高的情况下，可以混合适量的减水剂、诱导剂或膨胀剂。8、F50、F100、F150、F200、F250、F300等抗寒性增强

4、措施：严格控制最大W/C。调节最低水泥用量。对抗制冷的要求较高(F50)，应混合诱导剂或诱导型减水剂。3.3其他耐久性指标：干缩满足小于0.040%的抗裂性：I级钢裂纹要求。碳化：达到设计寿命。耐蚀性(酸，SO=4，Cl-等)氯离子扩散系数低于71010-12m2/s，功率为1000C低于。碱骨料反应；不发生碱骨料反应。3.2抗冻性要求，9，2，以耐久性为主的HPC配合比设计规则，耐久性高的混凝土的第一个条件是裂缝性和体积稳定性好。其特点是低渗透(包括水密性和抗化学侵蚀性)、无裂纹、内部结构的自治性、长期强度缓慢、持续发展。以耐久性为主的HPC混合设计必须综合采用以下规律。10、低用水规律意味

5、着在满足业务性条件的情况下，将用水量降至最低。混凝土橡胶浸水的结果包括：减少压缩和折叠强度、增加吸水率和渗透性、减少水密性、增加收缩裂缝发生的可能性、骨料和水泥石界面粘合性、减少钢筋和混凝土界面抓地力、增加混凝土湿和干体积变化率、降低耐风化能力等。为了解决HPC用水量，必须为160千克/m3。11，低水泥用量规律是指在满足混凝土工作性和强度的前提下，尽量减少水泥用量，这是提高混凝土体积稳定性和裂缝性的重要措施。根据水泥水化过程，水泥和水的积极效果是混凝土的活性成分，是混凝土中粘结砂石骨料，形成整体强度的胶凝材料，但同时也是混凝土耐久性的主要劣化因素。氢氧化钙不稳定，容易溶于水，其含量过多对耐久

6、性不利，水泥的碱和活性骨料在CH条件下容易引起AAR反应。12，环境中的硫与Afm，C3A一起生成Aft或石膏，水泥石的体积可能膨胀。同时，水泥浆的杨怡过高，水化热、坍落度损失增大，塑性收缩裂缝的发生概率增大，混凝土弹性系数降低，干燥收缩率提高，蠕变值提高。因此，提高中、高强度混凝土的水泥用量并不能提高混凝土性能。13、最大累计密度法则是指优化混凝土中骨料的梯度设计，获得最大累计密度和最小间隙，以最小化水泥浆的使用量，降低砂含量，减少用水量和水泥用量，14、水-水泥比法则。一定范围内的混凝土抗压强度与混合物的回收率成正比减少W/s。但是，为了保证混凝土的抗裂性，水灰比要适中，不要太小，太小的W

7、/C容易提高混凝土自收缩率。15、活性掺合料和高效减水剂双掺法HPC的配制应发挥活性掺合料和高效减水剂的重叠效果，减少水泥用量和耗水量，使混凝土内部结构紧密，持续稳定发展混凝土强度，提高耐久性的目的。这样可以使混凝土具有高电阻和低电渗透。结论设计耐久性好的HPC配合比的关键是：水用量低(降低渗透性，混合减水剂，改善工作性)，水泥用量少(减少侵蚀，降低单位体积混凝土的碱含量，CH，C3A含量)，骨料用量增加(提高混凝土结构的稳定性)，采用矿物混合物(渗透性和固定体积)，16，水泥粉煤灰矿渣粉砂，石材骨料混合物水，3，高性能商业混凝土原料质量要求，17，1，水泥性能指标，18，2，粉煤灰，19，3

8、，矿渣粉，20，4，厚度骨料坍落度损失过大，一般渡边杏为1h，24，混凝土泵倒塌度与混凝土泵高度(见表1)相关，可以根据混凝土的泵倒塌度和倒塌损失计算混凝土的初始坍落度T0，即T0=T1 T。表1混凝土泵坍落度选择表，25，泵性泵性表示混凝土不产生堵塞、分层分离、出血等性能，泵性好的混凝土不仅需要混凝土原材料满足要求，而且流动性大，粘性好，维修性好。常压分泌量应小，压力分泌量一般控制在40130毫升，70130毫升为宜。26，2。准备强度根据混凝土结构设计强度要求，高性能混凝土强度等级为C40、C50、C60、C70、C80等。混凝土标准养护28d或自然养护600d的抗压强度目标率为95%以上

9、。对于C30或更高版本的混凝土，计算配方强度的标准偏差为3.0MPa或更高，通常为6.0MPa。因此混凝土配合强度：C60混凝土为69.9MPa，C50混凝土为59.9MPa，C40混凝土为49.9MPa。JTJ041-2000规定，配方强度必须至少是设计强度的1.15倍。27、混凝土的抗压强度是结构混凝土最重要的指标，应满足设计要求，混凝土强度等级保证率不低于95%。但是混凝土的抗压强度也渡边杏太高。也就是说，基准值太多。设计强度在3级以上的情况下，这种混凝土不是最佳混凝土，不仅增加了材料成本，而且混凝土的胶凝材料用量过高，降低了混凝土的长期耐久性。，28，3。对混凝土耐久性的认识近年来不断

10、提高，在国外各标准中，耐久性也是混凝土最重要的指标，混凝土不再需要考虑特殊要求的耐久性，而是必须考虑所有混凝土。特别是对大型桥梁要求寿命超过100年的重大工程，要更加重视混凝土的耐久性。29、欧洲混凝土协会(CEB)和国际预应力混凝土协会(FIP)1990年模型规范的规定，分类细致、科学、控制指标合理。在CEB-FIP模式规格中，有混凝土的环境分为5级9、(1)干燥环境、(2)潮湿环境(解冻和东海2级)、(3)有东海和制冰剂的潮湿环境、(4)海水环境(2级)，33提出了混凝土氯离子侵入性指标(见表2)。31，表2混凝土氯离子侵入性指标，32，C40以下中低档混凝土的一般耐久性主要是调节最大水灰

11、比和最小水泥用量。对于C40以上混凝土的耐久性，应考虑水泥材料，尤其是水泥的最大使用量、水化热、收缩裂缝等控制问题，以及对潮湿环境的东海作用等，并应考虑通过吸力提高混凝土的耐久性(抗冻性和渗透性)。对于海水环境和侵蚀性化学环境，要根据具体情况考虑氯化盐、维特里乌斯、各种酸的腐蚀及碱骨料反应。对预应力混凝土和钢筋混凝土也要考虑碳化和钢筋腐蚀等问题。33，4。与水-灰比相关，水-灰比是决定混凝土强度的最重要因素。JGJ55-2000中规定的水灰比计算公式为，34，碎石混凝土，回归系数=0.46，=0.07，水泥28d抗压强度的测量值。为混凝土配制强度。42.5级PO水泥，采用47.5MPa时，C4

12、0混凝土w/c=0.42，C50混凝土，w/c=0.35，C60混凝土，w/c=0.30。35，5。关于用水量的水与混凝土强度等级、石头的最大粒度、沙子的细度系数以及外加剂的使用有关。为了控制胶凝材料的量，保证骨料的量，单位用水量随着混凝土强度等级的增加而减少，因此，对于高强度级混凝土，应掺入高效碱剂，控制混凝土的单位用水量和水泥用量。在普通混凝土中，外加剂的减缩率是掺合料混凝土的水。对于C40C50的泵送混凝土，崩塌度为160200mm，一般用水量在155180 kg/m3之间。耐久性高的混凝土的用水量必须小于165 kg/m3。36，6。有关胶凝材料使用量的水泥和外加剂(包括粉煤灰、矿渣粉

13、等)总量。一般来说，中等强度混凝土胶凝材料的数量为500kg/m3，JTJ041-2000规定，高强度混凝土，水泥用量为500kg/m3以下，胶凝材料的用量为550kg/m3以下。这对桥梁用混凝土很重要。调节胶凝材料的量有利于减少预应力混凝土的收缩和徐变，降低水化热，防止收缩裂缝，有利于长期耐久性。37，7。砂率和粗骨料的杨怡合理砂率是保证混凝土工作性和长期耐久性的重要因素。沙子率太低，混凝土和易容性变差，混凝土内部密度不保证。沙子率太大，砂浆过多，粗骨料的杨怡减少，水泥的使用量和水的杨怡增加，不利于混凝土的收缩和蠕变性能。死率计算公式为，38，预应力混凝土的粗骨料使用量必须大于1100kg/

14、m3。这是减少混凝土收缩蠕变和耐久性所必需的。39，8。随着有关外加剂和外加剂的混凝土技术的发展，外加剂和外加剂是高性能混凝土不可缺少的重要组成部分，其应用越来越普遍。因此，配合比设计也是混凝土配合比设计中必须确定的重要参数。为了减少用水量，减少w/c，调整水泥用量，提高混凝土的耐久性，复合高效减水剂和活性掺合料的正确选择是关键。40，混凝土外加剂品种很多，性能各异。高性能混凝土的配制主要采用复合高效减水剂，有混凝和空气吸引作用，有高效减水剂的吸附分散和润滑润湿作用，减少W/C，改善混合能源土壤的流动性，统一混凝土内部结构，改善纸浆和骨料的界面粘合性，提高混凝土密度，提高强度，具有适当的进气作

15、用(含气量为3% 4)最常用的优质粉煤灰和矿渣粉，等级粉煤灰宽，价格便宜。外加剂的应用不仅仅是为了降低成本节约资源，更重要的是改善混凝土的性能。优质粉煤灰在混凝土中具有形态效果、微集效果、活性效果，特别是在高效减水剂的复合作用中，可以充分发挥这三种效果。42、硬化水泥石中氢氧化钙晶体含量约占20%，氢氧化钙为六角形或柱形晶体，颗粒粗，容易在原虫水空间或骨料界面生成，晶体方向性强，溶解性最大的水合产物，稳定性差，氢氧化钙减弱了水泥石和骨料的界面附着力，容易产生淡水，在混凝土中混合活性矿物混合物，引起水泥水化产物氢氧化钙和二次反应，稳定的C-混凝土的强度持续增长，耐久性得到改善。43、GBJ146-90标准规定，粉煤灰在预应力混凝土中取代25%以下的硅酸盐水泥，在普通水泥中取代15%以下的硅酸盐水泥，在钢筋混凝土中取代25%以下的硅酸盐水泥，在20%以下的普通水泥中取代普通水泥。实验表明，该含量，尤其是与高效减水剂复合时，完全保证了混凝土的力学性能、碳化、钢筋腐蚀的抗蚀性。而且对干燥收缩、维特里乌斯侵蚀、氯离子腐蚀都有改善作用。44，9。针对混凝土试验和偏好计算的混凝土，调整试验和配合比，验证工作性、强度和耐久性，最佳配合比是HPC设计的关键部分。45，测量混凝土的便利性，包括流动性、保守性、粘性、坍落度和损失、泵性等，满足工程