高性能混凝土培訓(xùn)

1、 鄭西鐵路客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土知識(shí)培訓(xùn)第一部分：客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土基本理論知識(shí)與配制技術(shù)第二部分：客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第三部分：客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土施工和耐久性檢驗(yàn)要點(diǎn)第四部分：討論鄭西鐵路客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土知識(shí)培訓(xùn)內(nèi)容之一客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土基本理論知識(shí)與配制技術(shù)鐵道科學(xué)研究院鐵道建筑研究所三門(mén)峽2006年5月20日主要內(nèi)容 1、引言 2、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀 3、高性能混凝土的組成與結(jié)構(gòu) 4、客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土的配制技術(shù)混凝土混凝土定義：是一種將具有膠結(jié)性質(zhì)的材料和骨定義：是一種將具有膠結(jié)性質(zhì)的材料和骨料或集料（如石、砂）以及填料（粉細(xì)顆料或集料（如石、砂）以及填

2、料（粉細(xì)顆粒）混合并澆注成型后，經(jīng)凝固硬化而粘粒）混合并澆注成型后，經(jīng)凝固硬化而粘結(jié)成為整體的一系列建筑材料。結(jié)成為整體的一系列建筑材料。水泥混凝土 Cement concrete 瀝青混凝土 Asphalt Concrete 聚合物混凝土 Polymer Concrete 硫磺混凝土1、引言With cement as cementitious materials and the most widely used materials in modern civil and architectural constructions以水泥為膠結(jié)材，在現(xiàn)代土木建筑工程中最為以水泥為膠結(jié)材，在現(xiàn)代土木

3、建筑工程中最為廣泛應(yīng)用的一類(lèi)建筑材料。廣泛應(yīng)用的一類(lèi)建筑材料。水泥混凝土水泥混凝土混凝土混凝土Cement Concrete-Concrete 20世紀(jì)世紀(jì)8080年代，美國(guó)國(guó)家材料委員會(huì)提年代，美國(guó)國(guó)家材料委員會(huì)提出：要為新世紀(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開(kāi)發(fā)高性能出：要為新世紀(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)開(kāi)發(fā)高性能的建筑材料，包括鋼材、混凝土、塑料等。的建筑材料，包括鋼材、混凝土、塑料等。 19901990年年5 5月，在美國(guó)馬里蘭州月，在美國(guó)馬里蘭州Gaithers-burg 城由城由 NIST 和和 ACI 主辦了第一次關(guān)于主辦了第一次關(guān)于HPC的國(guó)際研討會(huì)，會(huì)議首次提出關(guān)于高性的國(guó)際研討會(huì)，會(huì)議首次提出關(guān)于高性

4、能混凝土的定義。能混凝土的定義。定義定義 高性能混凝土高性能混凝土具有所要求的性能和勻質(zhì)性的具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長(zhǎng)期力學(xué)混凝土。例如易于澆注和壓實(shí)而不離析、高長(zhǎng)期力學(xué)性能、高早強(qiáng)、高韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用性能、高早強(qiáng)、高韌性、體積穩(wěn)定、嚴(yán)酷環(huán)境中使用壽命長(zhǎng)。壽命長(zhǎng)。 采用傳統(tǒng)的組分、普通的攪拌、澆注與養(yǎng)護(hù)操作，采用傳統(tǒng)的組分、普通的攪拌、澆注與養(yǎng)護(hù)操作，是不可能日常生產(chǎn)這種混凝土的。是不可能日常生產(chǎn)這種混凝土的。高性能混凝土國(guó)際研討會(huì)高性能混凝土國(guó)際研討會(huì)（1990） 高性能混凝土的特性，是針對(duì)一定的應(yīng)用高性能混凝土的特性，是針對(duì)一定的應(yīng)用和

5、環(huán)境所要求的。例如：和環(huán)境所要求的。例如： 易于澆注易于澆注 早期強(qiáng)度早期強(qiáng)度 滲透性滲透性 水化熱水化熱 體積穩(wěn)定性體積穩(wěn)定性 可搗實(shí)、不離析可搗實(shí)、不離析 長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì)長(zhǎng)期力學(xué)性質(zhì) 密度密度 韌性韌性 在服務(wù)環(huán)境中運(yùn)行在服務(wù)環(huán)境中運(yùn)行壽命長(zhǎng)久壽命長(zhǎng)久 高性能混凝土的許多特性是相互關(guān)聯(lián)的，高性能混凝土的許多特性是相互關(guān)聯(lián)的，改變其中一個(gè)常牽扯到一或多個(gè)其他特性發(fā)生變改變其中一個(gè)常牽扯到一或多個(gè)其他特性發(fā)生變化。因此，如果對(duì)某一應(yīng)用提供的混凝土有若干化。因此，如果對(duì)某一應(yīng)用提供的混凝土有若干特性必須同時(shí)滿(mǎn)足，則必須將其中每一項(xiàng)都在合特性必須同時(shí)滿(mǎn)足，則必須將其中每一項(xiàng)都在合同書(shū)上規(guī)定清楚。同書(shū)

6、上規(guī)定清楚。 美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)美國(guó)混凝土學(xué)會(huì) 1998 高性能混凝土為一種新型高技術(shù)混凝土，高性能混凝土為一種新型高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土，是以耐久性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途的要性作為設(shè)計(jì)的主要指標(biāo)，針對(duì)不同用途的要求，對(duì)下列性能有重點(diǎn)的加以保證：耐久性、求，對(duì)下列性能有重點(diǎn)的加以保證：耐久性、施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)施工性、適用性、強(qiáng)度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。性。 吳中偉吳中偉 國(guó)內(nèi)高性能混凝土的定義國(guó)內(nèi)高性能混凝土的定義 高性能混凝土高性能混

7、凝土 (high performance concrete) 以耐久性為基本要求并用常規(guī)材料和常規(guī)工藝制造的水泥基混凝土。 這種混凝土在配比上的特點(diǎn)是摻加合格的礦物摻和料和高效減水劑，取用較低的水膠比和較少的水泥用量，并在制作上通過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量控制，使其達(dá)到良好的工作性、均勻性、密實(shí)性和體積穩(wěn)定性。 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南 （CECS2004-01）客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土 1、較嚴(yán)格的原材料品質(zhì)要求 2、混凝土強(qiáng)度等級(jí)無(wú)具體要求 3、流動(dòng)度根據(jù)施工要求確定 4、均有含氣量要求 5、電通量、抗裂性、抗堿骨料反應(yīng)作為基本耐久性指標(biāo) 6、根據(jù)環(huán)境作用等級(jí)和結(jié)構(gòu)部位要

8、求抗腐蝕、抗凍、抗?jié)B性能等耐久性指標(biāo)尚有一些未體現(xiàn)的指標(biāo)如絕熱溫升、徐變、收縮等 19871987年美國(guó)材料顧問(wèn)委員會(huì)提交的一篇報(bào)告引起年美國(guó)材料顧問(wèn)委員會(huì)提交的一篇報(bào)告引起了轟動(dòng)：約了轟動(dòng)：約25.325.3萬(wàn)座橋梁的混凝土橋面板，其中部分萬(wàn)座橋梁的混凝土橋面板，其中部分使用不到使用不到2020年，就已不同程度地破壞，且每年還將新年，就已不同程度地破壞，且每年還將新增增3.53.5萬(wàn)座。萬(wàn)座。 由于混凝土橋面板開(kāi)裂普遍，因此轉(zhuǎn)向使用高強(qiáng)由于混凝土橋面板開(kāi)裂普遍，因此轉(zhuǎn)向使用高強(qiáng)混凝土，但是看來(lái)這無(wú)濟(jì)于事。根據(jù)國(guó)家公路合作研混凝土，但是看來(lái)這無(wú)濟(jì)于事。根據(jù)國(guó)家公路合作研究計(jì)劃究計(jì)劃199519

9、95年檢查的結(jié)果表明：年檢查的結(jié)果表明：1010萬(wàn)座混凝土橋面板萬(wàn)座混凝土橋面板是在混凝土澆筑后一個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)間隔是在混凝土澆筑后一個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)間隔13米的貫穿性米的貫穿性裂縫。裂縫。2、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀、高性能混凝土的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀 不是強(qiáng)度，而是混凝土的堅(jiān)固性（沒(méi)有不是強(qiáng)度，而是混凝土的堅(jiān)固性（沒(méi)有裂縫）對(duì)其運(yùn)行條件下保證混凝土的水密性裂縫）對(duì)其運(yùn)行條件下保證混凝土的水密性和耐久性起關(guān)鍵的作用。和耐久性起關(guān)鍵的作用。 P.K.Mehta 耐久性耐久性影響未來(lái)的關(guān)鍵問(wèn)題影響未來(lái)的關(guān)鍵問(wèn)題混凝土結(jié)構(gòu)劣化破壞分類(lèi) 1、磨蝕：機(jī)械磨耗、沖刷磨損、氣蝕 2、物理作用：干濕交替、水的滲透、

10、凍融、鹽的結(jié)晶 3、化學(xué)作用：化學(xué)介質(zhì)侵蝕（水解、軟水、置換、硫酸鹽）、AAR、CaO和MgO水化 4、鋼筋銹蝕：碳化引起、Cl-引起近代混凝土技術(shù)鐵路工程混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫規(guī)混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境類(lèi)別分為5種環(huán)境類(lèi)別、17種環(huán)境作用等級(jí)。(1)碳化環(huán)境(2)氯鹽環(huán)境(3)化學(xué)侵蝕環(huán)境(4)凍融破壞環(huán)境(5)磨蝕環(huán)境。 混凝土結(jié)構(gòu)劣化破壞原因分類(lèi)一個(gè)不透水，但存在非一個(gè)不透水，但存在非連續(xù)微裂縫，且多孔的連續(xù)微裂縫，且多孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)環(huán)境作用（第一階段）環(huán)境作用（第一階段）（無(wú)可見(jiàn)損傷）（無(wú)可見(jiàn)損傷）1. 1. 侵蝕作用侵蝕作用（冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)）（冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)）2.

11、 2. 荷載作用荷載作用（循環(huán)荷載、沖擊荷載（循環(huán)荷載、沖擊荷載） 由于微裂縫和孔隙由于微裂縫和孔隙連通起來(lái)，不透水性逐連通起來(lái)，不透水性逐漸喪失漸喪失環(huán)境作用（第二階段）環(huán)境作用（第二階段）（損傷的開(kāi)始與擴(kuò)展）（損傷的開(kāi)始與擴(kuò)展）水的滲入水的滲入O O2 2、COCO2 2滲入滲入酸性離子（酸性離子（ClCl- , - , SOSO4 4- -) )滲入滲入A：以下原因使孔隙內(nèi)靜水：以下原因使孔隙內(nèi)靜水壓增大、混凝土膨脹：鋼筋壓增大、混凝土膨脹：鋼筋銹蝕、堿銹蝕、堿-骨料反應(yīng)、水結(jié)骨料反應(yīng)、水結(jié)冰、硫酸鹽侵蝕冰、硫酸鹽侵蝕B：混凝土強(qiáng)度與剛度降低：混凝土強(qiáng)度與剛度降低開(kāi)裂、剝落與整體性喪失開(kāi)

12、裂、剝落與整體性喪失混凝土受環(huán)境作用產(chǎn)生劣化的混凝土受環(huán)境作用產(chǎn)生劣化的“整體性整體性”模型模型 以耐久性為基本要求的高性能混凝土并不能避免環(huán)境對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞作用。 但是，高性能混凝土可以延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。 有關(guān)混凝土結(jié)構(gòu)使用壽命的設(shè)計(jì)理論也越來(lái)越被人們關(guān)注。1 香港青馬大橋 設(shè)計(jì)使用壽命120年，要求所用混凝土滿(mǎn)足如下要求：q Cl擴(kuò)散系數(shù)小于910-13m2/s(1300庫(kù)侖) q 混凝土28天立方體試件配比強(qiáng)度50MPaq 普通水泥/2535%粉煤灰/6575%礦渣q 水泥用量350550kg/m3q 水膠比0.4q 膠結(jié)料中最大氯離子含量0.06%q 堿含量（折合Na2O）

13、 3kg/m3現(xiàn)代高性能混凝土的應(yīng)用實(shí)例 2 英吉利利海峽隧道 設(shè)計(jì)使用壽命120年，要求混凝土滿(mǎn)足如下要求：q Cl擴(kuò)散系數(shù)小于K=1.410-13m/s (1300庫(kù)侖)q 水泥采用兩種當(dāng)?shù)睾９び玫乃?，C3A含量為0.690.77%, 400kg/m3q 水灰比0.350.32，坍落度100mmq 砂：由石灰石碎石與石英石組成，01mm硅質(zhì)河砂、04mm和38mm兩級(jí)石灰石碎石q 粗骨料：粒徑512.5mm的石灰石碎石?，F(xiàn)代高性能混凝土的應(yīng)用實(shí)例 3 日本明石大橋 設(shè)計(jì)使用壽命120年，橋墩混凝土采用免振自密實(shí)混凝土，橋面及梁采用泵送高性能混凝土。要求混凝土滿(mǎn) 足如下要求：q Cl擴(kuò)散系

14、數(shù)小于1000庫(kù)侖q W/B0.35，膠凝材料用量500kg/m3，其中水泥60，其余為礦渣及粉煤灰。4、長(zhǎng)江三峽大壩長(zhǎng)江三峽大壩（2002/11/17）3、高性能混凝土的組成與結(jié)構(gòu)3.1 混凝土如何高性能化3.2 影響混凝土性能的因素3.3 礦物摻合料3.4 減水劑3.5 小結(jié) 3.1混凝土如何高性能化 （1）高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)高性能混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 高性能混凝土是在與普通混凝土相對(duì)比的基礎(chǔ)上提出的高性能混凝土是在與普通混凝土相對(duì)比的基礎(chǔ)上提出的概念。概念。 相比而言：相比而言： A、孔隙率很低、孔隙率很低 B、水化物中、水化物中Ca(OH)2減少、減少、CSH和和AFt增多增多 C、未

15、水化顆粒多，未水化顆粒和礦物細(xì)摻料等各級(jí)中、未水化顆粒多，未水化顆粒和礦物細(xì)摻料等各級(jí)中心質(zhì)增多，各中心質(zhì)間距離縮短，有利的中心質(zhì)效應(yīng)增心質(zhì)增多，各中心質(zhì)間距離縮短，有利的中心質(zhì)效應(yīng)增多，中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)骨架得到強(qiáng)化多，中心質(zhì)網(wǎng)絡(luò)骨架得到強(qiáng)化 D、界面過(guò)渡層厚度小，并且孔隙率低、界面過(guò)渡層厚度小，并且孔隙率低、 Ca(OH)2數(shù)量數(shù)量減少，取向程度下降減少，取向程度下降(2)混凝土高性能化的途徑和方法混凝土高性能化的途徑和方法A 降低水膠比降低水膠比 可大量減少水泥石的孔隙?？纱罅繙p少水泥石的孔隙。 在無(wú)外加劑摻入的情況下，水灰比大于在無(wú)外加劑摻入的情況下，水灰比大于0.5時(shí)混時(shí)混凝土才具有可施工的

16、流動(dòng)性。凝土才具有可施工的流動(dòng)性。方法：摻入高效減水劑方法：摻入高效減水劑 水灰比與水泥石結(jié)構(gòu)水灰比與水泥石結(jié)構(gòu)水水泥漿水泥石水泥凝膠水泥顆粒水 方法：摻入礦物質(zhì)摻合料 普通混凝土粗骨料與水泥石之間的界面上積滯著大量的Ca(OH)2； Ca(OH)2在界面上的結(jié)晶與定向排列，是混凝土強(qiáng)度與耐久性低下的主要原因。 改善砼中骨料與水泥石之間的界面結(jié)構(gòu)，是高性能砼必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。B 改善砼中水泥石與粗骨料之間的界面結(jié)構(gòu)C 改善混凝土中水泥石的孔結(jié)構(gòu) 引入封閉孔。在相同的孔隙率下，封閉孔的滲透系數(shù)最低。方法：摻入優(yōu)質(zhì)引氣劑。優(yōu)質(zhì)原材料3.2 影響混凝土性能的因素影響混凝土性能的因素（1）水泥特性對(duì)

17、混凝土影響）水泥特性對(duì)混凝土影響Cement influence on durability of concrete高含堿量、高比表面積、高C3S、高C3A、高SO3 使水泥水化熱大、水化快、早期強(qiáng)度高、徐變小、使混凝土延伸性低。易使混凝土溫度收縮、自收縮和干燥收縮使混凝土開(kāi)裂。（2）骨料特性對(duì)混凝土影響）骨料特性對(duì)混凝土影響Aggregate influence on durability of concrete集料特性對(duì)混凝土耐久性的影響光滑的表面界面粘結(jié)性差堿活性ASR高空隙率不利于抗收縮和抗凍融低彈模增加體積收縮級(jí)配差增加水泥用量高含泥量粘結(jié)性差，增加干燥收縮很低的熱膨脹系數(shù)與漿體變形

18、不一致（3）拌和物特性對(duì)混凝土耐久性的影響）拌和物特性對(duì)混凝土耐久性的影響拌和物特性對(duì)混凝土耐久性的影響高水泥用量提高溫度，增加收縮和易裂性低水泥用量增加滲透性高用水量增加體積收縮高細(xì)度摻和料增加自收縮和干燥收縮早強(qiáng)劑、防凍劑減小徐變、增加收縮（4）礦物摻和料對(duì)混凝土性能的影響）礦物摻和料對(duì)混凝土性能的影響（5）外加劑對(duì)混凝土性能的影響）外加劑對(duì)混凝土性能的影響（6）澆筑特性對(duì)混凝土耐久性影響）澆筑特性對(duì)混凝土耐久性影響 Cast influence on durability of concrete澆筑特性對(duì)混凝土耐久性影響材料溫度高澆筑后混凝土溫度高環(huán)境溫度高加速水化和干燥離析不均勻收縮表

19、面水分蒸發(fā)快可造成塑性裂縫養(yǎng)護(hù)不足時(shí)早期干縮、長(zhǎng)時(shí)間則凝膠多，后期干燥收縮大（7）環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響）環(huán)境對(duì)混凝土耐久性的影響Environment influence on durability of concrete環(huán)境特性對(duì)混凝土耐久性的影響氣候干燥混凝土干燥開(kāi)裂混凝土處于地面以上無(wú)水分補(bǔ)充嚴(yán)寒地區(qū)路橋除冰鹽影響凍融循環(huán)受凍融循環(huán)而開(kāi)裂存在氯化物腐蝕鋼筋存在硫酸鹽等侵蝕性介質(zhì) 侵蝕混凝土 粉煤灰（FA）：發(fā)電廠煤粉燃燒后的未燃盡無(wú)機(jī)殘?jiān)?。磨?xì)礦渣粉（BFS）：主要成份為CaO2、Al2O3和SiO2等。來(lái)自于鐵礦石煉鐵高爐。 硅粉（SF）：硅和含硅合金時(shí)所產(chǎn)生的副產(chǎn)品。偏高嶺土粉（

20、MK）：黏土經(jīng)煅燒生成的無(wú)定形鋁硅酸鹽。 天然沸石粉（NZ）。 礦物摻合料的功能不同，起著不同的作用。重點(diǎn)討論磨細(xì)礦渣粉和粉煤灰。3.3 礦物摻合料水泥、粉煤灰、礦渣的化學(xué)成分礦物摻合料一般具有如下作用： 1）填充骨料的間隙及形成潤(rùn)滑膜； 2）消納氫氧化鈣，改善過(guò)渡區(qū)（火山灰反應(yīng)），同時(shí)生成膠凝性產(chǎn)物； 3）對(duì)水泥的分散作用，降低水膠比，改善水泥在低水膠比下的水化環(huán)境； 4）延緩初期水化速率，形成較低水膠比、較大水灰比的有利環(huán)境； 5）降低溫升，改善徐變能力，減小早期形成熱裂縫的危險(xiǎn)。 1、填充效應(yīng) 2、流化效應(yīng) 3、耐久效應(yīng) 4、強(qiáng)度效應(yīng)礦物摻合料產(chǎn)生效應(yīng)粉煤灰粉煤灰 粉煤灰的密度只有水泥的

21、粉煤灰的密度只有水泥的2/32/3，因此采，因此采用大摻量粉煤灰混凝土，同時(shí)添加高效減水用大摻量粉煤灰混凝土，同時(shí)添加高效減水劑時(shí)，可以大幅度降低水膠比，獲得普通混劑時(shí)，可以大幅度降低水膠比，獲得普通混凝土條件下無(wú)法達(dá)到的使用效果。凝土條件下無(wú)法達(dá)到的使用效果。掃描電鏡下粉煤灰的形貌掃描電鏡下粉煤灰的形貌粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響1. 新拌混凝土新拌混凝土 1）增加漿體含量、增大粘聚性、不易離析，增加漿體含量、增大粘聚性、不易離析，改善可泵性，容易振實(shí)；改善可泵性，容易振實(shí)； 2 2）延緩拌合物凝結(jié)時(shí)間，減小坍落度損失；）延緩拌合物凝結(jié)時(shí)間，減小坍落度損失； 3 3）減小

22、泌水速率，但凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)）減小泌水速率，但凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)( (尤其低溫尤其低溫季節(jié)），需要及早覆蓋養(yǎng)護(hù)；季節(jié)），需要及早覆蓋養(yǎng)護(hù)； 4 4）降低水化熱。）降低水化熱。粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響粉煤灰對(duì)混凝土性能的影響2. .硬化混凝土硬化混凝土 1 1）早期強(qiáng)度發(fā)展速率延緩（程度取決所用水泥），）早期強(qiáng)度發(fā)展速率延緩（程度取決所用水泥），但也隨溫度升高加快；但也隨溫度升高加快； 2 2）早期應(yīng)力松弛作用強(qiáng)，抗裂性能好；）早期應(yīng)力松弛作用強(qiáng)，抗裂性能好； 3 3）后期微結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度大，耐久性良）后期微結(jié)構(gòu)密實(shí)、強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度大，耐久性良好；好； 4 4）預(yù)防混凝土的耐久性病害發(fā)生，如堿）預(yù)防

23、混凝土的耐久性病害發(fā)生，如堿骨料反骨料反應(yīng)。應(yīng)。 5 5）提高混凝土抵抗環(huán)境因素劣化破壞的能力?？梗┨岣呋炷恋挚弓h(huán)境因素劣化破壞的能力?？沽蛩猁}侵蝕、抗氯離子滲透等。硫酸鹽侵蝕、抗氯離子滲透等。大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律大摻量粉煤灰混凝土強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律水泥水泥 150 kg/m3; 粉煤灰粉煤灰200 kg/m3；水膠比水膠比 0.29混凝土抗壓強(qiáng)度：混凝土抗壓強(qiáng)度： 3天天 22MPa （試件）（試件） 7天天 34MPa 28天天 52MPa 90天天 70MPa 365天天 100MPa 目前目前，國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)有關(guān)粉煤灰混凝土的研究，都國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)有關(guān)粉煤灰混凝土的研究，都是在相

24、同膠凝材料用量前提下，變化水泥與粉煤灰摻量，是在相同膠凝材料用量前提下，變化水泥與粉煤灰摻量，而不調(diào)整混凝土水膠比；以等坍落度評(píng)價(jià)拌合物的工作度；而不調(diào)整混凝土水膠比；以等坍落度評(píng)價(jià)拌合物的工作度；以檢測(cè)普通水泥混凝土的以檢測(cè)普通水泥混凝土的20養(yǎng)護(hù)試件養(yǎng)護(hù)試件進(jìn)行比較研究，其進(jìn)行比較研究，其結(jié)果必然是隨著粉煤灰摻量增大、水泥用量減少，混凝土結(jié)果必然是隨著粉煤灰摻量增大、水泥用量減少，混凝土的強(qiáng)度發(fā)展速率和抗碳化等耐久性能指標(biāo)下降。的強(qiáng)度發(fā)展速率和抗碳化等耐久性能指標(biāo)下降。 實(shí)際上，在骨料、粉煤灰的質(zhì)量改善的前提下，變化實(shí)際上，在骨料、粉煤灰的質(zhì)量改善的前提下，變化拌合物的水膠比、適當(dāng)調(diào)整混凝

25、土拌合物的坍落度，完全拌合物的水膠比、適當(dāng)調(diào)整混凝土拌合物的坍落度，完全可以配制出粉煤灰摻量大、強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足工程要求，且其可以配制出粉煤灰摻量大、強(qiáng)度發(fā)展?jié)M足工程要求，且其他性能優(yōu)異的高性能混凝土。他性能優(yōu)異的高性能混凝土。磨細(xì)高爐礦渣磨細(xì)高爐礦渣 需要干燥后粉磨，使用成本較高；需要干燥后粉磨，使用成本較高； 2）密度、需水量與水泥接近，需水量隨）密度、需水量與水泥接近，需水量隨粉磨細(xì)度變化??；粉磨細(xì)度變化??； 3）隨細(xì)度增大，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展加）隨細(xì)度增大，混凝土早期強(qiáng)度發(fā)展加快，適用于蒸養(yǎng)制品；快，適用于蒸養(yǎng)制品； 4）開(kāi)始水化后呈加速，比水泥快，摻量）開(kāi)始水化后呈加速，比水泥快，摻量在

26、在70%以上，才能起明顯降低溫升效果以上，才能起明顯降低溫升效果。 3.4 減水劑 品種品種性能性能第一代減水劑第一代減水劑第二代減水劑第二代減水劑第三代減水劑第三代減水劑木鈣、木鈉、木鎂等木鈣、木鈉、木鎂等萘系、密胺系、氨基磺酸系、萘系、密胺系、氨基磺酸系、脂肪系等脂肪系等聚羧酸系聚羧酸系減水率減水率一般摻量：一般摻量：5%8%飽和摻量：飽和摻量：12%左右左右一般摻量：一般摻量：15%20%飽和摻量：飽和摻量：30%左右左右一般摻量：一般摻量：25%30%飽和摻量：大于飽和摻量：大于45%對(duì)混凝土拌合對(duì)混凝土拌合物綜合性能的物綜合性能的影響影響超摻時(shí)，緩凝嚴(yán)重，引氣超摻時(shí)，緩凝嚴(yán)重，引氣量

27、大，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，單量大，強(qiáng)度下降嚴(yán)重，單用時(shí)易引起混凝土質(zhì)量事用時(shí)易引起混凝土質(zhì)量事故故摻萘系混凝土拌合物的坍落度損失摻萘系混凝土拌合物的坍落度損失大、易泌水大、易泌水摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大摻密胺系混凝土拌合物坍落度損失大、粘度大、粘度大混凝土拌合物流動(dòng)性和流動(dòng)性保持混凝土拌合物流動(dòng)性和流動(dòng)性保持好，很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等好，很少發(fā)生泌水、分層、緩凝等現(xiàn)象現(xiàn)象強(qiáng)度發(fā)展強(qiáng)度發(fā)展28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在115%左左右右28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在120%135%左右左右28d強(qiáng)度比一般在強(qiáng)度比一般在140%以上以上對(duì)混凝土體積對(duì)混凝土體積穩(wěn)定性的影響穩(wěn)定性的影響對(duì)混凝土的體

28、積穩(wěn)定性影對(duì)混凝土的體積穩(wěn)定性影響不大響不大萘系增加混凝土塑性收縮，一般也增萘系增加混凝土塑性收縮，一般也增加混凝土加混凝土28d的收縮率。密胺系可降的收縮率。密胺系可降低混凝土低混凝土28d的收縮率的收縮率與萘系相比，對(duì)混凝土塑性收縮的與萘系相比，對(duì)混凝土塑性收縮的影響大大減少，一般不增加混凝土影響大大減少，一般不增加混凝土的的28d收縮率。收縮率。鉀鈉離子鉀鈉離子不大不大一般在一般在5%15%之間之間一般在一般在0.2%1.5%之間之間環(huán)保性能及其環(huán)保性能及其他有害物質(zhì)含他有害物質(zhì)含量量環(huán)保性好，一般不含有害環(huán)保性好，一般不含有害物質(zhì)物質(zhì)環(huán)保性能差，生產(chǎn)過(guò)程使用大量甲環(huán)保性能差，生產(chǎn)過(guò)程使

29、用大量甲醛、萘、苯酚等有害物質(zhì)，成分中也醛、萘、苯酚等有害物質(zhì)，成分中也含有一定量的有害物質(zhì)。含有一定量的有害物質(zhì)。生產(chǎn)和使用過(guò)程中均不含任何有害生產(chǎn)和使用過(guò)程中均不含任何有害物質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)異。物質(zhì)，環(huán)保性能優(yōu)異。 聚羧酸系減水劑的特點(diǎn)：（1）高減水率）高減水率 水泥的分散能力強(qiáng)，減水率高，可大幅度降低砼單方用水量不同外加劑的用量與減水率關(guān)系不同外加劑的用量與減水率關(guān)系 （2）坍落度損失?。┨涠葥p失小 混凝土拌合物的流動(dòng)性大，且保持混凝土坍落度損失功能好；高強(qiáng)混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)變化高強(qiáng)混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)變化 萘磺酸鹽系高效減水劑是一種剛性鏈橫臥吸附，減水率相對(duì)低，控制坍落度損失功能差。 聚

30、羧酸系減水劑是齒輪型、引線型吸附。在水泥顆粒表面，形成立體排斥力。減水率高，控制坍落度損失功能好。 水泥粒子對(duì)減水劑吸附形態(tài)，因減水劑的類(lèi)型及結(jié)構(gòu)而不同，對(duì)減水性能及控制坍落度損失均有很大影響。萘系減水劑特種木質(zhì)素磺酸鹽聚羧酸鹽化學(xué)外加劑吸附模型 減水劑控制坍落度損失機(jī)理 （3）不含Na2SO4,堿含量低，對(duì)混凝土耐久性有利。（4）收縮小，對(duì)防止混凝土開(kāi)裂有利（5）分子結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)，容易接枝合成不同性能要求的產(chǎn)品3.5 小結(jié) 選用品質(zhì)良好的原材料，較低的水膠比和較少的水泥用量，合理的應(yīng)用礦物摻合料和高性能引氣減水劑是實(shí)現(xiàn)混凝土高性能化的主要技術(shù)途徑。 高效減水劑能降低砼的水灰比、增大坍落度和控

31、制坍落度損失，賦予混凝土高的密實(shí)度和優(yōu)異的施工性能。 礦物摻合料填充膠凝材料的空隙，參與膠凝材料的水化反應(yīng)，除了降低水化熱、提高混凝土的密實(shí)度外，還改善混凝土的界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的耐久性與強(qiáng)度。4、客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土的配制技術(shù)4.1 各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍4.2 客運(yùn)專(zhuān)線混凝土相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別與聯(lián)系4.3 關(guān)于水下混凝土的配制4.4 強(qiáng)度和耐久性評(píng)定齡期4.5 混凝土配合比的選定4、客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土的配制技術(shù)4.1各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)：適用于客運(yùn)專(zhuān)線鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收。（噴射混凝土和特種混凝土除外）客運(yùn)專(zhuān)線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)

32、準(zhǔn)：適用于旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度200-350km/h的標(biāo)準(zhǔn)軌距客運(yùn)專(zhuān)線鐵路隧道工程施工的質(zhì)量驗(yàn)收?？瓦\(yùn)專(zhuān)線鐵路橋涵工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)：適用于旅客列車(chē)設(shè)計(jì)行車(chē)速度200-350km/h的標(biāo)準(zhǔn)軌距客運(yùn)專(zhuān)線鐵路橋涵工程施工的質(zhì)量驗(yàn)收。技術(shù)條件： 客運(yùn)專(zhuān)線高性能混凝土技術(shù)條件：適用于客運(yùn)專(zhuān)線新建橋梁、隧道、涵洞、軌道、路基支擋等結(jié)構(gòu)用混凝土。 客運(yùn)專(zhuān)線預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制梁暫行技術(shù)條件：適用于新建客運(yùn)專(zhuān)線單線、雙線及多線道碴橋面的先張法、后張法預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)制簡(jiǎn)支梁及先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)制簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)（以下統(tǒng)稱(chēng)預(yù)制梁），無(wú)碴橋面預(yù)制梁可參考應(yīng)用。 350km/h客運(yùn)專(zhuān)線有碴軌道預(yù)應(yīng)力混凝土軌枕本技術(shù)條件：適

33、用于時(shí)速350km的高速鐵路有碴軌道用軌枕。 4.2 客運(yùn)專(zhuān)線混凝土各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別與聯(lián)系 混凝土的性能要求發(fā)生了變化： 除了以往意義上的坍落度、強(qiáng)度和彈性模量測(cè)試外， 新增加了含氣量、抗裂性、電通量、抗凍性、耐磨性、抗?jié)B性等指標(biāo)要求。(1)混凝土配合比選定試驗(yàn)的檢驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)方法備注1坍落度普通混凝土拌和物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50080）2泌水率3含氣量4抗裂性鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)附錄C5抗壓強(qiáng)度普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50081）6電通量鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)附錄H7彈性模量普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50081）根據(jù)結(jié)構(gòu)

34、所處環(huán)境類(lèi)別、設(shè)計(jì)要求等進(jìn)行試驗(yàn)8抗凍性普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法（GBJ82）9耐磨性水泥膠砂耐磨性試驗(yàn)方法（JC/T421）10抗?jié)B性普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法（GBJ82）(2)各技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中施工過(guò)程檢驗(yàn)控制序號(hào)檢驗(yàn)項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)區(qū)別/聯(lián)系砼驗(yàn)標(biāo)補(bǔ)充規(guī)定HPC技術(shù)條件預(yù)制梁技術(shù)條件1坍落度50m3在澆筑地點(diǎn)每50m3混凝土取樣檢驗(yàn)一次。每班或每一結(jié)構(gòu)部位至少2次。每批不大于50m32泌水率不要求每班至少一次不要求3含氣量50m3在澆筑地點(diǎn)每50m3混凝土取樣檢驗(yàn)一次。每班或每一結(jié)構(gòu)部位至少2次。每批不大于50m34抗裂性不要求不要求不要求5抗壓強(qiáng)度按要求按不同規(guī)定同HPC6電

35、通量不要求同標(biāo)段、同施工工藝、同配合比混凝土至少進(jìn)行一次抽檢。每20000m3混凝土取樣檢驗(yàn)一次每批不大于20000m3梁體混凝土（1200C）7彈性模量按要求按不同規(guī)定同HPC8抗凍性不要求需要時(shí)（同標(biāo)段、同施工工藝、同配合比混凝土至少進(jìn)行一次抽檢。每20000m3混凝土取樣檢驗(yàn)一次。）每批不大于20000m3梁體混凝土(F200)9耐磨性不要求不要求不要求10抗?jié)B性5000m3不要求每批不大于20000m3梁體混凝土(P20)備注還需護(hù)筋性試驗(yàn)（GB8076-97）4.3 關(guān)于水下混凝土的配制注意問(wèn)題水下混凝土配合制強(qiáng)度應(yīng)提高10-20%進(jìn)行設(shè)計(jì)。 水下混凝土的質(zhì)量應(yīng)符合下列要求：標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)

36、試件強(qiáng)度應(yīng)符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)1.15 倍。鉆芯取樣試件的平均強(qiáng)度不應(yīng)低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。 4.4 強(qiáng)度和耐久性評(píng)定齡期序號(hào)混凝土種類(lèi)強(qiáng)度耐久性1一般現(xiàn)澆鋼筋混凝土56d56d2預(yù)應(yīng)力混凝土蒸養(yǎng)混凝土28dT+56d3自然養(yǎng)護(hù)混凝土28d56d4噴射混凝土28d無(wú) 4.5 混凝土配合比的選定（1）主要技術(shù)參數(shù)的確定 首先根據(jù)鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)暫行規(guī)定和混凝土結(jié)構(gòu)物所處的環(huán)境條件將混凝土的主要類(lèi)別及性能要求確定要達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)。 例如，見(jiàn)表1.（因具體設(shè)計(jì)圖紙信息了解不十分詳細(xì)，此分類(lèi)參考了23局部分圖紙資料，僅供參考）。例：鄭西客專(zhuān)某項(xiàng)目高性能混凝土性能要求 表1結(jié)構(gòu)類(lèi)型強(qiáng)度等級(jí)耐久性要求坍落度（mm）含氣量(%)電通量56d抗凍性56d抗?jié)B性56d堿骨料反應(yīng)抗裂性耐磨性護(hù)筋性水下灌注樁C301500C按規(guī)定對(duì)比試驗(yàn)2002024墩臺(tái)身、隧道襯砌C301500CF300/或不要求P8按規(guī)定對(duì)比試驗(yàn)對(duì)比試驗(yàn)/或不要求18020/1302046.5/或24隧道仰拱C351500CF300按規(guī)定對(duì)比試驗(yàn)1302046.5梁體C501200CF200P2