高性能砼基本知識課件

2023/1/4主要內(nèi)容高性能混凝土基本概念高性能混凝土用原材料高性能混凝土配合比高性能混凝土施工高性能混凝土的應用2022/12/30主要內(nèi)容高性能混2023/1/4一、高性能混凝土基本概念2022/12/30一、高性能混凝土基本概念2023/1/4★據(jù)統(tǒng)計：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從建成到拆除重建的周期平均為40～50年。2022/12/30★據(jù)統(tǒng)計：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從2023/1/4★開裂的鐵路橋梁和涵洞2022/12/30★開裂的鐵路橋梁和涵洞2023/1/4★石家莊百孔橋大橋—鹽的腐蝕★青藏公路橋梁墩柱凍融剝蝕2022/12/30★石家莊百孔橋大橋—鹽的腐蝕★青藏公路橋2023/1/4★混凝土結(jié)構(gòu)凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞2022/12/30★混凝土結(jié)構(gòu)凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞2023/1/4為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久？◆水泥質(zhì)量—過細、水化過快(C3A)◆水泥用量—過多◆水灰比—過大◆混凝土早期強度—過高◆外加劑—過亂◆施工質(zhì)量—較差出路？

出路??2022/12/30為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久？◆水泥質(zhì)量—2023/1/41.高性能混凝土的定義《高性能混凝土應用技術(shù)規(guī)程》（中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS207-2006）定義：采用常規(guī)材料和生產(chǎn)工藝，能保證混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項力學性能，并具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。2022/12/301.高性能混凝土的定義2023/1/42.高性能混凝土的獨特性能

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下獨特的性能：具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強度，中低強度也可。有良好的工作性，拌合物具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。使用壽命長。對于一些特殊工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設計的并不是混凝土強度，而是耐久性，能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠的工作50-100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

2022/12/302.高性能混凝土的獨特性能2023/1/4

概括起來說：高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土的結(jié)構(gòu)使用年限，降低工程造價。

2022/12/30概括起來說：高性能混凝土就2023/1/4從強度等級設計混凝土結(jié)構(gòu)按耐久性設計混凝土結(jié)構(gòu)如何實現(xiàn)混凝土的高性能化？出路？

出路??2022/12/30如何實現(xiàn)混凝土的高性能化？出路？出2023/1/43.高性能混凝土的強度橋梁灌注樁、隧道襯砌用混凝土的最低抗壓強度等級2022/12/303.高性能混凝土的強度橋梁灌注樁、隧道2023/1/4除橋梁灌注樁、隧道襯砌外混凝土的最低抗壓強度等級2022/12/30除橋梁灌注樁、隧道襯砌外混凝土的最低抗壓2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：在預定作用和預期的維護與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件能在預定的設計年限內(nèi)維持其所需的最低性能要求的能力。耐久性設計：現(xiàn)在根據(jù)結(jié)構(gòu)的設計使用年限級別和環(huán)境類別及作用等級對結(jié)構(gòu)進行的一種設計方法。強度等級設計：過去按照結(jié)構(gòu)強度等級對結(jié)構(gòu)進行的一種設計方法。4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：在預定作用和預期2023/1/4使用年限

100年

60年

30年環(huán)境條件：碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境、磨蝕環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30環(huán)境條件：碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4環(huán)境類別及作用等級環(huán)境條件特征碳化環(huán)境T1、T2、T3與水接觸頻率、干濕交替程度等氯鹽環(huán)境L1、L2、L3海洋環(huán)境中與水接觸程度、鹽漬地等化學侵蝕環(huán)境H1、H2、H3、H4環(huán)境水中有害離子含量凍融破壞環(huán)境D1、D2、D3、D4環(huán)境溫度與水接觸頻率磨蝕環(huán)境M1、M2、M3風蝕和泥砂沖蝕等混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30環(huán)境類別及作用等級環(huán)境條件特征碳化環(huán)境T2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計混凝土的耐久性包括：抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性、抗裂性、護筋性、耐蝕性及抗堿-骨料反應性等?；炷聊途眯灾笜税ǎ弘娡?、抗?jié)B等級、含氣量、抗凍等級、耐蝕系數(shù)及有害離子含量等。

混凝土的耐久性與混凝土密實度和混凝土表面與鋼筋之間的距離（即保護層厚度）關(guān)系密切。目前衡量高性能混凝土密實度，采用電通量法。2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計混凝2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4二、高性能混凝土用原材料2022/12/30二、高性能混凝土用原材料2023/1/4組成高性能混凝土的原材料水泥礦物摻和料細骨料粗骨料外加劑水等2022/12/30組成高性能混凝土的原材料2023/1/41.水泥

水泥應選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,不宜用早強水泥。C30以下混凝土可采用粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。當骨料具有堿—硅酸反應活性或C40及以上混凝土時，水泥的堿含量不得超過0.60%；當在氯鹽環(huán)境下，要求采用低Cl-含量的水泥，不宜使用抗硫酸鹽硅酸水泥；當在硫酸鹽化學侵蝕環(huán)境下，要求采用低C3A（鋁酸三鈣）含量的水泥，且膠凝材料的抗蝕系數(shù)（56d）不得小于0.80。2022/12/301.水泥2023/1/4注：水泥比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的總表面積，以平方厘米每克或平方米每千克來表示。2022/12/30注：水泥比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所2023/1/42.礦物摻和物礦物摻和物應為性能穩(wěn)定的粉煤灰、磨細礦渣粉和硅灰。當使用其他新型礦物摻和料時，應按國家和鐵道行業(yè)有關(guān)規(guī)定進行試驗驗證并經(jīng)審定通過后方可使用。2022/12/302.礦物摻和物2023/1/4礦物摻和物的作用火山灰效應—高堿性(CSH)轉(zhuǎn)化為低堿性(CSH),消耗Ca(HO)2,結(jié)晶變小,界面過渡層變小,富集和取向性減少，提高水泥石界面強度。滾珠效應—玻璃球體減小水泥顆粒之間的摩擦阻力，改善混凝土的和易性。顆粒填充作用—水泥、礦渣、硅灰末水化顆粒大小差別大，顆?；ハ嗵畛洌瑴p小水泥石孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)，強化了中心質(zhì)網(wǎng)絡骨架。削減溫峰作用—粉煤灰、磨細礦渣粉水化速度慢，放熱總量小。提高耐久性—改善耐硫酸鹽侵蝕性，抑制堿骨料反應，增加密實性,提高抗?jié)B性和氯離子滲透性。2022/12/30礦物摻和物的作用2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/4使用礦物摻和物應注意：粉煤灰：重點控制燒失量。燒失量大會引起混凝土坍落度損失大、不易振搗密實、強度效應差、封孔固化和致密效應降低。磨細礦渣粉：礦渣越細，活性越高，配制的混凝土收縮量也隨之增加，為減少混凝土收縮開裂，需控制比表面積。硅灰：混凝土中摻入硅灰可明顯提高強度和抗化學腐蝕性，但由于硅灰活性高，不利于減少溫度變形，且增大混凝土收縮，確需使用時應與其他摻和料聯(lián)合摻用。2022/12/30使用礦物摻和物應注意：2023/1/43.細骨料混凝土用細骨料采用級配合理、質(zhì)地堅固、吸水率低、空隙率小、含泥量低的天然中粗河砂，也可采用專門機組生產(chǎn)的人工砂。禁止使用海砂。具有堿活性的要控制混凝土的堿含量。2022/12/303.細骨料2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/44.粗骨料粗骨料應選用粒形良好、質(zhì)地堅固、線脹系數(shù)小、含泥量和泥塊含量低的的潔凈碎石，無抗拉和抗疲勞要求的C40以下混凝土也可采用卵石。粗骨料采用二級或多級級配骨料混配而成。

粗骨料的最大公稱粒徑不宜超過鋼筋的混凝土保護層厚度的2/3（在嚴重腐蝕環(huán)境下不宜超過1/2），且不得超過鋼筋最小間距的3/4。配制強度等級C50及以上的混凝土時，粗骨料最大公稱粒徑不應大于25mm。2022/12/304.粗骨料2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/45.外加劑外加劑（高效減水劑、引氣劑等）應選用品質(zhì)穩(wěn)定且明顯提高混凝土耐久性能的產(chǎn)品。外加劑與水泥及礦物摻和料之間應具有良好的相容性，外加劑應符合《鐵路混凝土》（TB/T3275）規(guī)定，外加劑的勻質(zhì)性應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》（GB8076）的規(guī)定。當使用其他新型外加劑時，應經(jīng)過試驗論證并通過主管部門評審。2022/12/305.外加劑2023/1/4

高效減水劑的作用：減少混凝土用水量，降低水泥石孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)；提高混凝土施工工作性能、密實性，改善混凝土的耐久性能。

引氣劑的作用：提高混凝土的抗凍性，減少表面泌水和骨料底部泌水，改善混凝土的勻質(zhì)性和工作性能，尤其是明顯提高可泵性。2022/12/30高效減水劑的作用：2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/46.水混凝土拌合用水可采用生活飲用水，嚴禁使用海水。2022/12/306.水2023/1/42022/12/302023/1/4三、高性能混凝土配合比2022/12/30三、高性能混凝土配合比2023/1/41.設計理念

普通混凝土:強度高性能混凝土:耐久性砂填碎石空隙，水泥填砂空隙，礦物外加劑填水泥空隙(粉體效應)。2022/12/301.設計理念2023/1/42.混凝土的配合比參數(shù)主要包括：膠凝材料用量、礦物摻和料摻量、水膠比、含氣量、氯離子含量、堿含量以及三氧化硫含量等?；炷恋呐浜媳葏?shù)可根據(jù)結(jié)構(gòu)的成形方式、設計使用年限、環(huán)境類別及作用等級確定。2022/12/302.混凝土的配合比參數(shù)2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/4不同環(huán)境下，混凝土的三氧化硫含量不應超過膠凝材料總量的4.0%。2022/12/30不同環(huán)境下，混凝土的三氧化硫2023/1/42.混凝土的配合比設計步驟（1）明確設計對混凝土強度等級和耐久性的要求以及施工工藝對拌合物性能的要求。（2）開展原材料的選樣試驗。（3）計算各原材料單方用量，核對水膠比、膠凝材料用量等配合比參數(shù)是否符合耐久性要求。（4）核算混凝土總堿含量和氯離子含量是否滿足要求。（5）進行混凝土試拌，調(diào)整混凝土配合比,滿足和易性，坍落度和含氣量要求，確定基準配合比。2022/12/302.混凝土的配合比設計步驟（1）明確設計2023/1/4（6）適當調(diào)整基準配合比的水膠比、膠凝材料用量、礦物摻合料摻量、外加劑摻量或砂率等參數(shù)，調(diào)配出拌合物性能與要求值基本接近的配合比3～5個。

（7）制作抗壓強度和抗裂性能對比試件，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗?？箟簭姸仍嚰糠N配合比宜制作4組，標準養(yǎng)護至1d、3d、28d、56d時試壓。（8）成型一組或多組耐久性試件，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗。（9）根據(jù)耐久性、抗裂性及經(jīng)濟性原則，選擇一個配合比作為施工配合比。2022/12/30（6）適當調(diào)整基準配合比的水膠比、膠凝材2023/1/4四、高性能混凝土施工2022/12/30四、高性能混凝土施工2023/1/41.一般要求混凝土應采用拌和站集中攪拌，混凝土制品應實行工廠化生產(chǎn)。拌和站正式啟用之前應進行拌和工藝試驗和混凝土勻質(zhì)性測試。混凝土結(jié)構(gòu)施工前宜通過混凝土的試澆筑，對混凝土的配合比、施工工藝、施工機具的適應性進行檢驗；對于重要的混凝土結(jié)構(gòu)，應進行有代表性的模擬試澆筑試驗，測定其內(nèi)部溫升和內(nèi)外溫差。發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。當粗、細骨料的含泥量或泥塊含量超過規(guī)范規(guī)定時，應采用專用設備進行處理。當混凝土施工經(jīng)歷不同季節(jié)時，應根據(jù)氣候條件選定不同的配合比，并制定相應的施工技術(shù)措施。2022/12/301.一般要求2023/1/42.原材料的儲存水泥、礦物摻合料在儲運過程中應采取防潮措施，避免受潮。散裝水泥儲存過程中，應采取降低水泥的溫度或防止水泥升溫的措施。袋裝水泥和礦物摻合料的倉庫應設在地勢較高處，周圍應設排水溝。外加劑應采用倉庫儲存，冬期應采取保溫措施以防止外加劑受凍或出現(xiàn)低溫結(jié)晶現(xiàn)象。骨料的儲料間應具有防曬、防水和防污染的功能。不同原材料應有固定的堆放地點和明確的標識，標明材料名稱、品種、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期和進場日期。原材料進場后，應及時建立管理臺賬，且應填寫正確、真實，項目齊全。2022/12/302.原材料的儲存2023/1/43.混凝土的攪拌要求應采用強制式攪拌機攪拌，攪拌機的性能及維護應滿足GB/T9142的。各種原材料計量設備的最大允許偏差應符合下列規(guī)定（按重量規(guī)定）：膠凝材料（水泥、礦物摻和料等）±1%；外加劑±1%；粗、細骨料±2%；拌和用水±1%。攪拌的投料順序宜為：先投入骨料、水泥和礦物摻合料，攪拌均勻后，加水和液體外加劑（粉體外加劑應與礦物摻合料同時加入），直至攪拌均勻為止。水泥的入機溫度不應高于70℃。攪拌時間應以自全部材料裝入攪拌機開始攪拌至攪拌結(jié)束開始卸料所用時計，混凝土連續(xù)攪拌時間應根據(jù)配合比和攪拌設備情況通過試驗確定，但最短時間不宜少于2min，也不宜超過3min。2022/12/303.混凝土的攪拌要求2023/1/44.混凝土的運輸要求運輸設備的運輸能力應適應混混凝土凝結(jié)時間和澆筑速度的需要，保證澆筑過程連續(xù)進行。要保持運輸?shù)缆返钠教箷惩ǎＷC混凝土在運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的坍落度和含氣量等工作性能，對運輸設備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高(夏季）或受凍（冬季）。采取適當措施防止水份進入運輸容器或蒸發(fā)，嚴禁在運輸過程中加水。盡量減少混凝土的轉(zhuǎn)載次數(shù)和運輸時間。2022/12/304.混凝土的運輸要求2023/1/45.混凝土的澆筑要求澆筑混凝土前，仔細檢查鋼筋保護層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度，并指定專人作重復性檢查。混凝土分層連續(xù)推移的澆筑，間隙時間不得超過90min，不得隨意留置施工縫?；炷恋囊淮螖備伜穸龋罕盟蜁r一般不大于600mm，非泵送時不大于400mm。夏季要避開白天的高溫和太陽直射，保證混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃。低溫條件下（當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時）澆筑混凝土要采取保溫防凍措施，防止混凝土提前受凍。混凝土的入模溫度不超過30℃。冬期施工時，入模溫度不低于5℃，且對混凝土采取適當?shù)谋仞B(yǎng)護措施。新澆入?；炷翜囟扰c鄰接的已硬化混凝土或巖土、鋼筋、模板等介質(zhì)間的溫差不得大于15℃。2022/12/305.混凝土的澆筑要求2023/1/46.混凝土的振搗要求振搗設備：插入式振動棒、附著式平板振搗器、表面平板振搗器等。振搗時避免碰撞模板、鋼筋及預埋件。按施組規(guī)定的工藝路線和方式振搗混凝土，澆筑過程中及時將入模的混凝土均勻振搗密實，不得隨意加密振點或漏振。每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準，一般不宜超過30s，避免過振。在振搗過程中，要加強模板支撐的穩(wěn)定性和接縫的密合情況的檢查，以防漏漿。澆筑完成后，仔細將混凝土暴露面壓實抹平，抹面時嚴禁灑水。2022/12/306.混凝土的振搗要求2023/1/47.混凝土的養(yǎng)護要求養(yǎng)護應及時進行，一般情況下，澆筑完成后1h內(nèi)應對新澆混凝土進行覆蓋或噴霧等保溫保濕等養(yǎng)護。養(yǎng)護期間，混凝土芯部溫度與表面溫度、表面溫度與環(huán)境溫度之差均不大于20℃（對梁體混凝土不得大于15℃），混凝土表面溫度與養(yǎng)護水溫之差不得大于15℃，混凝土芯部溫度不宜超過60℃，最大不得超過65℃。帶模養(yǎng)護期間，應對混凝土外露面采取包裹、覆蓋、噴淋灑水等保溫保濕措施。當環(huán)境最低溫度低于0℃時，不應對混凝土表面進行灑水養(yǎng)護。2022/12/307.混凝土的養(yǎng)護要求2023/1/4混凝土澆筑完畢后的自然養(yǎng)護期間，保溫保濕養(yǎng)護最短時間應滿足：2022/12/30混凝土澆筑完畢后的自然養(yǎng)護期間，保溫保濕2023/1/48.拆模要求(1)

混凝土拆模時的強度應符合設計要求。當設計未提出要求時，應符合下列規(guī)定：①側(cè)模應在混凝土強度達到2.5MPa以上，且其表面及棱角不因拆模而受損時，方可拆除。②底模應在混凝土強度符合下表的規(guī)定后，方可拆除。結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)跨度（m）達到混凝土設計強度的百分率（%）板、拱≤2502~875＞8100梁≤875＞8100懸臂梁（板）≤275＞21002022/12/308.拆模要求結(jié)構(gòu)跨度（m）達到混凝土設計2023/1/4(2)芯?；蝾A留孔洞的內(nèi)模應在混凝土強度能保證構(gòu)件和孔洞表面不發(fā)生塌陷和裂縫時，方可拆除。(3)混凝土的拆模時間除需考慮拆模時的混凝土強度應滿足規(guī)定的要求外，還應考慮拆模時混凝土的溫度不能過高（由水泥水化熱引起），以免混凝土接觸空氣時降溫過快而開裂，更不能在此時澆注涼水養(yǎng)護?；炷羶?nèi)部開始降溫以前以及混凝土內(nèi)部溫度最高時不得拆模。(4)一般情況下，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件芯部混凝土與表層混凝土之間的溫差、表層混凝土與環(huán)境之間的溫差大于20℃（截面較為復雜時，溫差大于15℃）時不宜拆模。大風或氣溫急劇變化時不宜拆模。在寒冷季節(jié)，若環(huán)境溫度低于0℃時不宜拆模。在炎熱和大風干燥季節(jié)，應采取逐段拆模、邊拆邊蓋的拆模工藝。(5)拆模宜按立模順序逆向進行，不得損傷混凝土，并減少模板破損。當模板與混凝土脫離后，方可拆卸、吊運模板。2022/12/30(2)芯模或預留孔洞的內(nèi)模應在混凝土強度2023/1/4五、高性能混凝土的應用2022/12/30五、高性能混凝土的應用2023/1/4青藏鐵路2022/12/30青藏鐵路2023/1/4杭州灣大橋海工混凝土粉煤灰取代水泥20-40%2022/12/30杭州灣大橋2023/1/4三峽大壩混凝土粉煤灰取代水泥10-40%2022/12/30三峽大壩混凝土2023/1/4大小洋山深水港工程混凝土礦渣粉-粉煤灰復合摻量65%2022/12/30大小洋山深水港工程混凝土2023/1/4美國佛羅里達州的陽光高架橋2022/12/30美國佛羅里達州的陽光高架橋2023/1/4小結(jié)高性能混凝土基本概念高性能混凝土用原材料高性能混凝土配合比高性能混凝土施工高性能混凝土的應用2022/12/302023/1/4課后思考1.高性能混凝土有何特點？2.高性能混凝土用原材料由哪些組成？3.高性能混凝土如何進行養(yǎng)生？4.高性能混凝土耐久性指標有哪些？2022/12/302023/1/42022/12/302023/1/4主要內(nèi)容高性能混凝土基本概念高性能混凝土用原材料高性能混凝土配合比高性能混凝土施工高性能混凝土的應用2022/12/30主要內(nèi)容高性能混2023/1/4一、高性能混凝土基本概念2022/12/30一、高性能混凝土基本概念2023/1/4★據(jù)統(tǒng)計：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從建成到拆除重建的周期平均為40～50年。2022/12/30★據(jù)統(tǒng)計：在正常工作條件下，混凝土結(jié)構(gòu)從2023/1/4★開裂的鐵路橋梁和涵洞2022/12/30★開裂的鐵路橋梁和涵洞2023/1/4★石家莊百孔橋大橋—鹽的腐蝕★青藏公路橋梁墩柱凍融剝蝕2022/12/30★石家莊百孔橋大橋—鹽的腐蝕★青藏公路橋2023/1/4★混凝土結(jié)構(gòu)凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞2022/12/30★混凝土結(jié)構(gòu)凍融剝蝕和硫酸鹽侵蝕破壞2023/1/4為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久？◆水泥質(zhì)量—過細、水化過快(C3A)◆水泥用量—過多◆水灰比—過大◆混凝土早期強度—過高◆外加劑—過亂◆施工質(zhì)量—較差出路？

出路??2022/12/30為什么現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)不耐久？◆水泥質(zhì)量—2023/1/41.高性能混凝土的定義《高性能混凝土應用技術(shù)規(guī)程》（中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS207-2006）定義：采用常規(guī)材料和生產(chǎn)工藝，能保證混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項力學性能，并具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。2022/12/301.高性能混凝土的定義2023/1/42.高性能混凝土的獨特性能

與普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下獨特的性能：具有一定的強度和高抗?jié)B能力，但不一定具有高強度，中低強度也可。有良好的工作性，拌合物具有較高的流動性，混凝土在成型過程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實混凝土還具有良好的可泵性、自密實性能。使用壽命長。對于一些特殊工程的特殊部位，控制結(jié)構(gòu)設計的并不是混凝土強度，而是耐久性，能夠使混凝土結(jié)構(gòu)安全可靠的工作50-100年以上，是高性能混凝土應用的主要目的。具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。

2022/12/302.高性能混凝土的獨特性能2023/1/4

概括起來說：高性能混凝土就是能更好地滿足結(jié)構(gòu)功能要求和施工要求的混凝土，能最大限度地延長混凝土的結(jié)構(gòu)使用年限，降低工程造價。

2022/12/30概括起來說：高性能混凝土就2023/1/4從強度等級設計混凝土結(jié)構(gòu)按耐久性設計混凝土結(jié)構(gòu)如何實現(xiàn)混凝土的高性能化？出路？

出路??2022/12/30如何實現(xiàn)混凝土的高性能化？出路？出2023/1/43.高性能混凝土的強度橋梁灌注樁、隧道襯砌用混凝土的最低抗壓強度等級2022/12/303.高性能混凝土的強度橋梁灌注樁、隧道2023/1/4除橋梁灌注樁、隧道襯砌外混凝土的最低抗壓強度等級2022/12/30除橋梁灌注樁、隧道襯砌外混凝土的最低抗壓2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：在預定作用和預期的維護與使用條件下，結(jié)構(gòu)及其部件能在預定的設計年限內(nèi)維持其所需的最低性能要求的能力。耐久性設計：現(xiàn)在根據(jù)結(jié)構(gòu)的設計使用年限級別和環(huán)境類別及作用等級對結(jié)構(gòu)進行的一種設計方法。強度等級設計：過去按照結(jié)構(gòu)強度等級對結(jié)構(gòu)進行的一種設計方法。4.混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)耐久性：在預定作用和預期2023/1/4使用年限

100年

60年

30年環(huán)境條件：碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)境、凍融破壞環(huán)境、磨蝕環(huán)境混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30環(huán)境條件：碳化環(huán)境、氯鹽環(huán)境、化學侵蝕環(huán)2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4環(huán)境類別及作用等級環(huán)境條件特征碳化環(huán)境T1、T2、T3與水接觸頻率、干濕交替程度等氯鹽環(huán)境L1、L2、L3海洋環(huán)境中與水接觸程度、鹽漬地等化學侵蝕環(huán)境H1、H2、H3、H4環(huán)境水中有害離子含量凍融破壞環(huán)境D1、D2、D3、D4環(huán)境溫度與水接觸頻率磨蝕環(huán)境M1、M2、M3風蝕和泥砂沖蝕等混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30環(huán)境類別及作用等級環(huán)境條件特征碳化環(huán)境T2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計混凝土的耐久性包括：抗?jié)B性、抗凍性、耐磨性、抗裂性、護筋性、耐蝕性及抗堿-骨料反應性等?；炷聊途眯灾笜税ǎ弘娡?、抗?jié)B等級、含氣量、抗凍等級、耐蝕系數(shù)及有害離子含量等。

混凝土的耐久性與混凝土密實度和混凝土表面與鋼筋之間的距離（即保護層厚度）關(guān)系密切。目前衡量高性能混凝土密實度，采用電通量法。2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計混凝2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2022/12/30混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性設計2023/1/4二、高性能混凝土用原材料2022/12/30二、高性能混凝土用原材料2023/1/4組成高性能混凝土的原材料水泥礦物摻和料細骨料粗骨料外加劑水等2022/12/30組成高性能混凝土的原材料2023/1/41.水泥

水泥應選用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,不宜用早強水泥。C30以下混凝土可采用粉煤灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。當骨料具有堿—硅酸反應活性或C40及以上混凝土時，水泥的堿含量不得超過0.60%；當在氯鹽環(huán)境下，要求采用低Cl-含量的水泥，不宜使用抗硫酸鹽硅酸水泥；當在硫酸鹽化學侵蝕環(huán)境下，要求采用低C3A（鋁酸三鈣）含量的水泥，且膠凝材料的抗蝕系數(shù)（56d）不得小于0.80。2022/12/301.水泥2023/1/4注：水泥比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的總表面積，以平方厘米每克或平方米每千克來表示。2022/12/30注：水泥比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所2023/1/42.礦物摻和物礦物摻和物應為性能穩(wěn)定的粉煤灰、磨細礦渣粉和硅灰。當使用其他新型礦物摻和料時，應按國家和鐵道行業(yè)有關(guān)規(guī)定進行試驗驗證并經(jīng)審定通過后方可使用。2022/12/302.礦物摻和物2023/1/4礦物摻和物的作用火山灰效應—高堿性(CSH)轉(zhuǎn)化為低堿性(CSH),消耗Ca(HO)2,結(jié)晶變小,界面過渡層變小,富集和取向性減少，提高水泥石界面強度。滾珠效應—玻璃球體減小水泥顆粒之間的摩擦阻力，改善混凝土的和易性。顆粒填充作用—水泥、礦渣、硅灰末水化顆粒大小差別大，顆?；ハ嗵畛洌瑴p小水泥石孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)，強化了中心質(zhì)網(wǎng)絡骨架。削減溫峰作用—粉煤灰、磨細礦渣粉水化速度慢，放熱總量小。提高耐久性—改善耐硫酸鹽侵蝕性，抑制堿骨料反應，增加密實性,提高抗?jié)B性和氯離子滲透性。2022/12/30礦物摻和物的作用2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/4使用礦物摻和物應注意：粉煤灰：重點控制燒失量。燒失量大會引起混凝土坍落度損失大、不易振搗密實、強度效應差、封孔固化和致密效應降低。磨細礦渣粉：礦渣越細，活性越高，配制的混凝土收縮量也隨之增加，為減少混凝土收縮開裂，需控制比表面積。硅灰：混凝土中摻入硅灰可明顯提高強度和抗化學腐蝕性，但由于硅灰活性高，不利于減少溫度變形，且增大混凝土收縮，確需使用時應與其他摻和料聯(lián)合摻用。2022/12/30使用礦物摻和物應注意：2023/1/43.細骨料混凝土用細骨料采用級配合理、質(zhì)地堅固、吸水率低、空隙率小、含泥量低的天然中粗河砂，也可采用專門機組生產(chǎn)的人工砂。禁止使用海砂。具有堿活性的要控制混凝土的堿含量。2022/12/303.細骨料2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/44.粗骨料粗骨料應選用粒形良好、質(zhì)地堅固、線脹系數(shù)小、含泥量和泥塊含量低的的潔凈碎石，無抗拉和抗疲勞要求的C40以下混凝土也可采用卵石。粗骨料采用二級或多級級配骨料混配而成。

粗骨料的最大公稱粒徑不宜超過鋼筋的混凝土保護層厚度的2/3（在嚴重腐蝕環(huán)境下不宜超過1/2），且不得超過鋼筋最小間距的3/4。配制強度等級C50及以上的混凝土時，粗骨料最大公稱粒徑不應大于25mm。2022/12/304.粗骨料2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/45.外加劑外加劑（高效減水劑、引氣劑等）應選用品質(zhì)穩(wěn)定且明顯提高混凝土耐久性能的產(chǎn)品。外加劑與水泥及礦物摻和料之間應具有良好的相容性，外加劑應符合《鐵路混凝土》（TB/T3275）規(guī)定，外加劑的勻質(zhì)性應符合現(xiàn)行國家標準《混凝土外加劑》（GB8076）的規(guī)定。當使用其他新型外加劑時，應經(jīng)過試驗論證并通過主管部門評審。2022/12/305.外加劑2023/1/4

高效減水劑的作用：減少混凝土用水量，降低水泥石孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)；提高混凝土施工工作性能、密實性，改善混凝土的耐久性能。

引氣劑的作用：提高混凝土的抗凍性，減少表面泌水和骨料底部泌水，改善混凝土的勻質(zhì)性和工作性能，尤其是明顯提高可泵性。2022/12/30高效減水劑的作用：2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/46.水混凝土拌合用水可采用生活飲用水，嚴禁使用海水。2022/12/306.水2023/1/42022/12/302023/1/4三、高性能混凝土配合比2022/12/30三、高性能混凝土配合比2023/1/41.設計理念

普通混凝土:強度高性能混凝土:耐久性砂填碎石空隙，水泥填砂空隙，礦物外加劑填水泥空隙(粉體效應)。2022/12/301.設計理念2023/1/42.混凝土的配合比參數(shù)主要包括：膠凝材料用量、礦物摻和料摻量、水膠比、含氣量、氯離子含量、堿含量以及三氧化硫含量等?；炷恋呐浜媳葏?shù)可根據(jù)結(jié)構(gòu)的成形方式、設計使用年限、環(huán)境類別及作用等級確定。2022/12/302.混凝土的配合比參數(shù)2023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/42022/12/302023/1/4不同環(huán)境下，混凝土的三氧化硫含量不應超過膠凝材料總量的4.0%。2022/12/30不同環(huán)境下，混凝土的三氧化硫2023/1/42.混凝土的配合比設計步驟（1）明確設計對混凝土強度等級和耐久性的要求以及施工工藝對拌合物性能的要求。（2）開展原材料的選樣試驗。（3）計算各原材料單方用量，核對水膠比、膠凝材料用量等配合比參數(shù)是否符合耐久性要求。（4）核算混凝土總堿含量和氯離子含量是否滿足要求。（5）進行混凝土試拌，調(diào)整混凝土配合比,滿足和易性，坍落度和含氣量要求，確定基準配合比。2022/12/302.混凝土的配合比設計步驟（1）明確設計2023/1/4（6）適當調(diào)整基準配合比的水膠比、膠凝材料用量、礦物摻合料摻量、外加劑摻量或砂率等參數(shù)，調(diào)配出拌合物性能與要求值基本接近的配合比3～5個。

（7）制作抗壓強度和抗裂性能對比試件，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗?？箟簭姸仍嚰糠N配合比宜制作4組，標準養(yǎng)護至1d、3d、28d、56d時試壓。（8）成型一組或多組耐久性試件，養(yǎng)護至規(guī)定齡期時進行試驗。（9）根據(jù)耐久性、抗裂性及經(jīng)濟性原則，選擇一個配合比作為施工配合比。2022/12/30（6）適當調(diào)整基準配合比的水膠比、膠凝材2023/1/4四、高性能混凝土施工2022/12/30四、高性能混凝土施工2023/1/41.一般要求混凝土應采用拌和站集中攪拌，混凝土制品應實行工廠化生產(chǎn)。拌和站正式啟用之前應進行拌和工藝試驗和混凝土勻質(zhì)性測試。混凝土結(jié)構(gòu)施工前宜通過混凝土的試澆筑，對混凝土的配合比、施工工藝、施工機具的適應性進行檢驗；對于重要的混凝土結(jié)構(gòu)，應進行有代表性的模擬試澆筑試驗，測定其內(nèi)部溫升和內(nèi)外溫差。發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整。當粗、細骨料的含泥量或泥塊含量超過規(guī)范規(guī)定時，應采用專用設備進行處理。當混凝土施工經(jīng)歷不同季節(jié)時，應根據(jù)氣候條件選定不同的配合比，并制定相應的施工技術(shù)措施。2022/12/301.一般要求2023/1/42.原材料的儲存水泥、礦物摻合料在儲運過程中應采取防潮措施，避免受潮。散裝水泥儲存過程中，應采取降低水泥的溫度或防止水泥升溫的措施。袋裝水泥和礦物摻合料的倉庫應設在地勢較高處，周圍應設排水溝。外加劑應采用倉庫儲存，冬期應采取保溫措施以防止外加劑受凍或出現(xiàn)低溫結(jié)晶現(xiàn)象。骨料的儲料間應具有防曬、防水和防污染的功能。不同原材料應有固定的堆放地點和明確的標識，標明材料名稱、品種、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期和進場日期。原材料進場后，應及時建立管理臺賬，且應填寫正確、真實，項目齊全。2022/12/302.原材料的儲存2023/1/43.混凝土的攪拌要求應采用強制式攪拌機攪拌，攪拌機的性能及維護應滿足GB/T9142的。各種原材料計量設備的最大允許偏差應符合下列規(guī)定（按重量規(guī)定）：膠凝材料（水泥、礦物摻和料等）±1%；外加劑±1%；粗、細骨料±2%；拌和用水±1%。攪拌的投料順序宜為：先投入骨料、水泥和礦物摻合料，攪拌均勻后，加水和液體外加劑（粉體外加劑應與礦物摻合料同時加入），直至攪拌均勻為止。水泥的入機溫度不應高于70℃。攪拌時間應以自全部材料裝入攪拌機開始攪拌至攪拌結(jié)束開始卸料所用時計，混凝土連續(xù)攪拌時間應根據(jù)配合比和攪拌設備情況通過試驗確定，但最短時間不宜少于2min，也不宜超過3min。2022/12/303.混凝土的攪拌要求2023/1/44.混凝土的運輸要求運輸設備的運輸能力應適應混混凝土凝結(jié)時間和澆筑速度的需要，保證澆筑過程連續(xù)進行。要保持運輸?shù)缆返钠教箷惩?，保證混凝土在運輸過程中保持均勻性，運到澆筑地點時不分層、不離析、不漏漿，并具有要求的坍落度和含氣量等工作性能，對運輸設備采取保溫隔熱措施，防止局部混凝土溫度升高(夏季）或受凍（冬季）。采取適當措施防止水份進入運輸容器或蒸發(fā)，嚴禁在運輸過程中加水。盡量減少混凝土的轉(zhuǎn)載次數(shù)和運輸時間。2022/12/304.混凝土的運輸要求2023/1/45.混凝土的澆筑要求澆筑混凝土前，仔細檢查鋼筋保護層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度，并指定專人作重復性檢查?；炷练謱舆B續(xù)推移的澆筑，間隙時間不得超過90min，不得隨意留置施工縫。混凝土的一次攤鋪厚度：泵送時一般不大于600mm，非泵送時不大于400mm。夏季要避開白天的高溫和太陽直射，保證混凝土入模前模板和鋼筋的溫度以及附近的局部氣溫均不超過40℃。低溫條件下（當晝夜平均氣溫低于5℃或最低氣溫低于-3℃時）澆筑混凝土要采取保溫防凍措施，防止混凝土提前受凍?；炷恋娜肽囟炔怀^30℃。冬期施工時，入模溫度不低于5℃，且對混凝土采取適當?shù)谋仞B(yǎng)護措施。新澆入?；炷翜囟扰c鄰接的已硬化混凝土或巖土、鋼筋、模板等介質(zhì)間的溫差不得大于15℃。2022/12/305.混凝土的澆筑要求2023