高性能混凝土十篇

高性能混凝土篇1

【关键词】高性能；混凝土；耐久性

现在混凝土的使用性能得到更多的关注，特别是近年来普遍产生的劣化和失效，使人们对高强度、低渗透性混凝土的生产与使用的兴趣日益增加，这曾经被认为是不可能的。一般认为，高强混凝土不仅能使结构更轻、更高，而且也比普通混凝土更耐久。伹在缺乏依据的情况下，下这样一个普遍的结论，尚需考虑许多因素。本文就一些必须回答的相关问题进行了简短的讨论。因为往往是在混凝土失效后，才究其原因，如果事前仔细地评估现在能制备和使用的不同范围的混凝土的应用前提与后果，许多失效是可以避免的。此外，许多情况下的不一定需要高强度。这些也适用于修补材料的制备和应用，不断变化的环境使得修补材料与修补面不匹配而引起失效。

1 硬化混凝土

假设HPC的使用目的明确了，例如用于海洋环境中的公路桥梁的混凝土要求轻质高强，或能抵抗环境中侵蚀性气体、液体的渗入。一旦知道这些要求，就可能列出一份混凝土必须满足的具体性能指标清单。

如果需要高强度，相应地需要调查达到目标强度是否会带来副作用：混凝土是否较脆，且单一裂缝形成后会不会迅速扩展？弹性模量是否低于低强混凝土，高多少？横向变形是否更可能成为设计和施工上的何题，尤其是在构件截面较薄时。

很少使用不配筋的素混凝土，尤其是对于HSC而言。构件（如柱子）中的箍筋和纵向钢筋对混凝土有效地施加三轴约束作用，从而提高了承载力。与HSC相比，低强和较脆的混凝土构件中这种约束作用的益处要大得多，因此的优势可能要比看上去的小。

有时可能需要高强度和低密度，这时的关键何题涉及到不同材料间的相容性，例如混凝土框架采用常规材料，而填充墙使用轻质混凝土，则该结构体系的不同部分就会对使用荷载或环境变化产生不同的反应。在热天，密实混凝土可能比耐热性较好的轻质混凝土的膨胀大而快。这说明在此最关键的因素是热膨胀和收缩。笔者了解一些隔热复合板的实例。这种板由玻纤增强的高强水泥薄板和泡沫塑料隔热材料夹层构成，使用该板的建筑物的内部温度几乎常年不变，而涂成深褐色的板外层则随季节及日照的变化而波动较大，虽然认为玻纤可以使材料足够强韧，但由于对温差引起的热量迁移考虑不够，自然发生了开裂。失效原因是多方面的。首先是对夏天的日散热量缺乏估计；其次，当温度变化时，这种复合板的内层温度几乎不变，而通过隔层与内层相连的外层则发生膨胀或收缩，因此这种板应有足够的挠度（应变能力）以避免开裂；最后，深色涂层吸收太阳能，使问题更加严重，该体系的物理因素没有被仔细考虑，外层温度肯定大大高于在阴凉处记录的温度。在这个实例中，值得更仔细地审视一下原来的设计要求，以搞清为什么会犯如此明显的错误。原来这样深褐色的表面是为了降低维修费用，因为这种板的使用环境中的喷气式发动机喷洒出的油可能会弄脏墙面，而采用深褐色可以避免经常地涂刷。复合板的内层与外层在结构上相连，以至于它们之间的相对运动不可避免地产生开裂，即使是对于抗裂的外层玻纤板，而且对实际情况中的这类行为未认真考虑。后来进行了重新设计，板的内外层可以独立地胀缩，并把颜色换成深浅适中的色彩，结果令人满意：在过去的10年中没有发生问题。显然，建筑师和工程设计者需要与那些懂得实际环境对材料性能的影响的人进行交流，仅仅有简单的结构分析是不够的。在此要讨论的另一方面是板与结构框架之间的相对位移。与附加的大面积薄板相比，框架的胀缩要慢得多，因此要注意面定件，使其能允许相邻单元发生相对位移而不开裂，还要注意相邻板之间的密封胶。

这个工程实例给予我们如下启示：首先，当结构物将处于特殊的或环境恶劣的使用条件下时，最好列出所有可能影响其行为的因素，不能简单地认为密实的低渗透性混凝土是唯一的或最好的解决办法；很容易理解，应力下产生大量微裂紋的混凝土要比一旦开裂就产生几条宽而长的裂纹的高强脆性材料更具有承载潜力。

2 渗透性与化学侵蚀

混凝土受到的化学侵蚀有多种。其中，一些是由环境中的气体、液体侵入引起的，一些是由混凝土内部离子经过孔溶液的迁移引起的，还有一些发生于特定混凝土本身的组分之间。某些劣化涉及到钢筋锈蚀，另一些涉及到混凝土的解体。后者当中，有的是与骨料的反应，有的是与水泥浆基体的反应，有的则是骨料与水泥浆之间的反应。每个问题都需要妥善解决，没有普遍适用的HPC。不幸的是，特种水泥、摻合料或混凝土生产商的某些声明给人以相反的印象，并且没有承认他们推荐的产品中任何可能的缺点。

相反，有许多混凝土不管其使用方式如何，几乎都可以认为是劣质的。但是，混凝土性能低劣的原因很少是由于配合比设计的不完善，而是更多地归因于不良的使用方法。振捣不良是混凝土出现烽窝狗洞的常见原因，这往往抵消了对钢筋的所有保护性措施。因此才有上文中对混凝土拌合工作性的评述，即使看上去混凝土浇注得很好，每批浇注的不同部位也会有所差异。混凝土泌水时，水膜常常会在接近混凝土表面的地方，或者是沿着模板的垂直截面形成，这会使局部混凝土的质量降低，因为泌出水被包裹在靠近模板处，也就是靠近以后的暴露面。若是浇注、捣实和养护不当，其潜在的高性能则得不到充分的发挥。采用半渗透性模板有望解决这个问题，它可以允许集中于模板附近的水分排出，从而减小该部位的有效水灰比，改善混凝土的质量。

在实际应用中，混凝土的潜在高性能不能达到预定目标的另一原因与混凝土的高水泥用量有关，水化反应放热引起大量的热量迁移和开裂、违反正确的施工程序将使这个潜在的问题更加严重。

迄今为止，人们的注意力大都集中在实验室制备的混凝土试件与现场混凝土试件性能的基本差别上，在使用过程中混凝土的劣化原因也应受到关注。还有一个需要考虑的问题是火对低渗透性混凝土的作用。混凝土优于其它建筑材料的一个优良属性是其抵抗火灾的齒力。实际上，钢柱经常包裹一层混凝土以提高耐火性。有确凿证据表明，在火灾作用时，在低渗透性混凝土内部积累的高蒸汽压足以使混凝土表面爆裂、脱落。这再次使我们思考到底意味着什么，同时使我们认识到强度不是混凝土的唯一指标。

3 结语

当利用HPC的优势来解决具体问题时，上述影响因素可能无关紧要，但重要的是混凝土结构设计人员应当知道任何可能有的不利影响，才能综合评价不同方案的相对优劣。

参考文献：

高性能混凝土篇2

【关键字】高性能混凝土，施工技术，分析研究

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

一．前言

建筑行业的材料发展，比较突出的就是高性能混凝土结构在整个房屋建筑工程中的使用。它之所以这样的受关注，就在于高性能混凝土结构在渗透性和强度上比起以往的传统建筑料有着很大的提高。同时，高性能混凝土结构在对裂缝的控制和治理上有着比较突出的效果，在协调各种结构之间的同时还能抵抗外来因素的干扰。但是，这种结构也并不是完美无缺的，它的自缩以及仍然存在的裂缝问题，是建筑专家们一直在研究和关注的问题。因此，应该加强建筑工程中高性能混凝土的施工技术的研究和分析，促进建筑工程的质量的提高。

二.高性能混凝土技术

1.预拌混凝土的应用技术

加强搅拌站的技术改造，以适应现代混凝土拌制的要求。搅拌站改造的重点是采用先进的搅拌设备和可靠的计量装置。搅拌站应逐步做到机械上料、计算机计量控制和管理；选用强制式或倾卸式搅拌机；应用散装水泥，并有外加剂和超细活性掺后料的贮存和加入装置：要有与企业资质相适应的实验室。以满足各种性能混凝土配制和拌制的要求；有污水处理和回用装置。严格控制粉尘、噪声和水质的污染。从工艺、材料和设备上采取有效措施。提高混凝土的耐久性。降低混凝土拌合物成本。

2.应用当地材料，配制多种性能要求的高强混凝土

继续提高C50、C55、C60级的高强混凝土的应用比重．切实解决工程应用中匀质性、不透

水性、低收缩性和可泵性的要求。并相应提高其耐久性。扩大C70、C80级高强混凝土的工程试点；开发配制C100级高强混凝土。并应用于试点工程。

3.开发应用超细活性掺合料

超细活性掺合料不仅能改善混凝土中的亚微观结构，提高粗骨料与砂浆之间的界面强度，而且可充填混凝土内部的毛细管．起到增强和密实的作用。超细活性掺合料是由工业废料(硅灰、超细矿渣、粉煤灰、沸石粉或其他工业废渣)经磨细加工而成，一般比表面积应不低于4000cm2／g。应用超细活性掺合料，不仅可改善混凝土性能．而且还可节约水泥。

4.开发应用高性能混凝土

结合工程需要．制订性能指标，应用超塑化剂和超细活性掺合料，配制各种高性能混凝土。当前工程中应用的自密实混凝土、补偿收缩混凝土．都属于高性能混凝土，应扩大在工程中推广应用。

三.高性能混凝土的裂缝控制

1.高性能混凝土裂缝产生的原因

(一)温度裂缝。目前，温度裂缝产生主要原因是由水化热引起的内外温差造成的。混凝土浇筑初期，产生大量的水化热，由于混凝土的体积较大，混凝土又是热的不良导体，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，这种内外温差在混凝土凝结初期，在混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝。

（二）干缩裂缝。干缩裂缝是指混凝土养护结束后的一段时间或混凝土浇筑完毕后一周左右，在干燥的环境下，混凝土内外水分蒸发程度不同导致变形不同而产生的裂缝。这种收缩是不可逆的。

2.高性能混凝土裂缝控制的措施探讨

（一）利用冷却管降温控制裂缝。这个措施的实施时为避免房屋的建筑工程之中的混凝土，针对高性能的混凝土时， 我们发现在硬化的阶段里，内部的温度比较大。我们可以在混凝土的结构的内部先铺埋 冷却管路，等到混凝土浇注完成，就进行通水循环的冷却，管内的水流量一般会控制在1.5m3/h，若是进水的温度发生偏高的现象，水流量也会加快速度。而同时则需要观察冷却管的出，水，保证排放量不会影响施工下一位。高性能混凝土发生了整体的初凝后，我们则需要看情况而对这个部位进行蓄水的保温维护。当然，若是高性能的混凝土养护工作完成以后，还需要通过注浆、压浆的工序填补孔隙。通常，我们采取真空压桨的技术措施。

（二）实施温控防裂措施。改善骨料的级配，采用一些干硬性的混凝土掺混合料，在混凝土配比过程中加人引气剂或是塑化剂等，减少混凝土当中水泥的用量;混凝土在搅拌的时候可以添加冷却水，这样能有效的降低混凝土浇筑的温度;在炎热的天气下要是浇筑混凝土，尤其是浇注是高性能的混凝土之时要尽量的降低浇筑厚度，尽最将这个度控制在500毫米内，便于表面的散热。进行第二层浇筑的时候，需要在第一段的混凝土未发生初凝之前来完成;要根据混凝土浇注体积进行上、下、中各个部分的测温.定时的测定内外温度，还要通过外保内降的方式控制温度差在20℃。合理的设定拆模时间，要避免混凝土的表面发生一些急剧降温从而产生温度梯度。必须加强保温的养护措施，混凝土在浇注后要先覆盖一层塑料薄膜，另外，应尽量避免在大雨中进行混凝土浇筑工作。

四.推广高性能混凝土技术的意见

1、加速标准规范的修订

标准规范是设计、施工人员工作的主要依据。针对目前标准规范落后问题。应加大对标准规范研究的投入，开展各项基础技术研究。对目前标准规范．着手进行修订．为全面推广应用高性能混凝土，提供技术标准。

2、制定相关行政法律法规

推广应用高性能混凝土，同时需要相关的法律法规作保障。建设主管部门应当尽快建立、健全与高性能混凝土应用相关的建设法规，以使设计、施工单位在应用高性能混凝土过程中有据可循。为推广应用高性能混凝土创造一个良好的环境。

3、组织推广应用工作

推广应用高性能混凝土需要建设参与单位共同努力．需要引起政策制订者、建设主管部门和设计、施工等单位的高度重视．并达成共识，确实认识到推广应用高性能混凝土是我国建设行业实现可持续发展的一项重大举措。

五.结束语

高性能混凝土结构的施工技术在现在的土木建筑工程中得到了广泛的应用，为了保证这些房屋建筑工程的整体施工质量，高性能混凝土结构的施工过程中就应当注意上面我们提到的问题，正确的进行防护和治理，确保高性能混凝土结构的耐久性、工作性、实用性、强度、体积稳定性。确保高性能混凝土的施工质量标准和施工质量，从而促进整个建筑工程质量的管理。

参考文献：

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[2]潘华惠; 董伟; 姜永康; 王路; 杨立 浅析高性能混凝土的特性及应用科技风2008-12-25期刊

[3]李小果 高性能喷射混凝土技术在鹤煤公司三矿的应用研究第七届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集2012-10-01会议

[4]肖燎; 张静涛; 黄涛; 潘志文; 谭龙 建筑工程长寿命绿色高性能耐久性混凝土技术探索混凝土外加剂生产技术和应用新进展学术交流会议论文集2012-04-14会议

[5]马少军; 张慧莉 双掺硅粉粉煤灰高性能混凝土的配制技术泄水建筑物安全及新材料新技术应用论文集2010-01-23中国会议

高性能混凝土篇3

关键词：特大桥  海工混凝土  耐久性  浅谈  应用

        0 引言

        由于陈家贡湾特大桥处于海水环境，海水环境对于桥梁混凝土结构具有强腐蚀性，按照一级公路桥梁结构100年设计基准期和本工程使用年限的要求进行结构耐久性设计，为保证陈家贡湾特大桥混凝土结构的耐久性，本工程采取了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案。然而我国目前尚没有大型海洋工程超长寿命服役的相关技术规范，高性能混凝土的设计、生产、施工技术在工程中的应用尚为空白，因此结合陈家贡湾特大桥工程的具体要求，研究跨海大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应用技术极为迫切和重要。

        1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置和耐久性设计

        1.1 陈家贡湾特大桥混凝土结构布置 陈家贡湾特大桥孔数—孔径（孔—米）为60—30m，为装配式预应力混凝土连续t梁桥，桥梁上部结构：六孔一联、全桥共十联，行车道板与桥面铺装采用剪力钢筋连接；桥梁下部结构：桥墩采用双悬臂预应力薄壁墩，墩柱为主截面3×1.5米的带竖肋矩形截面，基础采用柱式台、桩基础或重力台、扩大基础。混凝土设计强度根据不同部位在c35～c50之间。

        1.2 陈家贡湾特大桥附近海域气象环境 陈家贡湾特大桥地处东亚季风比较发达的黄海之滨，受季风和海洋气候的影响，四季变化比较明显，属南温带湿润季风气候类型：夏季空气湿润，雨量充沛；冬季气候干燥，时长稍寒。多年年平均最低气温为9.1℃、最高气温为15.9℃。最热出现在八月，月平均气温为25℃，最冷出现在一月，月平均气温为-4.5℃。年平均相对湿度为72%，累年全年蒸发量平均为1462.2毫米，其中全年以五月份为最高，累年平均达到180.1毫米，一月最小，仅为54.8毫米，海区全年盐度一般在15.00～34.00‰之间变化，属强混合型海区，海洋环境特征明显。

        1.3 陈家贡湾特大桥面临的耐久性问题 在海洋环境下结构混凝土的腐蚀荷载主要由气候和环境介质侵蚀引起，主要表现形式有钢筋锈蚀、盐类侵蚀、冻融循环、溶蚀、碱-集料反应和冲击磨损等。陈家贡湾特大桥位于东亚季风比较发达的黄海之滨，因为天气较暖，严重的冻融破环和浮冰的冲击磨损可不予考虑；镁盐、硫酸盐等盐类侵蚀和碱骨料反应破坏则可以通过控制混凝土组分来避免；这样钢筋锈蚀破坏就成为最主要的腐蚀荷载。混凝土中钢筋锈蚀可由两种因素诱发：一是海水中cl-侵蚀，二是大气中的co2使混凝土碳化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明：海洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀破坏的主要因素是cl-进入混凝土中，并在钢筋表面集聚，促使钢筋产生电化学腐蚀。在陈家贡湾特大桥周边沿海地区调查中亦证实，海洋环境中混凝土的碳化速度远远低于cl-渗透速度，混凝土自然碳化速度平均为3mm/10年。因此，影响陈家贡湾特大桥结构混凝土耐久性的首要因素是混凝土的cl-渗透速度。

        2 提高海工混凝土耐久性的技术措施

        提高海工耐久性混凝土的主要技术措施有：

        2.1 海工耐久性混凝土 其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和聚羧酸高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，高密实、高耐久的混凝土材料。

        2.2 提高混凝土保护层厚度 这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加，当混凝土保护层过薄时，易形成裂缝等缺陷使保护层失去作用，钢筋过早锈蚀，降低结构强度和延性；当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。

        2.3 混凝土保护涂层 完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触粘结的特点，其于砼粘结力不小于1.5mpa，并且与砼表面的强碱性相适应，延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化，逐渐丧失其功效，一般寿命在5～10年，只能作辅助措施。

        2.4 阻锈剂 阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜，其品质对混凝土的主要物理性能、力学性能无不利影响，从而延长钢筋混凝土的使用寿命。但由于其有效用量较大，作为辅助措施较为适宜。

        3 加强陈家贡湾特大桥结构混凝土耐久性措施

        改善混凝土和钢筋混凝土结构耐久性需采取的措施：①从材质本身的性能出发，提高混凝土材料本身的耐久性能，例如采用高效减水剂和高效活性矿物掺合料。②找出破坏混凝土耐久性作用的内在因素和外在因素，对主因和次因对症施治，并根据具体情况采取除高性能混凝土以外的补充措施，例如综合防腐措施。采用高性能混凝土是在恶劣的海洋环境下提高结构耐久性的基本措施，然后根据不同构件和部位，尽可能提高钢筋保护层厚度（一般不小于50mm），某些部位还可复合采用保护涂层或阻锈剂等辅助措施，形成以高性能海工混凝土为基础的综合防护策略，有效提高陈家贡湾特大桥混凝土结构的使用寿命。

        因此，陈家贡湾特大桥混凝土结构的耐久性基本方案是：首先，混凝土结构耐久性基本措施是采用高性能混凝土，同时依据混凝土构件所处结构部位及使用环境条件，采用必要的补充防腐措施，如掺加钢筋阻锈剂、混凝土外涂保护层等。在保证施工质量和原材料品质的前提下，混凝土结构的耐久性将可以达到设计要求。

        对于具体工程而言，耐久性方案的设计必须考虑当地的实际情况，如原材料的耐久性指标、工艺设备的可行性等，以及混凝土配合比经济上的合理性。也就是说应该采取有针对性的，因地制宜的制定防腐方案。

        根据设计院提出的陈家贡湾特大桥主要部位构件的强度等级要求、构件的施工工艺和环境条件，对各部位混凝土结构提出具体的耐久性方案。

        4 陈家贡湾特大桥高性能混凝土原材料耐久性

        4.1 试验用原材料及其物理化学性能

        4.1.1 水泥 试验中采用了p.ⅱ52.5，有关性能参数见下表。

        4.1.2 高炉磨细矿渣(s95)

        高炉磨细矿渣(s95)的有关性能参数见表

        4.1.3 硅粉

        硅粉的有关性能参数见表

        4.1.4 粗骨料

        混凝土配制试验用石为5～25mm连续级配碎石。

        4.1.5 细骨料

        混凝土配制试验用砂检验结果如表

        4.1.6 减水剂

        试验采用hsn-a聚羧酸高性能混凝土减水剂。

        4.1.7 拌和用水

        饮用水。

        4.2 试验方案和主要试验方法 从高性能海工混凝土的基本要求出发，在原材料的优选试验中，以混凝土的坍落度和扩展度评价混凝土的工作性，以抗压强度等评价混凝土的物理力学性能，以混凝土的电通量和氯离子扩散系数(自然扩散法)试验结果评价混凝土的抗氯离子渗透性能，并以耐久性能为首要要求。

        试验中所采用的主要试验方法有：

        4.2.1 坍落度、扩展度 混凝土的坍落度、扩展度按《新拌混凝土性能试验方法》gbj80-85测定。

        4.2.2 抗压强度 混凝土的抗压强度按《普通混凝土力学性能试验方法》gbj81-85测定。

        4.2.3 混凝土的抗冻性能 试验参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法》（gbj82-85）进行。

        4.2.4 混凝土的电通量和氯离子扩散系数快速试验 nel-per型混凝土电通量测定仪来评价混凝土抵抗氯离子渗透能力的标准。试验仪器采用北京耐尔nel-per型混凝土电通量测定仪。通过在￠95×50mm的混凝土试样两端施加60v的直流电压，通过检测6hrs内流过的电量大小来评价混凝土的渗透性。

        用rcm-dh型氯离子扩散系数测定仪测定混凝土氯离子扩散系数的试验方法，rcm法参照duracrete非静态电迁移原理制定，定量评价混凝土抵抗氯离子扩散的能力，本方法适用于骨料最大粒径不大于25mm的试验室制作的或者从实体结构取芯获得的混凝土试件。将标准养护28天的混凝土试件浸泡于质量浓度为3.0％的nacl溶液中至指定龄期后，用混凝土切割机将混凝土试件切割成直径＝100±1mm，高=50±2mm的试件。将试件放入电解槽的夹具中，注入1l 0.2mol/l koh正极溶液与1l含5% nacl的0.2mol/l koh负极溶液，用测试机主机电源进行电迁移过程，劈开试件，用0.1mol/lagno3溶液测定显色深度，最后用软件计算混凝土试件的氯离子扩散系数。

        4.3 混凝土配合比设计 试验主要研究c40和c50高性能海工混凝土的性能

        4.4 高性能混凝土性能试验结果及分析 混凝土的物理力学性能试验结果，常规耐久性能试验结果

        高性能海工混凝土的氯离子扩散系数和抗冻性能

        高性能海工混凝土与普通混凝土相比较，具有优良的工作性能、相近的物理力学性能和优异的耐久性能，尤其是其耐海水腐蚀性能，混凝土氯离子扩散系数可小于3.0～1.0e-12m2/s

        5 海工耐久性混凝土的质量保证措施

        5.1 影响海工耐久性混凝土质量的因素 高性能海工耐久性混凝土一般通常具有较高的胶凝材料用量、低水胶比与掺入大量活性掺合料等配制特点，致使高性能混凝土的硬化特点与内部结构同传统的普通混凝土相比具有很大的差异，随之带来了它的早期体积稳定性差、容易开裂等问题。而混凝土的裂缝正是在使用阶段环境侵蚀性介质侵入的通道，进而削弱其耐久性。

        5.2 提高海工耐久性混凝土质量措施 在试验过程中发现，浇筑的混凝土由于阳光直射温度较高产生温差过大的现象，同时由于海湾地区海风比较强烈也容易造成混凝土表面失水过快，混凝土表面收缩较大而导致混凝土开裂。因此，在实际浇筑混凝土过程中，t梁或其它结构的混凝土浇注完毕后应立即在顶面和四周采取保温保湿措施。对于t梁等大型预制构件，由于预制场地的限制和施工进度要求，采用低温蒸养的方式。

        对于现浇混凝土，混凝土成型抹面结硬后立即覆盖土工布，砼初凝后立即进行浇水养护，养护用水为外运淡水,记录每天的温度和风向，避免混凝土干湿交替，拆模前12小时拧松加固螺栓，让水从侧面自然流下养护，侧面拆模不小于48小时。

高性能混凝土篇4

关键词：高性能混凝土，混凝土性能，混凝土质量控制

 

高性能混凝土（HPC）是在研究发展高强混凝土的过程中发展起来的，以其易浇筑不离析、力学性能稳定、高强度、高耐久性、高体积稳定性以及高工艺性而越来越被业内人事所关注。

1. 高性能混凝土的性能

1.1高强度

混凝土的强度对结构来说是最基本的性能要求，而在大跨度结构物允许减少断面的构件部位，应尽量采用强度高的混凝土，同时也要保证其性能高。大多数国家将强度等级在50Mpa及以上的混凝土称为高强度混凝土。

1.2高耐久性

普通混凝土建造的构筑物，在经过自然老化和人为劣化后，还未到达设计的使用寿命就进入了老化期，质量和安全问题逐渐突出，修复和更新的费用也耗资巨大。因此，在桥梁、港口等重大工程中，对混凝土耐久性的关注程度已经跃居其强度之上。

经研究和实践证明，在普通的混凝土原材料中通过合理的掺加外加剂和掺合料配制而成的混凝土可以很好的改善其耐久性能，其耐久性能可达百年之久，是普通混凝土的3-10倍，主要表现在抗渗性、抗侵蚀性、抗冻性、耐磨性、抗碳化和抗碱骨料反应能力的增强。京沪高速铁路基础设施设计速度目标值为350km/h，混凝土结构耐久性要求：混凝土结构的实际使用年限为100年，环境类别为碳化环境，作用等级T1。为满足高速铁路工程结构耐久性要求，桥涵等结构物采用高性能耐久性混凝土。

1.3高体积稳定性

混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，甚至会影响其结构的安全。HPC在此方面有了明显的改善，具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化过程中不开裂，收缩徐变小；硬化后期具有较小的收缩变形，不易产生施工裂缝。

1.4良好的工作性

HPC具有良好的工作性，在成型过程中不分层、不离析，易充满模型，坍落度经时损失小，具有良好的可泵性，满足泵送混凝土的要求；施工完成后的混凝土密实、匀质、平整、表面光洁，提高施工效率。

2. HPC的配制

2.1原材料的选择

HPC在配制上的特点是低水灰比，选用优质的原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物掺加剂和高效减水剂，减少水泥用量、混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。论文格式。必须对拌制混凝土所用的原材料进行检验，尤其要控制好集料、水泥和矿物掺合料的质量，主要技术指标必须达到施工规范的要求。

2.2配合比设计

在对混凝土配合比设计时，采用优化设计原则，不仅要满足强度等级、弹性模量、最大水胶比、最小胶凝材料用量、含气量等技术要求，同时还应对其抗渗性、抗氯离子渗透性能、抗碱骨料反应、抗冻性、抗裂性等进行严格要求。论文格式。

3.提高混凝土耐久性的措施

耐久性是高性能混凝土所追求的重要指标，对混凝土工程来说意义重大，耐久性的提高是降低使用过程中巨额维修费用和重建费用的重要手段。下面简要介绍一下提高高性能混凝土耐久性的几项措施：

3.1掺入高效减水剂和高效活性矿物掺合料：

为保证施工中混凝土拌合物具有所需的工作性，在拌合时须适当地增加用水量，这样就会使水泥石结构中形成过多的孔隙。在加入高效减水剂后，不但能使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还可以使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的，可将水灰比降低到0.38以下。同时，加入高效减水剂后，在保持混凝土良好的流动性时，还能使混凝土坍落度损失值小；不含Na2SO4,碱含量低，对混凝土耐久性有利。

掺入高效活性矿物掺合料能改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成，消除游离石灰，使水泥石结构更为致密，阻断可能形成的渗透路，从而提高混凝土的稳定性，增进混凝土的耐久性和强度。

3.2．控制混凝土的水灰比及水泥用量：

水灰比的大小是决定混凝土密实性的主要因素，它不但影响混凝土的强度，而且也严重影响其耐久性，故必须严格控制水灰比。

4.质量控制

4.1加强原材料的质量控制和管理。论文格式。

原材料是混凝土的基本组成部分，材料的变异将影响混凝土的强度，因此收料人员应严把质量关，不合格的材料不得进场。使用检验合格的原材料，不合格品坚决退场不能使用。不同类别不同规格的材料分类分区堆放，并且标示明显。

4.2严格按照施工配合比施工。

搅拌前通过测定砂石的含水率，将设计配合比换算为施工配合比（重量比），并根据含水率的变化及时调整；使用精确度高、检定合格的称量设备进行准确计量。质检人员应及时检查原材料是否与设计用原材料相符。

4.3严格控制高性能混凝土的运输。

应根据具体建筑工程的结构特点和工程量的大小以及道路气候状况等各种因素综合考虑确定HPC的运输设备，保持混凝土的均匀性，保证运到浇筑地点时不分层、不离析、不漏浆，并具有要求的坍落度和含气量等工作特性。运输过程中对运输设备采取保温隔热措施，防止局部混凝土温度升高或受冻。严禁在运输过程中向混凝土中加水。减少混凝土的转载次数和运输时间，保证从搅拌机卸出混凝土到混凝土浇筑完毕的延续时间不影响混凝土的各项性能。采用混凝土泵输送混凝土时，应在混凝土搅拌后60min内泵送完毕，且在1/2初凝时间前入泵，并在初凝前浇筑完毕；因各种原因导致停泵时间超过15min，每隔4-5min开泵一次，使泵机进行正反转方向的运动，，同时开动料斗搅拌器，防止斗中混凝土离析。

4.4科学合理的浇筑。

浇筑一般包括布料、摊平、捣实、抹面和修整等诸多工序，混凝土的浇筑质量直接关系到结构的承载能力和耐久性，所浇混凝土必须均匀密实且强度符合施工的具体要求。严格控制所浇混凝土的入模温度、坍落度和含气量等工作性能。浇筑采用分层连续推移的方式进行，泵送混凝土的一次摊铺厚度不易大于600mm，间隙时间不得超过90min，不得随意留置施工缝。在炎热、低温、风速较大的条件下浇筑时应采取相应的措施，保证混凝土的浇筑质量。采用插入式高频振捣棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时避免碰撞模板、钢筋和预埋铁件，不得加密振捣或漏振，且不宜超过30s，避免过振。加强检查支撑系统的稳定性，浇筑后按照工艺仔细抹面压平，严禁洒水。

4.5加强高性能混凝土的养护。

混凝土的养护能创造使水泥得以充分水化的条件，加速混凝土的硬化，同时防止混凝土成型后因日晒、风吹、寒冷、干燥等自然因素而出现超出正常范围的收缩、裂缝及破坏现象，因此要个控制温度和湿度条件，保证混凝土的水化反应在适宜的环境条件下进行，确保高性能混凝土在施工中的使用功能。

5.结束语

高性能混凝土以其优异的性能在当前的国民建设中起着不可估量的作用，是混凝土发展的必然趋势。本文就高性能混凝土的性能、配制、提高混凝土耐久性的措施、质量控制等方面进行探讨，希望通过本文能提供一定借鉴。

高性能混凝土篇5

关键词：混杂纤维；高性能混凝土；高温性能；抗折强度；抗压强度；

中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：

0.引言

火灾事故中民众的人身安全是民用建筑、公共建筑及工业建筑设计所必须考虑的问题。与木材和塑料相比，混凝土是不燃物，即使在高温条件下也不会释放有毒烟雾；与钢材相比， 混凝土即使在700~800 e 高温下，仍然能在一定时间内保持足够的强度，从而降低了结构倒塌的风险，使人们可以赢得安全撤离的时间。然而，混凝土结构在高温下极有可能发生毁坏性爆裂，表现为突然、猛烈的脆性破坏。对于脆性和密度更大、渗透性更低的高强混凝土，产生爆裂的危险性更大，并且受热温度越高，混凝土强度等级越大，发生爆裂的几率和剧烈程度也越大。因此，深入研究混凝土高温爆裂的成因机理，设法改善混凝土的内部缺陷， 对提高混凝土的抗火性能有着深远的意义。

1.试验原材料与试验方法

1.1 试验原材料

进行试验的原材料主要包括以下几种：水泥，采用的是42.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰，采用的是汇能II型复合粉煤灰；粗骨料，采用玄武岩碎石，粗骨料为5—20mm连续级配碎石；细骨料，采用的是江砂，中砂，细度模数为2.7；减水剂，采用的是Grace S20高效减水剂，减水率大于20%；钢纤维，采用的是Harex钢丝钢纤维，l=30mm，d=0.60mm，l/d=50；聚丙烯纤维，在本次试验中，采用的是长坚聚丙烯纤维。材料选择好之后，按照相关的规定和标准做好配合比。

1.2 试验方法

在试验的时候，主要是试验混凝土的抗压强度、抗折强度、破裂抗拉强度，所采用的是试件尺寸是150mm×150mm×150mm。当试件成型之后，在室温下经过24h养护之后，然后脱模，放在标准养护室当中养护至60d，再在常温下放置1d之后，进行高温试验。在高温试验的时候，采用的是电炉，其温度一直不断的升高，当达到一定的值之后温度保持相对稳定。本电炉的最高温度能够达到1000℃，采用正常方式升温，达到指定的温度之后，恒温两个小时。冷却方式采用炉内自然冷却。掺混杂纤维混凝土抗爆裂性能影响试验温度为800℃和1000℃。

2.试验结果分析

（1）混杂纤维对高温下混凝土抗折强度的影响。通过对比分析，在200℃以前，200℃-400℃之间，800℃时候，掺入与未掺入混杂纤维的抗折强度呈现出不同变化。但最终二者的抗折强度变化逐渐趋同。值得注意的是，纤维挥发会在混凝土当中引入一定数量的孔道，影响了混凝土的抗折强度。而在200℃-400℃范围之内，基准混凝土抗折强度急剧下降，当温度升高到一定的时候，纤维发挥殆尽，引起抗折强度随着温度的变化而逐渐趋同。

（2）混杂纤维对高温下混凝土抗压强度的影响。常温下掺加与不掺加混杂纤维的混凝土抗压强度相差不大。随着温度的升高，它们的抗压强度变化趋势相同，并且降低的速度相差也比较小。

（3）混杂纤维对高温下混凝土劈裂抗拉强度的影响。常温下，掺入和没有掺入混杂纤维的混凝土的劈裂抗拉强度差别不大，而掺入混杂纤维之后，由于钢纤维的存在，提高了抗拉强度剩余率，由此我们可以得知，掺加钢纤维能够能够提高混凝土高温后的抗拉性能。

3.混杂纤维改善混凝土高温性能的机理

（1）混凝土爆裂现象的产生。一般来说，人们普遍认为混凝土受热爆裂的过程，就是混凝土的水分从内部逸出的过程。当温度不断升高，混凝土强度损失的速率也相应的增加，温度达到600℃的时候，强度会损失50%，当温度达到800℃的时候，强度会损失80%左右。就高强度混凝土来说，它的密实度往往比较高，空隙率比较低，蒸发通道不畅，这就使得水分不容易逸出，往往达到过高蒸汽分压，大大超过了混凝土的抗张强度，使得混凝土不能抵御这种过大的内部压力，从而引起爆裂现象的发生。

（2）混杂纤维改善混凝土高温性能。当掺入混杂纤维之后，这种情况就得到了相应的变化。当温度为180℃的时候，混凝土处在自蒸阶段，内部的压力变化比较小。而聚丙烯纤维的熔点很低，到了该温度的时候早已经熔化，熔化之后其液体体积十分小，占用很小的空间，往往形成很多的小空隙，聚丙烯纤维分布均匀，纤维数量极多，比较细小，引起混凝土内部孔结构发生相应的变化，这就加强了孔隙的连通性，为混凝土内部水分的蒸发提供了通道。同时还缓解了水分膨胀所形成的分压，大大降低了混凝土内部的压力，防止了混凝土爆裂的产生。

4.试验结论

通过对以上试验结果分析，可以得出以下几个结论：

（1）高温情况下，混在纤维可以发挥良好的作用，能够有效的阻止混凝土发生爆裂现象，还不会对混凝土造成破坏，能够保证混凝土的完整性。在高温之后，混凝土还能够承受较高的荷载。当达到800℃高温的时候，抗折强度剩余率约为10%，劈裂抗拉强度剩余率约为20%。

（2）在高温条件下，聚丙烯纤维熔化之后，往往会留下若干的孔洞。这些孔洞形成高压蒸汽的排出通道，这样就阻止了爆裂的产生。但与此同时，也使得混凝土的强度得以减弱。并且，还形成了外部介质入侵的连通性通道，使得混凝土的耐久性大大降低。

（3）当温度如果继续升高，超过一定的限度之后，基准混凝土与混杂纤维混凝土的抗折性能变化趋势一致。

5.结语

（1）具有高强或高耐久性的高性能混凝土正逐渐替代普通混凝土并已广泛应用于混凝土结构中，但由于高性能混凝土本身的内部缺陷，使其在遭遇火灾时容易发生爆裂，这无疑会对人们的生命财产安全造成极大隐患。混杂纤维的掺入不仅能降低混凝土在高温下产生爆裂的可能性、较好地保持混凝土的完整性，而且能改进高强混凝土的脆性问题、明显改善混凝土高温后的力学性能。

（2）合理的纤维掺量能使高性能混凝土的耐火性达到最佳状态，但目前对混杂纤维混凝土高温性能的研究还比较离散，需要继续深入研究混杂纤维混凝土抗爆裂性能并寻求纤维的合理掺量，以期既能提高混凝土的耐火性，又能降低纤维混凝土的成本，使纤维混凝土在实际工程中得到更广泛的应用。

参考文献

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[2]鞠丽艳.混杂纤维对高性能混凝土高温性能的影响[J].同济大学学报,2011(1)

[3]潘慧敏.混杂纤维混凝土耐高温性能试验研究[J].铁道建筑,2012(10)

高性能混凝土篇6

关键词：高性能混凝土 耐久性 研究

随着经济的发展，人们对建筑结构的要求不断提高，建筑工程技术也在迅速的更新、进步，建筑高度越来越高、结构体系越来越复杂，对混凝土的要求也越来越高，因此高性能混凝土的应用越来越广泛。高性能混凝土的耐久性也成了人们考虑的重点之一，文章从高性能混凝土与普通混凝土的区别入手，分析了影响高性能混凝土耐久性的因素，并提出了提高高性能混凝土耐久性的措施，以供同行参考。

耐久性指的是混凝土结构在正常使用过程中，受到外部环境及内部因素的作用下，仍然能保证其工作性能的一种特性，也就是说在设计使用寿命内，抵抗外部影响因素及自身产生的破坏的一种功能。耐久性是一项综合，包含很多方面的内容，比如抗冻性、抗侵蚀性、抗渗性、抗碳化等，其中任何一项都性能都决定着混凝土耐久性。

1 高性能混凝土与普通混凝土的区别

高性能混凝土是在普通混凝土的基础上发展起来的一种高技术混凝土，耐久性是其主要的设计指标。高性能混凝土与普通混凝土主要存在以下四个方面的区别。①特征指标不一样。普通混凝土最基本的特征指标是强度，而高性能混凝土的首要特征指标是耐久性，另外，还同时兼顾强度、体积稳定性、工作性能等。②材料组成不一样。众所周知，普通混凝土主要的组成材料为：水泥、粗骨料、细骨料、水，而高性能混凝土则增加了矿物掺合料与化学添加剂。③水胶比不一样。普通混凝土的水胶比一般控制在0.4～0.8，而高性能混凝土的水胶比要求小于0.38，有的甚至达到0.2或者更小。④微观结构不一样。普通混凝土中的毛细孔体积占的比例高，混凝土密实性较差，而高性能混凝土由于水胶比小，又掺合了超细粉料，因此，毛细孔的数量大大减少，密实程度也大大的提高。

归根结底，高性能混凝土与普通混凝土的区别还是在于二者的配合比不同，配合比设计的好坏直接关系到高性能混凝土的耐久性及其工作性能。

2 耐久性的影响因素分析

由于高性能混凝土的耐久性包含多方面的内容，本文仅对其抗渗性、抗碳化性、抗冻性及抗侵蚀性进行粗略的分析。

2.1 抗渗透性

实践证明，混凝土的耐久性与其抗渗性有很大关系，抗渗性是评价混凝土耐久性的重要指标之一。抗渗性是指混凝土在压力水的作用下抵抗渗透的能力。其抵抗水侵入混凝土内部的能力越强，表明其抗渗性越好。而在实际大气环境中，环境水都含有大量的腐蚀性物质，当这些物质进入混凝土内部将造成混凝土腐蚀及钢筋锈蚀，严重影响了混凝土的耐久性。

2.2 抗碳化性能

混凝土碳化指的是混凝土中的水化产物与空气中的二氧化碳发生化学反应，生成碳酸盐的现象。碳化将导致混凝土强度、结构等发生变化，尤其是大大降低了混凝土的PH值，导致钢筋腐蚀，从而严重影响到钢筋混凝土结构的耐久性。

混凝土本身的密实程度及碱性储备的大小直接影响到其抗碳化性。也就是说，混凝土的密实程度高，孔隙率小、抗渗性能强，碱性物质的含量大，那么混凝土的抗碳化性能也就强，耐久性也就好；反之，则差。

2.3 抗冻性

抗冻性指的是混凝土在水饱和的状态下承受反复冻融循环作用而仍然能保持其工作性能，不被破坏的功能。寒冷地区，往往由于冻融的影响，从而导致混凝土的性能降低，甚至破坏。抗冻性因可以间接的反映出混凝土的抗渗性及抗冰晶压力的能力，也是作为评定混凝土耐久性的重要指标。

由于在温度极低的环境下，混凝土毛细孔内的水结冰，体积膨胀而产生压力；其余的水则流向附近的毛细孔内，水在流动过程中，产生水压力；在膨胀力及水压力的作用下，混凝土结构破坏，我们将这种现象称为混凝土的冻害。冻害除了会导致混凝土的结构组织劣化，还将会造成混凝土构件表面剥落与开裂。混凝土是硬化后的水泥浆与骨料组成成的含有脉细孔的材料。水胶比的大小决定了其孔隙率的大小及毛细孔的多少。因此，水胶比越低、养护越好的混凝土结构就越密实，其抗冻性也就越好。

2.4 抗侵蚀性

混凝土侵蚀主要是来源于环境中的Cl-与S042-。其中Cl-主要来源于外部环境（比如海水）或者是在混凝土的生产过程中参入了含有氯离子掺合料。当氯离子的含量过大时将会对钢筋产生腐蚀作用，因此，应该尽量的避免采用含有氯离子的掺合料，或者提高混凝土的碱性，都可以提高其抗侵蚀性。

混凝土硫酸盐侵蚀破坏是一个复杂的物理化学过程，机理十分复杂，其实质是外界侵蚀介质中的 S042-进入混凝土的孔隙内部，与水泥石的某些组分发生化学反应生成膨胀性产物，使混凝土表层开裂或软化。 裂缝又助长了硫酸根离子的渗透，进一步加速了混凝土的破坏，使混凝土强度严重下降，耐久性丧失。 根据结晶产物和破坏形式的不同，硫酸盐侵蚀破坏可分为两种类型：钙矾石膨胀破坏和石膏膨胀破坏。

3 提高高性能混凝土耐久性的措施

3.1提高骨料质量

高性能混凝土已经成为混凝土发展的方向与趋势，而高性能混凝土的发展必须要求高质量的砂石材料作保障。若砂石材料的质量差、离散性大，那么高性能混凝土也就得不到很好的发展。

骨料的粒径、颗粒形状、表面结构与矿物成分对界面区的水泥石显微结构都有显著的影响，高性能混凝土由于其水泥石强度很高，水泥石与骨料的结合力很强，其破坏断面中的骨料几乎都遭到破坏，骨料的岩石抗压强度就成为高性能混凝土强度的一个制约因素。 在选择粗细骨料时，注意骨料的品种、表观密度、吸水率、粗骨料的强度、最大粒径、级配、体积用量，砂率、碱活性组分等。

3.2 掺入高效活性矿物超细粉

由于高性能混凝土其水胶比很小，因此，其中有一部分水泥不能水化，而只能够起到填充的作用，那么我在进行高性能混凝土配合比设计时就可以采用高效活性矿物超细粉来置换一部分水泥，这些活性矿物超细粉又可以与胶凝材料发生化学反应，其生成物对水泥石孔结构起填充作用，提高水泥石的密实度，改善水泥石与粗骨料间的界面结构，提高了混凝土的强度、耐久性以及工作性能，改善了其抗渗性、抗化学腐蚀性，可减少坍落度损失和水化放热量，减少钢筋锈蚀。目前，经常被人们采用的活性矿物超细粉主要有以下几种：优质粉煤灰、沸石粉、磨细矿渣、硅粉等。

3.3 掺入高效减水剂

在保证混凝土施工所需要的流动性的前提下，降低水胶比，尽量的减少水的用量，可以降低混凝土的孔隙率，提高混凝土的密实度，从而提高其耐久性。使用高效减水剂便可以达到次目的，可以在保证混凝土的工作性能满足要求的同时，能够大量的减少拌合用水量。

我们又将高效减水剂称之为超塑化剂，它比普通减水剂的减水效率更高。混凝土搅拌时，将产生一种絮凝状结构，其中包裹着大量的水，从而导致了新拌混凝土的性能下降。当加入高效减水剂后，水泥和超细粉的粒子，就会吸附高效减水剂的分子，在表面形成扩散双电子层的离子分布，使水泥粒子在静电斥力作用下分散，有效的阻止其絮凝结构的产生，可以在低水胶比的条件下，提高混凝土的流动性。许多研究表明，当混凝土的水胶比低于0.38时，便可以有效消除混凝土中的毛细孔隙，而加入高效减水剂，将混凝土的水胶比控制在0.38以下是完全可以实现的。

高性能混凝土篇7

关键词：高层建筑；高性能混凝土；混凝土施工

高性能混凝土（HPC）是指多方面均有较高质量的混凝土，其高质量包括良好的和易性、优良的物理力学性能（较高的强度与刚度、较好的韧性、良好的体积稳定性）、可靠的耐久性（抗渗、抗冻性、抗腐蚀、抗碳化、耐磨性好）等。

伴随着建筑技术的发展，大型、超大型、高层、超高层建筑对混凝土的性能提出了更高要求，世界各国在研究高性能混凝土方面取得了大量成果，并从各自角度分析了高性能混凝土的涵义。 综合各国对高性能混凝土的要求，可以认为，高性能混凝土具有高抗渗性（高耐久性的关键性能）；高体积稳定性（低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量）；适当的高抗压强度；良好的施工性（高流动性、高粘聚性、自密实性）。

中国在《高性能混凝土应用技术规程》对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。

1高性能混凝土的特性及在高层建筑中的应用性分析

1.1高强度

混凝土强度对结构来说是最基本的性能要求。目前普遍认为高性能混凝土必须达到（C50以上），而高强混凝土未必是高性能混凝土。

随着建筑结构高度的增加，底层受压构件的压力迅速增大，如采用传统混凝土，则构件截面尺寸增大，影响底层的空间要求和使用功能。采用高性能混凝土，在保证构件承载力的基础上能有效减小截面尺寸，满足高层建筑的需求。

1.2 高耐久性

高层建筑需要有较高的使用年限，对耐久性有很高要求。混凝土的耐久性即抵抗劣化的能力，对混凝土耐久性的要求可从两个方面分析，即自然老化和人为劣化。

自然老化是指混凝土随着时间的推移发生的性能变化，如气温变化、日晒雨淋、冻融循环、干湿交替、碳化、侵蚀等作用，使混凝土产生裂缝、剥落、疏松、钢筋锈蚀等现象。

人为劣化是指混凝土结构在使用过程中，由于生产、生活、管理等方面的原因，使混凝土发生降低使用功能的现象。如磨损、冲刷、疲劳、撞击使混凝土产生磨损、裂缝或损伤，降低结构强度；酸、碱、油的腐蚀破坏了混凝土的内在结构，失去或降低混凝土强度；

要解决上述耐久性问题，就必须使混凝土密实度高且不产生原生裂缝；硬化后体积稳定而不产生收缩裂缝；同时减少混凝土内部产生侵蚀的组分。通过掺加聚合物、纤维和掺合料，提高抗裂能力，改善韧性；并降低碱度，以增加高层建筑物的抗碳化能力。

高性能混凝土是一种耐久性优异的混凝土，耐久性可达百年之久，是普通混凝土的3～10倍。

1.3 高体积稳定性

混凝土的体积稳定性直接影响结构的受力性能，严重者会影响结构的安全。对体积稳定性要求，国际上也还没有一个统一的标准。一般来说，要求混凝土的收缩变形、徐变变形小，弹性模量高，温度膨胀系数尽量与钢筋一致。

混凝土的体积稳定性可分成三类，一类是混凝土在凝结过程中发生的体积变形，总称为收缩变形；另一类是混凝土在承受荷载后发生的体积变形，如弹性变形，徐变变形等；还有一类是混凝土在温度作用下的体积变形，称为温度变形。

高性能混凝土通过组成材料的合理配制，具有较高的密实度和强度，各类体积变形量小，具有较好的体积稳定性，从而避免了收缩、温度和受力等引发的裂缝。

1.4 高工作性（流动性）

目前，混凝土的泵送施工非常普遍。对超高层建筑结构，泵送高度大，对混凝土的工作性要求较高。采用工作性能优异的高性能混凝土，可使混凝土的一次泵送高度达到300m以上，从而大大降低施工难度。除此之外，高层建筑所具有的筒体结构，以致钢筋密集，难以振捣，为了解决这些难题，工程常常应用免振捣自密实混凝土。

免振捣自密实混凝土是高性能混凝土的一种，也是混凝土工作性发展方向。

其最主要的性质是能够在自重下不用振捣，自行填充模板内的空间，形成密实的混凝土结构。其优越性主要表现在： （1）提高混凝土的密实性和耐久性，避免漏振、过振等施工中的人为因素以及配筋密集、结构形状复杂等不利条件对施工质量的影响。（2）降低作业强度，节省劳力、振捣机具和电能消耗。（3）可消除振捣噪声，改善环境。（4）简化工序，缩短工期，提高效率。

1.5 应用经济性

虽然高性能混凝土在成本上比普通混凝土要高一些，但由于减小了截面尺寸，减轻了结构自重，降低了钢筋用量，这对自重占荷载主要部分的混凝土结构具有特别重要的意义。

一般情况下，混凝土强度等级从C30 提高到C60 ，对受压构件可节省混凝土30%～40%，受弯构件可节省混凝土10%～20%，具有巨大的直接经济效益；同时由于截面尺寸减小，不但改变了结构上肥梁胖柱的不美观问题，而且可增加使用面积和有效空间，因而可获得较大的间接经济效益。

2.高性能混凝土配制

2.1正确的选择原材料

（1）水泥可采用硅酸盐水泥和普通水泥，为了实现混凝土的高强及超高强，国内外开始研制和应用球状水泥、调粒水泥、活化水泥等水泥。

（2）选用良好的骨料，有效的防止钢筋生锈，增强抗碳化能力。细骨料多采用河砂或人工砂。粗骨料应选用表面粗糙、强度高的骨料，如砂岩、安山岩、石英斑岩、石灰岩和玄武岩等。

（3）使用硅灰、超细矿粉做掺合料。

（4）应用聚羧酸高效减水剂作为减水剂。

（5）添加膨胀剂，以补偿收缩。

2.2合理控制工艺参数

掺加高效减水剂，减少用水量，降低水灰比，一般水灰比小于0.4。经试验确定采用合理砂率，一般含砂率为34%～44%，随混凝土强度的提高，含砂率呈减小的趋势。

混凝土用水量范围120～160kg/m?，胶凝材料总量500～600kg，水泥用量不宜过多，可掺加掺合料，一般等量取代水泥10%～25%。粗骨料体积含量0.4m?左右。高效减水剂掺量0.8～1.5%。

3高性能混凝土养护方法

3.1影响高性能混凝土养护的因素

3.1.1新浇筑混凝土的湿度损失

高性能混凝土拌合物泌水少、粘聚性大。泌水蒸发很快使高性能混凝土更易于产生塑性收缩裂缝，而且通常在混凝土初凝时就产生塑性收缩裂缝。塑性收缩裂缝可以产生严重问题。高温、低湿和大风加速了新浇筑混凝土水份的蒸发。为了克服这一问题，高性能混凝土应在新拌混凝土浇筑后立即开始养护。

3.1.2温度的影响

养护温度对高性能混凝土的强度影响很大。高温加速了混凝土的水化过程。浇筑温度和养护温度越高，混凝土的极限强度越低，养护温度越高，混凝土早期强度越高。低温养护的混凝土具有相对均匀的微结构，特别是混凝土空隙的分布较均匀。虽然在较低温度养护不能获得较高的早期强度，但最终导致高的极限强度。控制养护期间混凝土的温度是重要的，特别是在炎热天气下。

在炎热的条件下，如果不采取人工降温，通常很难满足新浇筑混凝土所需的最适宜温度，温度在10℃～15℃时对混凝土性能最为有利，但这种温度只在一定条件下才能得到。实际施工中应尽可能不使混凝土浇筑时的温度过高。冬季施工时，高性能混凝土的初期养护温度不宜低于规定的温度。

3.1.3 养护时间的影响

养护时间对混凝土的长期性能有显著影响。对一给定的水灰比，混凝土强度随着龄期的增长而增加。然而，在湿养护一段时间后，强度的增长率降低了。

混凝土的养护期可以根据混凝土在固定温度下的养护时间来确定。实际工程中，混凝土是在温度不断变化的环境中养护的。养护期可以根据混凝土的成熟度来确定。混凝土的成熟度是基于强度发展是养护时间和温度函数的原理而建立的。成熟度是温度和时间的乘积。成熟度的概念仍然适用于高性能混凝土。

3.2 高性能混凝土的养护方法

新拌高性能混凝土在浇筑后，立即采用湿养护，可以抵抗塑性收缩开裂，但是如果新拌高性能混凝土浇筑后很快进行湿养护，硬化混凝土的表面将粉化或导致浅表层剥落。因此，高性能混凝土需要在早期就进行养护，但不能直接在新浇筑混凝土暴露的表面使用水。为了方便，将高性能混凝土的整个养护过程分为两个阶段，初期养护和湿养护。在新拌混凝土浇筑后，混凝土表面上会立即出现少量泌水，如果在水分干透以前涂养护剂，那么在混凝土表面就会出现养护剂和水混合的局部坑洼。

高性能混凝土的湿养护从混凝土终凝后开始。潮湿养护混凝土的强度比空气养护混凝土的强度高，28d湿养护的强度比28天完全空气中养护可以高1倍。湿养护是高性能混凝土养护的最终阶段，在混凝土终凝后开始。任何传统的湿养护方法如蓄水养护，用湿麻袋覆盖暴露面的养护以及在暴露面上洒水的方法，高性能混凝土都可以采用。通过覆盖湿麻袋并且连续喷水保持潮湿这样的湿养护是高性能混凝土湿养护的有效方法。

4结束语

（1）高性能混凝土的高工作性，要求它具有良好的可泵性，基于此要求采用自密实混凝土。

（2）高层建筑对抵抗各种荷载作用的要求很高，采用高强或超高强混凝土。

（3）采用高性能混凝土提高其耐久性，同时提高抗碳化能力，增加高层建筑物使用寿命。

高性能混凝土篇8

摘要:结合工程实例,针对高强高性能混凝土的主要技术特点,进行了一些粗浅的分析和探讨,便于广大工程技术人员更好的了解和应用高强高性能混凝土。

关键词:高强;高性能;混凝土;使用

通常我们把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土。它主要是用高强度水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、矿粉、矿渣、硅粉等混合料,经常规工艺生产而获得高强的混凝土。高强混凝土作为一种新的建筑材料,以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性,在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高,一般为普通强度混凝土的4～6倍,故可减小构件的截面,因此最适宜用于高层建筑。试验表明,在一定的轴压比和合适的配箍率情况下,高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小,减轻自重,避免短柱,对结构抗震也有利,而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件,可采用高强度钢材和人为控制应力,从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构,应用于大跨度房屋和桥梁中。此外,利用高强混凝土密度大的特点,可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建(构)筑物,如原子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点,建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。

一、高强高性能混凝土组成

1.水泥

配制高强高性能混凝土选用最多的是硅酸盐系水泥,其次也可采用普通水或矿渣水泥,强度等级的选择一般为:C50~C80混凝土宜采用强度等级52.5号水泥,C80以上的混凝土应选择强度62.5号以上的水泥。1立方米混凝土中的水泥含量应尽量控制在500Kg以内,水泥和其他掺和料的总量不应超过580Kg/m3。

2.掺和料

(1)硅粉:一种生产硅铁时产生的烟灰,俗称“硅灰”,是高强高性能混凝土配制中应用时间最早、应用次数最多、应用技术最成熟的一种掺和料。硅粉中含有大量活性SiO2,通常比表面积可以达到15000m2/Kg,其火山灰活性较高,可以填充水泥的空隙,从而大大提高了混凝土的密实度和强度。其掺入量一般为5~10%。

(2)磨细矿渣:磨细矿渣可以提高混凝土的早期强度和耐久性,矿渣的细度越大,其活性就越高,对混凝土强度的提高越有帮助。其掺入量一般为5%~10%。

(3)粉煤灰:配制高强高性能混凝土应优选使用I级灰,它的主要作用是有效降低混凝土的水灰比,以及细微粉末的填充效应和火山灰的活性效应相结合,以达到提高混凝土的强度、和易性的作用。其掺入量一般为15%~20%。

(4)沸石粉:天然沸石含有大量活性SiO2,磨细后作为混凝土掺合料起到火山灰活,能有效改善混凝土的流动性、粘聚性、保水性,从而可以大大提高混凝土的后期强度和耐久性。其掺入量一般为5%~10%。

3.粗、细集料(碎石、砂)

高强高性能混凝土一般采用级配良好的中砂或粗砂,细度模数应超过2.6。其含泥量不超过1.5%,当配制C80及以上的混凝土,其含泥量应控制在1.0%以内。石子应选用碎石,最大骨料粒径不得超过25毫米。对强度等级大于C80以上的混凝土,最大骨料粒径不得超过20毫米。其中针片状碎石不宜超过5%,含泥量不超过1.0%。

二、高强高性能混凝土主要的优缺点

1.高强混凝土的早期强度高,但后期强度增长速度比普通混凝土要慢得多;

2.高强混凝土由于强度高,故抗渗、抗冻、抗碳化、抗腐蚀等耐久性指标比普通混凝土都要高,从而可以大大的提高建筑物的使用年限。

3.由于高强混凝土强度高,因此,构件截面尺寸可大大缩小,从而可以改变“梁柱肥大”而不美观的问题,即可以减轻建筑物的自重,还可以增加建筑物的使用面积。

4.由于高强混凝土的密实度好,抗渗、抗冻、抗压等耐久性指标均优于普通混凝土,因此,高强混凝土除高层建筑工程和大跨度工程外,还可以广泛用在铁路、公路、桥梁(隧道)、海港、码头工程,它耐海水侵蚀和冲刷的能力也大大高于普通混凝土,可以延长使用年限。

5.高强混凝土强度比较高,由于水泥用量大而产生的水化热急剧加大,使混凝土内外温差过高,容易产生裂缝,其次强度越高,干缩也较大,混凝土易脆、易开裂。

6.高强混凝土在低水灰比的情况下,坍落度很小,有时甚至没有坍落度,其成型和振捣特别困难,特别是C80等级以上混凝土,无法在现浇混凝土施工中广泛运用。

7.绝大部分建筑工地离混凝土搅拌站距离很远,要把混凝土从搅拌站运送到工地上需要很长时间。混凝土在运输的过程中,其坍落度随时间的增加而减小,如何保证坍落度是发展和使用高强高性能混凝土的一个障碍。

8.高强度混凝土的可泵性比普通混凝土要差。

9.高强度混凝土的养护时间要比普通养护要长一些,最好7~14天。

三、工程实例:使用高强高性能混凝土的优越性

以重庆市某大楼为例,该建筑物总高度为100米,地上30层,地下二层,框架剪力墙结构,基础采用预应力管桩基础。原设计梁柱均采用C40级混凝土,后经建设单位要求请设计单位核算并出具设计变更文件,把原来C40级混凝土变更为C60级混凝土,该工程使用C60级混凝土后,经过认真核算其底层建筑面积增大约1000平方米,整幢大厦增加面积约3万平方米。工程质量方面:总体质量较好,无出现渗漏、露筋、孔洞、麻面、裂缝等质量问题,观感质量经五方验收主体一致评价为好。经现场回弹检测,混凝土强度等级符合设计要求;投资方面:工程投资方面:从原来的1600万元降至1400万元,发挥出了极大的投资效益和经济效益;工程进度方面:原计划工期从原来的260天缩短至235天竣工,提前25天竣工,其经济效益相当明显。

四、结束语

随着我国国民经济的不断发展,大力推广和发展高强高性能混凝土是建设工程发展的必然趋势,对有效降低工程成本、缩短建设工程工期、提高建筑物的使用年限等有着重要的意义。

利用高强混凝土密度大、强度高的特点,可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建(构)筑物,如原子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点,建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。高强高性能混凝土逐步将在建筑工程、市政工程、铁路工程、公路工程、港口、机场、大跨度及预应力结构、水利等工程中的应用将越来越广泛,随着混凝土强度等级的不断提高,我相信在不久的将来C60~C80的混凝土一定将会普遍得到使用,而C80以上的混凝土将在一定的范围内可以得到使用。

参考文献:

[1]混凝土结构加固技术规范(CECS25:90),中国计划出版社.1991

[2]卓尚木等,销筋混凝土结构事故分析及加固,中国建筑工业出版社.1997

高性能混凝土篇9

1试验步骤

水胶比控制试验研究以超大型管道预制混凝土配合比为基础，进行试验研究，在室内建立混凝土耐久性质量控制图。混凝土配合比如表1所示。成型150×150m标准试块25块及Φ100×200mm试块15块分别用于在14d、28d、56d、90d不同的5个龄期在标准养护的条件下，分别用于测试TPT气体渗透系数、Wenner电阻率、RCM氯离子扩散系数。在测试TPT和Wenner时考虑到实体构件的含水率，每个龄期的标准试块在45℃烘箱下从0～40个小时的烘干，使用TRAMEXCME4混凝土含水率测试仪测试8个不同烘干时间段试块的含水率，并在此含水率下测量TPT气体渗透系数和Wenner电阻率。

2试验数据记录及分析

由于混凝土的含水率对混凝土的TPT系数、Wenner电阻率有影响。因此本文根据实体构建含水率进行统计分析（4.6%～5.6%）。RCM氯离子扩散系数是根据国家标准《普通混凝土长期性和耐久性试验方法标准》（GB/T50082-2009）中“抗氯离子渗透试验”的规定进行。

2.1TPT气体渗透系数资料统计分析图1到图5分别是在标准养护条件下，龄期分别是14d、28d、56d、90d，且含水率在4.6%～5.6%之间的测试数据，并进行数据分析统计，得出各个龄期的资料统计规律。从各个龄期的统计资料看，TPT气体渗透系数的平均值随着龄期的变小，从大到小有明显的规律，符合混凝土随龄期增长，致密性越好的规律。而从各龄期的TPT系数大小区间来看，都有重叠的现象，这是由于在测试TPT时，试件含水率控制比较困难，很难做到在相 同的含水率下测试，导致有些TPT数据可能在较高的含水率下测试，也证明含水率对TPT测试影响非常大。

2.2Wenner电阻率资料统计分析在前期检测Wenner电阻率时，混凝土电阻率随着龄期的增长而增长，为与TPT系数对应规律，因此在测试标准试件时，把电阻率的倒数进行分析，即分析混凝土的电导率。图6到图10分别是在标准养护条件下，龄期分别是14d、28d、56d、90d，且含水率在4.6%～5.6%之间的测试数据，并进行数据分析统计，进而得出各个龄期的资料统计规律。从各个龄期的统计资料看，Wenner电导率的平均值随着龄期的变小，从大到小有明显的规律，TPT气体渗透系数符合混凝土随龄期增长，致密性越好的规律。而从各龄期的电导率大小区间来看，基本没有重叠的现象，这说明含水率对电导率测试影响不大，龄期对其影响更大。

2.3RCM氯离子扩散系数数据通过对不同龄期的混凝土试块进行RCM氯离子扩散系数检测，试验数据如表2所示。从表中可以看出，不同龄期的混凝土的RCM氯离子扩散系数，随着龄期的增加，氯离子扩散系数呈现明显递减，这与常规检测结果一致，在此不作过多的分析说明。

2.4TPT气体渗透系数与Wenner电导率混凝土质量控制图建立本文采用RCM氯离子扩散系数作为混凝土耐久性质量判断的指针，使用TPT气体渗透系数和Wenner电阻率两种表征混凝土耐久性质量的重要参数，通过上述试验数据，使用数据统计方法建立三者之间关系。根据上述试验资料，我们得出不同RCM氯离子扩散系数相对应的TPT系数、Wenner电导率区间如表3所示。根据表3，RCM资料对应的TPT系数和Wenner电导率在图9透系数-电导率关系图中标示出矩形框图，得到混凝土耐久性质量控制图如图10。如图10所示，把高性能混凝土耐久性质量分为优、好、普通、差四个等级，是一种对混凝土耐久性质量判断的定性方法。该方法直接使用TPT及Wenner的快速测试手段，多次测试得出两者之间的关系点，通过统计分析得出资料样品区间，然后对应图10判断混凝土耐久性质量等级。

3结论

高性能混凝土篇10

关键词：桥梁 混凝土 耐久性

一、前言

由于东海大桥是连接港区和大陆的集装箱物流输送动脉，对上海深水港的正常运转起到不可或缺的支撑保障作用，因此在国内首次采用100年设计基准期，可谓世纪工程。为保证东海大桥混凝土结构的耐久性，工程采取了以高性能混凝土技术为核心的综合耐久性技术方案。然而我国目前大型海洋工程超长寿命服役的相关技术规范，高性能混凝土的设计、生产、施工技术在工程中的应用方面尚为空白，因此结合东海大桥工程的具体需要，研究跨海大桥混凝土结构耐久性策略和高性能混凝土的应用技术极为迫切和重要。

二、东海大桥混凝土结构布置和耐久性设计背景

1、东海大桥混凝土结构布置

东海大桥跨海段通航孔部分预应力连续梁、桥塔、墩柱和承台均采用现浇混凝土；非通航孔部分以预制混凝土构件为主，其中50～70m的预应力混凝土箱梁是重量超过1000吨的巨型构件；陆上段梁、柱和承台亦采用现浇混凝土。混凝土的设计强度根据不同部位在C30～C60之间。

2、东海大桥附近海域气象环境

东海大桥地处北亚热带南缘、东北季风盛行区，受季风影响冬冷夏热，四季分明，降水充沛，气候变化复杂，多年平均气温为15.8℃，海区全年盐度一般在10.00～32.00‰之间变化，属强混合型海区，海洋环境特征明显。

3、东海大桥面临的耐久性问题

在海洋环境下结构混凝土的腐蚀荷载主要由气候和环境介质侵蚀引起。主要表现形式有钢筋锈蚀、冻融循环、盐类侵蚀、溶蚀、碱-集料反应和冲击磨损等【2、5、7、8、10】。

东海大桥位于典型的亚热带地区，严重的冻融破环和浮冰的冲击磨损可不予考虑；镁盐、硫酸盐等盐类侵蚀和碱骨料反应破坏则可以通过控制混凝土组分来避免；这样钢筋锈蚀破环就成为最主要的腐蚀荷载【1】。

混凝土中钢筋锈蚀可由两种因素诱发，一是海水中Cl-侵蚀，二是大气中的CO2使混凝土中性化。国内外大量工程调查和科学研究结果表明，海洋环境下导致混凝土结构中钢筋锈蚀破坏的主要因素是Cl-进入混凝土中，并在钢筋表面集聚，促使钢筋产生电化学腐蚀。在东海大桥周边沿海码头调查中亦证实【1】，海洋环境中混凝土的碳化速度远远低于Cl-渗透速度，中等质量的混凝土自然碳化速度平均为3mm/10年。因此，影响东海大桥结构混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-渗透速度。

三、提高海工混凝土耐久性的技术措施

国内外相关科研成果和长期工程实践调研显示，当前较为成熟的提高海洋钢筋混凝土工程耐久性的主要技术措施有【2、3、4、6、7】：

（1）高性能海工混凝土

其技术途径是采用优质混凝土矿物掺和料和新型高效减水剂复合，配以与之相适应的水泥和级配良好的粗细骨料，形成低水胶比，低缺陷，高密实、高耐久的混凝土材料。高性能海工混凝土较高的抗氯离子渗透性为特征,其优异的耐久性和性能价格比已受到国际上研究和工程界的认同。

（2）提高混凝土保护层厚度

这是提高海洋工程钢筋混凝土使用寿命的最为直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加。当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩会导致混凝土保护层出现裂缝反而削弱其对钢筋的保护作用。

（3）混凝土保护涂层

完好的混凝土保护涂层具有阻绝腐蚀性介质与混凝土接触的特点，从而延长混凝土和钢筋混凝土的使用寿命。然而大部分涂层本身会在环境的作用下老化，逐渐丧失其功效，一般寿命在5～10年，只能作辅助措施。

（4）涂层钢筋

钢筋表面采用致密材料涂覆，如环氧涂层环氧涂层钢筋在欧美也有一定的应用，其应用效果评价不一。主要不利方面是，环氧涂层钢筋与混凝土的握裹力降低35％，使钢筋混凝土结构的整体力学性能有所降低；施工过程中对环氧涂层钢筋的保护要求极其严格，加大了施工难度；另外成本的明显增加也是其推广应用受到制约。

（5）阻锈剂

阻锈剂通过提高氯离子促使钢筋腐蚀的临界浓度来稳定钢筋表面的氧化物保护膜，从而延长钢筋混凝土的使用寿命。但由于其有效用量较大，作为辅助措施较为适宜。

（6）阴极保护

该方法是通过引入一个外加牺牲阳极或直流电源来抑制钢筋电化学腐蚀反应过程从而延长海工混凝土的使用寿命。但是，由于阴极保护系统的制造、安装和维护费用过于昂贵且稳定性不高，目前在海工钢筋混凝土结构中很少应用。

四、东海大桥结构混凝土耐久性策略

改善混凝土和钢筋混凝土结构耐久性需采取根本措施和补充措施。根本措施是从材质本身的性能出发，提高混凝土材料本身的耐久性能，即采用高性能混凝土；再找出破坏作用的主次先后,对主因和导因对症施治，并根据具体情况采取除高性能混凝土以外的补充措施。而二者的有机结合就是综合防腐措施。大量研究实践表明，采用高性能混凝土是在恶劣的海洋环境下提高结构耐久性的基本措施，然后根据不同构件和部位，经可能提高钢筋保护层厚度（一般不小于50mm），某些部位还可复合采用保护涂层或阻锈剂等辅助措施，形成以高性能海工混凝土为基础的综合防护策略，有效提高大桥混凝土结构的使用寿命。

因此，东海大桥混凝土结构的耐久性方案的设计遵循的基本方案是：首先，混凝土结构耐久性基本措施是采用高性能混凝土。同时，依据混凝土构件所处结构部位及使用环境条件，采用必要的补充防腐措施，如内掺钢筋阻锈剂、混凝土外保护涂层等。在保证施工质量和原材料品质的前提下，混凝土结构的耐久性将可以达到设计要求。

对于具体工程而言，耐久性方案的设计必须考虑当地的实际情况——如原材料的可及性、工艺设备的可行性等，以及经济上的合理性。也就是说应该采取有针对性的，因地制宜的综合防腐方案。

根据设计院提出的东海大桥主要部位构件的强度等级要求、构件的施工工艺和环境条件，对各部位混凝土结构提出具体的耐久性方案。下表1为海上段部分混凝土结构的耐久性方案【1】。

表1 东海大桥海上段混凝土结构耐久性方案

结构部位

海洋环境分类

保护层厚度mm

混凝土强度等级

混凝土品种

辅助措施

备注

钻孔灌注桩

水下区、桩头水位变动区

70

C30

大掺量掺合料混凝土

上部为不拆除的钢套筒

承台

水位变动区、浪溅区

90

C40

高性能混凝土

水位变动区、浪溅区部位涂防腐蚀涂层

墩柱

水位变动区、浪溅区

70

C40

高性能混凝土

水位变动区、浪溅区部位涂防腐蚀涂层

箱梁

大气区

40

C50

高性能混凝土

桥面板

大气区

40

C60

高性能混凝土

塔柱

下部为水位变动区、浪溅区，上部为大气区

70

C50

高性能混凝土

水位变动区、浪溅区部位涂防腐蚀涂层

五、东海大桥高性能混凝土性能研究

5．1试验用原材料及其物理化学性能

5.1.1水泥

试验中采用了P.Ⅰ52.5，有关性能参数见表2。

表2 水泥物理化学分析

物理分析

密度

g/cm3

细度

0.08mm筛余

%

比表面积

m2/kg

凝结时间(h)

标准稠度用水量

(%)

安定性

抗折强度(MPa)

抗压强度(MPa)

初凝

终凝

3d

7d

28d

3d

7d

28d

3.12

1.00

427

1：45

3：18

26.00

合格

6.3

8.6

10.0

33.1

58.9

67.9

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

K2O

Na2O

MgO

LOSS

21.48

5.44

3.15

63.40

2.02

0.75

0.44

1.12

2.19

5.1.2磨细矿渣(矿渣微粉)

磨细矿渣(矿渣微粉)的有关性能参数见表3

表3磨细矿渣(矿渣微粉)物理化学分析

物理分析

流动度比%

比表面积（勃氏法）m2/kg

7d活性指数%

28d活性指数%

密度g/cm3

试验结果

102

470

77

98

2.91

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

MgO

试验结果

31.0

14.2

2.08

40.95

0.89

7.75

5.1.3粉煤灰

粉煤灰的有关性能参数见表4。

表4：粉煤灰的物理化学分析

物理分析

45μm筛余%

需水量比%

活性指数

（28d抗压强度比）%

含水率%

烧失量%

SO3

%

密度

g/cm3

试验结果

10.5

105

26.4

0.2

1.98

0.83

2.1

化学分析

化学组成（％）

SiO2

Al2O3

Fe2O3

CaO

SO3

K2O

Na2O

MgO

试验结果

51.04

32.86

8.26

3.35

0.83

0.50

0.31

0.36

5.1.4硅粉

硅粉的有关性能参数见表5。

表5：硅粉的物理化学分析

物理分析

45μm筛余

%

比表面积

（勃氏法）

m2/kg

活性指数

%

含水率

%

烧失量

%

SiO2含量

%

试验结果

1.0

18000

103

0.9

2.4

92

5.1.5粗骨料

混凝土配制试验用石为5～25mm连续级配碎石。

2.2.1.6细骨料

混凝土配制试验用砂检验结果如表6。

表6 砂检验结果

项目

表面

密度

(kg/m3)

堆积

密度

(kg/m3)

空隙率

(%)

含泥量

(%)

累 计 筛 余 （%）

细度模数

μf

10.0

5.00

2.50

1.25

0.63

0.315

0.16

试验

结果

2632

1538

41.6

1.0

1

6

14

48

84

94

2.4

对于实际施工过程中，质量控制与评估（QC&QA）将是重中之重。相对普通混凝土的质量控制而言，高性能混凝土施工质量控制主要涉及原材料质量、配合比、拌和、施工、保护层厚度、养护等方面，其重点和难点在于保护层厚度和养护等方面。

（1）高性能混凝土保护层厚度质量控制和保证措施

高性能混凝土保护层垫块采用变形多面体形式，高性能细石混凝土预制，垫块材料的强度及抗渗透性均不低于本体高性能混凝土的技术标准。如下图所示的混凝土垫块是其中一种形式。

(2)高性能混凝土的养护

在试验过程中发现，顶面混凝土由于阳光直射温度较高产生温差过大的现象，同时由于风速较大也容易造成混凝土表面失水过快，混凝土表面收缩较大而导致混凝土开裂。因此，在实际施工过程中，箱梁混凝土浇注完毕后即在顶面加盖塑料薄膜顶棚以保温保湿。对于预制箱梁等大型预制构件，由于预制场地的限制和施工进度要求，采用低温蒸养的方式。

对于现浇混凝土，混凝土成型抹面结硬后立即覆盖土工布，砼初凝后立即进行浇水养护，养护用水为外运淡水，拆模前12小时拧松加固螺栓，让水从侧面自然流下养护，侧面拆模不小于48小时。