高性能混凝土技术 49页PPT文档

弹性模量
仅对预应力混凝土或当设计有要求时
4
抗冻性能
仅对处于冻融破坏环境或对耐久性有特殊要求的混凝土
5 胶凝材料抗蚀系数 仅对处于硫酸盐化学侵蚀环境的混凝土
6
抗渗等级
仅对桥面铺装防水混凝土
二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
3.6 按照工作性能优良、强度和耐久性满足要求、经济合理的原则， 从上述试验结果满足要求的配合比中选择合适的配合比作为试验室 理论配合比。 3.7 采用工程实际使用的原材料和搅拌方式搅拌混凝土，测定混凝土 的表观密度。根据实测混凝土拌和物的表观密度，求出校正系数， 以便对试验室理论配合比进行校正（即以理论配合比中每项材料用 量乘以校正系数），即得到混凝土的理论配合比。校正系数按公式 （4）计算：
施工过程控制特点
仅对坍落度、凝结时间等进行 控制
对坍落度、坍落度保留值、含气量、泌水率、 凝结时间、水胶比、温度、匀质性进行全面 控制
质量检测指标 强度、外观等
强度、外观、耐久性等
二 高性能混凝土的配制
确定混凝土结构物种类 调查环境条件 确定环境作用等级 确定施工工艺
确定力学及耐久性指标
确定最大水胶比、最小胶材用量
7 吸水率，%
≤2；≤1（冻融破坏环境）
8 硫化物及硫酸盐含量，% 9 氯离子含量，%
≤0.5（折算成SO3） ＜0.02
10 坚固性，%
≤8
11 压碎指标值（人工砂）%
＜25
石粉含量
M＜1.40
≤7.0
≤5.0
12 (人工砂)，% M≥1.40
≤3.0
≤2.0
碱 13 活
性
0.10%≤εt＜0.20% 0.20%≤εt＜0.30%
一 高性能混凝土简介
2 高性能混凝土的优点
高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度， 中、低强度亦可。 高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性， 混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密 实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。 高性能混凝土的使用寿命要长，对于一些特殊工程的特殊部位，控制 结构设计的并不是混凝土的强度，而是其耐久性。能够使混凝土结构安 全可靠地工作50年～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 高性能混凝土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，硬化后期具有较小的收缩变形。
剂
合料
原材料质量要求
原材料的品质指标主要满足强 原材料的品质指标应满足工作性、强度、耐
度要求
久性等要求
配合比控制指标 坍落度、力学性能
粘聚性、保水性、流动性、坍落度、扩展度、 含气量、力学性能、耐久性能
生产工艺
包含搅拌、运输、灌注、振捣、 包含施工前准备、搅拌、运输、灌注、振捣、
养护等环节
养护、过程检验等环节
三 高性能混凝土原材料的要求
1 水泥
序号
项目
1
比表面积，m2/kg
2 游离氧化钙含量，%
3 碱含量，%
4 熟料中的铝酸三钙含量，%
5 氯离子含量，%
6 凝结时间，min
7 安定性
8 烧失量，%
9 氧化镁含量，%
10 三氧化硫含量，%
11 3d强度，MPa
抗折 抗压
12
28d 强 度 ，
抗折
技术要求 300～350
取硅灰总碱量的1/2。
1.6 混凝土的最大氯离子含量应满足下表的要求。
混凝土类别
预应力混凝土
钢筋混凝土
氯离子含量
0.06%
0.10%
注1：对于钢筋配筋率低于最小配筋率的混凝土结构，其混凝土的氯离子含量要求应与本表中 钢筋混凝土的要求相同。 注2：混凝土的氯离子含量是指混凝土中各种原材料的氯离子含量之和，以其与胶凝材料的重 量比表示。
一 高性能混凝土简介
3 高性能混凝土与普通混凝土的区别和联系
项目 理念 寿命 原材料组成
普通混凝土
高性能混凝土
重视强度，对于不同混凝土， 重视耐久性，根据环境特点，确定混凝土应
规定不同的最低强度
具备的性能
20年～50年左右
100年以上
水泥、砂、石、水、普通减水 水泥、砂、石、水、高性能减水剂、矿物掺
二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
混凝土配合比设计拌和物性能检验项目和有害物计算项目
序号
检验项目
备注
1
坍落度
2
含气量
基本检验项目
3
泌水率
4
凝结时间
5
碱含量
水泥、矿物掺和料、外加剂及水的碱含量之和
6
三氧化硫含量 水泥、矿物掺和料、外加剂及水的三氧化硫含量之和
7
氯离子含量 水泥、矿物掺和料、骨料、外加剂及水的氯离子含量之和
二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.4 混凝土的浆体体积应满足下表要求。
强度等级
浆体体积
C30～C50（不含C50）
≤0.32
C50～C60（含C60）
≤0.35
C60以上（不含C60）
≤0.38
注：浆体体积即单位体积混凝土中胶凝材料、水和空气所占的体积。
二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
3.1 首先根据混凝土工作性、设计强度和耐久性指标要求，结合工程 上所选水泥的性能、外加剂的性能，初步确定胶凝材料总用量、矿 物掺和料的种类及掺量、外加剂的掺量、水胶比和砂率，并计算出 单位体积混凝土的水泥用量、矿物掺和料用量、用水量以及外加剂 的用量。 3.2 采用体积法按公式（1）、公式（2）和公式（3）计算砂、石用 量，确定基准配合比。
三 高性能混凝土原材料的要求
4 细骨料
序号
检验项目
技术要求
C30～C45
≥C50
1 颗粒级配
应符合表-1的规定
2 含泥量，%
≤2.5
≤2.0
3 泥块含量，%
≤0.5
4 云母含量，%
≤0.5
5 轻物质含量，%
≤0.5
6
有机物含量（用比色法试 验）
颜色不应深于标准色，如深于标准色， 则应按水泥胶砂强度试验方法进行强 度对比试验，抗压强度比不应低于0.95
1.7 混凝土的三氧化硫含量不应超过胶凝材料总量的4.0%。
二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.1 不同强度等级混凝土的最大胶凝材料用量、最小胶凝材料用量和 最大水胶比应满足下表的要求。
混凝土 强度等级
最大胶凝材料用量 （kg/m3）
最小胶凝材料用量 （kg/m3）
最大水胶比
C30
400
280
0.55
5
含水量，%
6
三氧化硫含量，%
7
氧化钙含量，%
8
游离氧化钙含量，%
9
碱含量，%
技术要求
C50及以上混凝土
C50以下混凝土
≤12
≤20
≤100 ≤3.0
≤0.02
≤105 ≤5.0
≤1.0
≤3.0
≤10 Biblioteka Baidu1.0 —
三 高性能混凝土原材料的要求
3 矿渣粉
序号 1 2 3 4 5 6 7 8
9
10
检验项目 密度，g/cm3 比表面积，m2/kg 需水量比，% 烧失量，% 氧化镁含量，% 三氧化硫含量，% 氯离子含量，% 含水率，% 7d活性指数，% 28d活性指数，% 碱含量，%
0.30
0.40
0.50
0.60
10
38%～42%
40%～44%
42%～46%
46%～50%
20
34%～38%
36%～40%
38%～42%
42%～46%
40
—
34%～38%
36%～40%
40%～44%
注1：砂的细度模数每增减0.1，砂率相应增减0.5%～1.0%。 注2：当使用卵石时，砂率可减少2%～4%；当使用人工砂时，砂率可增加2%～4%。 注3：本表适用于采用碎石、细度模数为2.6～3.0的天然中砂拌制的坍落度为80mm～ 120mm的混凝土。
C35
400
300
0.50
C40
450
320
0.45
C45
450
340
0.40
C50
不宜高于450，最大不应 高于480
360
0.36
二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.2 不同环境作用下，矿物掺和料的掺量宜满足下表要求。
环境类别
矿物掺和料种类
≤0.40
水胶比
＞0.40
粉煤灰
≤40
≤30
碳化环境
配合比初步方案
试拌及成型
力学性能试验
耐久性能试验
配合比
二 高性能混凝土的配制
1 一般要求
1.1 混凝土的原材料和配合比参数应根据混凝土结构的设计基 准期、所处环境条件和作用等级确定。 1.2 混凝土中应适量掺加能够改善混凝土性能的粉煤灰、磨细 矿渣粉或硅灰等矿物掺和料。 1.3 混凝土中应适量掺加能够提高混凝土性能的高效减水剂， 尽量减少用水量和胶凝材料用量。含气量要求大于或等于 4.0%的混凝土应同时掺加高效减水剂（或聚羧酸系高性能减 水剂）和引气剂。 1.4 混凝土配合比应按最小浆骨体积比原则设计。
技术要求 ≥2.8
350～450 ≤100 ≤3.0 ≤14 ≤4.0 ≤0.02 ≤1.0 ≥75 ≥95 —
三 高性能混凝土原材料的要求
4 细骨料
细骨料应选用级配合理、质地坚固、吸水率低、空隙率小的洁 净天然河砂，也可选用采用专门机组生产的人工砂，不得使用海砂。
还应满足以下规定： （1）配制混凝土时宜优先选用细度模数为3.0~2.3的中砂。当采 用细度模数为3.7~3.1的粗砂时，应提高砂率，并保持足够的胶凝材 料用量，以满足混凝土的和易性要求；当采用细度模数为2.2~1.6的 细砂时，宜适当降低砂率。 （2）如发现砂中含有颗粒状的硫酸盐或硫化物杂质时，应进行 专门检验，确认其能满足混凝土的耐久性要求时方能采用。 （3）砂中粒径大于5mm的颗粒含量不宜大于5%，否则在混凝土 试配时应扣除超出限量的石子部分，并计入粗骨料。 （4）砂的级配不满足要求时，应进行加工复配处理，否则不得
≤1.5 ≤0.60
≤8 ≤0.03 初凝≥45，终凝≤600（硅酸盐水泥终凝≤390） 沸煮法合格 ≤5.0（P·O）；≤3.5（P·Ⅱ）；≤3.0（P·Ⅰ）
≤5.0 ≤3.5 ≥3.5 ≥17.0 ≥6.5
三 高性能混凝土原材料的要求
2 粉煤灰
序号
项目
1
细度，%
2
需水量比，%
3
烧失量，%
4
氯离子含量，%
二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
3.5 将上述确定的混凝土配合比的胶凝材料用量、矿物掺和料掺量、 砂率和水胶比略作调整，重新按上述步骤计算并调整出3个满足设计 要求的混凝土配合比。按规定的项目对这些混凝土的力学性能、耐 久性能和长期性能进行检验。
序号
检验项目
备注
1
抗压强度
基本检验项目
2
电通量
3
河北省高速公路石安改扩建筹建处 马洪忠 2019 年 3月·邢台
1
主要内容：
1 高性能混凝土简介 2 高性能混凝土的配制 3 高性能混凝土原材料的技术要求 4 高性能混凝土耐久性要求及检测技术 5 高性能混凝土施工质量控制
一 高性能混凝土简介
1 高性能混凝土的定义
高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高 普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土， 它以耐久性作为设计的主要指标。针对不同用途要求，对下列 性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体 积稳定性、经济性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低 水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加 足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
二 高性能混凝土的配制
二 高性能混凝土的配制
3 配合比设计
3.3 核算单方混凝土的碱含量、氯离子含量和三氧化硫含量是否符规 定，核算浆体比是否符规定。否则，应重新选择原材料或调整基准 配合比，直至满足要求为止。 3.4 按上述确定的配合比拌和混凝土，测试混凝土的坍落度、含气量、 泌水率和凝结时间等。若试验值与要求值存在差别，可适当调整砂 率和外加剂用量，直至调配出拌合物性能、碱含量、氯离子含量和 三氧化硫含量满足设计要求的混凝土。试拌时，每盘混凝土的最小 搅拌量应在20 L以上，且不少于搅拌机容量的1/3。
εt≥0.30%
混凝土的碱含量应满足不大于3kg/m3。
混凝土的碱含量应满足不大于3kg/m3的规定，且 应对混凝土采取抑制碱—骨料反应的技术措施， 并经试验证明抑制有效。预应力混凝土不得使用。
不得使用。
检验方法 GB/T 14684－2019 GB/T 14684－2019 GB/T 14684－2019 GB/T 14684－2019 GB/T 14684－2019
磨细矿渣粉
≤50
≤40
粉煤灰
≤30
≤20
冻融破坏环境
磨细矿渣粉
≤40
≤30
化学侵蚀环境
粉煤灰 磨细矿渣粉
30～50 40～60
20～40 30～50
二 高性能混凝土的配制
2 参数要求
2.3 混凝土的砂率应根据骨料的最大粒径和混凝土的水胶比确定，一 般情况下宜满足下表要求。
骨料最大粒径
水胶比
（mm）
二 高性能混凝土的配制
1.5 混凝土中的总碱含量应符合设计要求。当设计无要求时，混凝土
总中的总碱含量一般不应超过3.0kg/m3。混凝土的碱含量是指混凝土
中各种原材料的碱含量之和。其中，矿物掺和料的碱含量以其所含
可溶性碱量计算。粉煤灰的可溶性碱量取粉煤灰总碱量的1/6，磨细
矿渣粉的可溶性碱量取磨细矿渣粉总碱量的1/2，硅灰的可溶性碱量