《高性能混凝土組成及其性能》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、高性能混凝土的組成及其性能一、高性能混凝土產(chǎn)生的背景及其概念混凝土作為用量最大的人造材料，不能不考慮它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響。傳統(tǒng)混凝土的原材料都來自天然資源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的潔凈水，2t砂、3t以上的石子；每生產(chǎn)1t硅酸鹽水泥約需1.5t石灰石和大量燃煤與電能，并排放1tCO2，而大氣中CO2濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產(chǎn)混凝土所消耗的能源和造成的污染相對較小或小得多，混凝土本身也是一種潔凈材料，但由于它的用量龐大，過度開采礦石和砂、石

2、骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。有些大城市現(xiàn)已難以獲得質(zhì)量合格的砂石。另一方面，由于混凝土過早劣化，如何處置費(fèi)舊工程拆除后的混凝土垃圾也給環(huán)境帶來威脅。因此，未來的混凝土必須從根本上減少水泥用量，必須更多地利用各種工業(yè)廢渣作為其原材料；必須充分考慮廢棄混凝土的再生利用，未來的混凝土必須是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源?！案咝阅芑炷痢闭窃谶@種背景下產(chǎn)生的。高性能混凝土（highperformanceconcrete簡稱HPC）是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上，采用

3、現(xiàn)代混凝土技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)的原材料，在嚴(yán)格的質(zhì)量管理?xiàng)l件下制成的高質(zhì)量混凝土。它除了必須滿足普通混凝土的一些常規(guī)性能外，還必須達(dá)到高強(qiáng)度、高工作性、高流動性、高體積穩(wěn)定性、高環(huán)保性和優(yōu)異耐久性的混凝土。高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程。二、高性能混凝土的組成材料高性能混凝土的性能除受制作工藝外，主要受原材料的影響。只有選擇符合高性能要求的原材料，才能配制出符合高性

4、能設(shè)計(jì)要求的混凝土。選擇原材料時(shí)，要根據(jù)工程的實(shí)際要求及所處環(huán)境而定。膠凝材料（水泥）：膠凝材料是高性能混凝土中最關(guān)鍵的組分，不是所有的水泥都可以用來配制高性能混凝土的。高性能混凝土選用的水泥必須滿足以下條件：①標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量要低，從而使混凝土在低水灰比時(shí)也能獲得較大的流動性；②水化放熱量和放熱速率要低，以避免因混凝土的內(nèi)外溫差過大而使混凝土產(chǎn)生裂縫；③水泥硬化后的強(qiáng)度要高，以保證以使用較少的水泥用量獲得高強(qiáng)混凝土。用來配制高性能混凝土的水泥，主要有中熱硅酸鹽水泥、球狀水泥、調(diào)粒水泥和活化水泥。（一）中熱硅酸鹽

5、水泥中熱硅酸鹽水泥，是指水泥中C3A的含量不超過6％，C3S和C3A的總含量不超過58％的硅酸鹽水泥。該種水泥具有較高的抵抗硫酸鹽侵蝕的能力，水化熱呈中等，有利于混凝土體積的穩(wěn)定，避免混凝土表面因溫差過大而出現(xiàn)裂縫。（二）球狀水泥球狀水泥是由日本小野田水泥公司與清水建設(shè)共同研究開發(fā)的，是水泥熟料通過高速氣流粉碎及特殊處理而制成的。球狀水泥的表面，由于摩擦粉碎，熟料礦物表面沒有裂紋，凹凸部分和棱角部分消失，成為1～30μm大小的粒子，平均粒徑較小，微粉含量較低。因此，水泥粒子具有較高的流動性與填充性，在保持坍落度

6、相同的條件下，球狀水泥的用水量比普通水泥的用水量降低10%左右。（三）調(diào)粒水泥調(diào)粒水泥是將水泥組成中的粒度分布進(jìn)行調(diào)整，提高膠凝材料的填充率；使水泥粒子的最大粒徑增大，粒度分布向粗的方向移動；同時(shí)還摻人適量的超細(xì)粉，以獲得最密實(shí)的填充。這樣就能獲得流動性良好的水泥漿，具有適當(dāng)?shù)脑缙趶?qiáng)度，水化熱低，水化放熱速度慢等方面的優(yōu)良性能。（四）活化水泥將粉狀超塑化劑和水泥熟料按適當(dāng)比例混合磨細(xì)，即制得活性較高的活化水泥。活化水泥的活性大幅度提高，低強(qiáng)度等級的活化水泥可以代替高強(qiáng)度等級的普通硅酸鹽水泥。礦物質(zhì)摻和料：它是高

7、性能混凝土中不可缺少的組分，其摻入的目的是增加活性、流動性、抗分離性，調(diào)節(jié)黏度及塑性，填充水泥石中的微孔，以利于提高混凝土的強(qiáng)度、密實(shí)性、特別是對改善混凝土的耐久性及防止堿骨料反應(yīng)、降低混凝土水化熱等有明顯效果。配制高性能混凝土常用的礦物質(zhì)摻和料主要有：硅粉、磨細(xì)礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰、超細(xì)沸石粉、無水石膏及其他微粉等。（一）硅粉硅粉是鐵合金廠在冶煉硅鐵合金或金屬硅時(shí)，從煙塵中收集起來的一種飛灰。硅粉的顆粒主要呈球狀，粒徑小于1μm，平均粒徑約0.1μm。硅粉中的主要活性成分為無定形的SiO2，其含量約占90％左右。

8、硅粉的小球狀顆粒填充于水泥顆粒之間，使膠凝材料具有良好的級配，降低了其標(biāo)準(zhǔn)稠度下的用水量，從而提高了混凝土的強(qiáng)度和耐久性。（二）磨細(xì)礦渣磨細(xì)礦渣是將?；郀t礦渣磨細(xì)到比表面積7500cm2/g左右。顆粒粒徑小于10μm。用磨細(xì)礦渣取代混凝土中的部分水泥后，流動性提高，泌水量降低，具有緩凝作用，其早期強(qiáng)度與硅酸鹽水泥混凝土相當(dāng)，但表現(xiàn)出后期強(qiáng)度高、耐久性好的優(yōu)良性能。磨細(xì)礦渣絕大部分是不