工程硕士预应力技术高强高性能混凝土讲座.ppt
桥梁预应力系列技术讲座 高强高性能混凝土,我国定义强度等级达到或超过C50时为高强混凝土；我国的C50相当于美国的C40;,美国混凝土协会定义高性能混凝土为：满足特定性能和匀质性要求，包括浇捣而不离析，长期力学性能良好，强度高，异常坚硬，高体积稳定性好，严酷的环境中使用寿命长。要点为：强度高，耐久性，工作性，高稳定性。,一、历 史,美国60年代，利用普通减水剂等生产C50C60商品混凝土，并可拌制100MPa的混凝土日本70年代，使用高效减水剂，可工地生产C80C90；近年，美国、加拿大等工地可获得C100C120混凝土,我国70年代末期C30以下；80年代后，才研究高强混凝土，1987,1992制定有关高强混凝土有关标准。工程应用（桥、房屋）,二、高强混凝土的配合比,配合比设计的一般步骤,(1)确定混凝土的性能要求对混凝土性能的要求，就硬化混凝土来说，主要是确定强度和耐久性；而对新拌混凝土则主要是其工作性，包括流动性、粘聚性和保水性；对高强度混凝土来说，强度尤其重要。必须根据结构物的各类、用途、规模和结构形式、构件形状、结构物所处环境条件，以及混凝土的施工期、施工方法等来确定所需要的混凝土性能。从这些情况出发，确定混凝土的设计基准强度、粗集料的最大粒径、坍落度、最大水灰比、单位用水量最大值以及单位水泥用量的范围。,(2)选择混凝土原料 在高强混凝土配合比设计中，原材料的选择，特别是集料以及掺合料的选择是非常重要的。高强混凝土一般选用硬质砂岩、花岗岩和优质石灰岩碎石作为粗集料；细集料一般选用偏粗的河砂。而掺合料则有硅粉、质量合格的粉煤灰、超细矿渣等。水泥一般为硅酸盐水泥。,(3)合理估算配合比根据第一步确定的新拌混凝土的工作性（或坍落度）以及硬化混凝土的强度和耐久性，求出水灰比、单位用水量、水泥用量、粗细集料用量和掺合料。根据所确定的单位体积混凝土材料，进行试拌。,(4)调整配合比与确定设计配合比以试拌的配合比进行混凝土试验，测定坍落度及坍落度损失；成型试块，在标准条件下养护，测定3d、7d、28d的试块抗压强度。根据测试结果进行调整，再重新试拌测定有关性能指标，大体上满足要求以后再确定设计的配合比。(5)确定施工配合比在设计配合比基础上，根据集料的含水量，调整集料及用水量得到施工配合比，计算出搅拌机的每盘下料量。,四、高强高性能混凝土的外加剂,高强高性能混凝土：高强度、高耐久性、高稳定性（弹模高、收缩徐变、温度应变低）、高抗裂性、高工作性（高流动可泵送、不离析不泌水等）、经济合理等。,外加剂的主要作用：改善新拌混凝土和硬化混凝土的性能，一般以混凝土掺加外加剂后性能的改善作用作为性能指标，包括减水率，泌水率，含气量，凝结时间之差，抗压强度，收缩率，耐久性，钢筋锈蚀等。,重要特性,混凝土的工作性：流动性，粘聚性，保水性，保证搅拌、运输、浇注过程均匀、密实而不离析。一般混凝土坍落度18CM以下（流态21CM以下），高强混凝土15CM以下（流态18CM以下）。,抗压强度高、耐久性好；包括抗渗性，抗侵袭性，抗冻性，耐磨性，抗碳化性等,新型混凝土的外加剂,1、高强混凝土泵送剂；2、混凝土减缩剂；3、混凝土防裂防水剂及防渗憎水剂；4、自流平混凝土外加剂；5、高效减水剂；,6、高温缓凝剂；7、混凝土保水保温剂；8、混凝土养护剂；9、混凝土脱模剂等；10、超缓凝剂。,1、减水剂和高效减水剂,减水剂是一种表面活性物质，可以改善混凝土的和易性，或用来减少混凝土的拌和用水量，从而提高混凝土的强度和耐久性，或者用来节省水泥用量，其主要作用为：,改善混凝土的和易性，保持混凝土用水量不变，搀加减水剂后可以改善混凝土的和易性，用于钢筋密集或复杂结构断面混凝土的浇筑等；提高混凝土强度，保持水泥用量不变，减少混凝土的用水量，降低水灰比，可以提高混凝土强度和早龄期强度，可提前拆除模板或放松预应力等；节省水泥用量，保持混凝土强度不变，减少混凝土用水量同时减少水泥用量；,2、高强混凝土泵送剂,特点高效减水，减水率20%30%，坍落度损失小，增强效果显著。国内NA-F2 适合C40以下泵送混凝土，NA-F2(B)适合C50C70高强泵送混凝土，掺量1.6%2.3%。目前对C50C60混凝土，泵送垂直高度400米，水平距离1000米,3、自流平混凝土外加剂,免振自密实混凝土，用于钢筋很密，混凝土难以浇筑振捣，掺量为8%12%。,4、缓凝剂和超缓凝剂,在常温下延缓初凝时间在10至几十小时，但初凝、终凝时间间隔不应太长，一般对混凝土后期强度不影响，掺量在0.3%以上。其主要应用包括：防止冷缝，用于滑动模板施工，防止温度裂缝，施工缝处理，热天混凝土施工，现场灌注桩，建造无裂缝大型混凝土建筑物。,5、引气剂,引气剂是在混凝土拌和过程中能产生大量稳定的微细气泡的一种外加剂，优点是能改善混凝土的抗冻性，另一种引气减水剂，具有引气性同时能减少混凝土的用水量，可避免引入空气降低混凝土的强度。引气剂主要功能：提高混凝土的耐久性，掺引气剂混凝土的抗冻性能比普通混凝土提高数倍，延长混凝土结构的使用年限；增加混凝土拌和物的稳定性和粘性，引气产生的微小气泡和细颗砂的作用一样，增加混凝土的粘性，减少泌水和离析。因此能补偿级配不良砂的细粒部分的缺陷，改善混凝土的质量；引气剂使混凝土构件容易抹面；能减少现浇混凝土的表面缺陷，如减少混凝土麻面等。,
