高性能混凝土及其原材料组成特点

1、高性能混凝土的定义1950年5月美国国家标准与技术研究院首次提出高性 出的要求和涵美国的工 离析，能长期 混凝土。美国 压强度，但仍 些性能。日本工程 混凝土，在新 很少产生有水 和耐久性。加拿大的 高密度、低渗能混凝土的概念。但是到目前为 义完全不同。程技术人员认为：高性能混凝土 保持高强、韧性与体积稳定性， 混凝土协会认为：此种混凝土并 需达到55MPa以上，需要具有很技术人员则认为，高性能混凝土 拌阶段不需要振捣就能完善浇注 化热或干缩等因素而形成的裂缝 工程技术人员认为，高性能混凝 透性和高抗腐蚀能力的混凝土。(NIST)和美国混凝土协会(ACI)下各国对高性能混凝土提一是一种易于浇注

2、、捣实、不 在严酷环境下使用寿命长的 不一定需要很高的混凝土抗 高的抗化学腐蚀性或其他一是一种具有高填充能力的的 ;在水化、硬化的早期阶段 ;在硬化后具有足够的强度土是一种具有高弹性模量、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)。高性能混凝土的技术路线高性能混 凝土是由高强混凝土发展而来的 ，但高性能混凝土对混凝土 技术性能的要 求比高强混凝土更多、更广乏， 高性能混凝土的发展一般可 分为三个阶段：(1)振动加压

3、成型的的高强混凝土一一工艺创新在高效减水剂问世以前，为获得高强混凝土，一般采 用降低W/C (watercement)(水灰比)，强力振动加压成型。即将机械压力加到混凝土上，挤系高效减水剂，这三个系类灰比，可获得高流动性，抗 混凝土获得广泛的发展和应用落度损失较大的问题。出混凝土中的 空气和剩余水分，减少孔隙率。但该工艺不适合现场施工，难以推广，只在混凝土预制板、预制桩的生产 ，广泛采用，并与蒸压养护 共同使用。(2)掺高效减水剂配置高效混凝土一一第五组分创新20世纪50年代末期出 现高效减水剂是高强混凝土进入一个新的发展阶 段。代表性的 有蔡系、三聚鼠胺系和改性木钙 均是目前普遍 使用的高效

4、减水剂。采用普通 工艺，掺加高效减水剂，降低水 压强度 为60100MPa的高强混凝土，是高强 但是，仅用高 效减水剂配制的混凝土，具有坍(3采用矿物外加剂配制高性能混凝土一一第六组分创新20世纪80年代矿 物外加剂异军突起， 发展成为高性能 混凝土的第六组 分，它与第五 组分相得益彰，成为高性能混凝 土不可缺少的部分。目前， 配制高性能混 凝土的技术路线主要是在混凝土中同时掺入高效减水剂和矿物外加剂。配制高性能混 凝土的矿物外加剂，是具有高 比表面 积的微 粉辅助 胶凝材料。例如：硅灰、细磨矿渣微粉、超细粉煤灰等，它是利用微粉填 隙作用形成细观的紧密体系，并且改善界面结 构，提高界面粘结强度

5、。高性能混凝土的特性(1)自密实性高性能混 凝土的用水量较低，流动性好, 异的填充性。因此，配好恰当的大流动性高抗离析性高，从而具有较优 性能混凝土有较好的自密实性(2)体积稳定性高性能混凝土的体积稳定性较高，表现为具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。普通混凝土的弹性模量为2025GPa采用适宜的材料与配合比的高 性能混凝土，其弹性模可 达4045GPa采用高弹性模 量、高 强度的粗集料 并降低混凝土中水泥浆体的含量，选用合理的配合比配制的高性能混凝土 ，90天龄期的干缩值低于0.04%。(3)强度高性能混凝土的抗压强度已超过200MP3目前，28d平均强度介于100120MPa的高性能

6、混凝土，已在工 程中应用。高性能混凝土抗拉强度与抗压强度值比快，而后期强较高强混凝土有明显增加，高性度的增长率却低于普通强度混凝能混凝土的早期强度发展加 土。(4)水化热由于高性 化观相应的降能混凝土的水会比较低，会较早 低。的终止水化反应，因此，水(5)收缩和徐变高性能混 但高性能混凝 环境温度，任高性能混 强度混凝土相凝土的总收缩量与其强度成反比 土的早期收缩率，随着早期强度 然是影响高性能混凝土收缩性能 凝土的徐变变形显著低于普通混,强度越高总收缩量越小。的提高而增大。相对湿度和 的两个主要因素。凝土，高性能混凝土与普通比较，高性能混凝土的徐变总量（基本徐变与干燥徐变之和有显著减少 有一

7、些降低 降低。在徐变总量中，干燥徐变俏的减 而干燥徐变与基本 徐变的比值,少更为显著，基本徐变仅略则随着混凝土强度的增加而（6）耐久性高性能混凝土除通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土之外，高性能混凝土的CL渗透率，明显低于 普通混凝土。高性能混凝土由于具有较高的密实性 和抗渗性，因此，其抗化学腐蚀 士。（ 7）耐火性高性能混凝土在高温作用 混凝土的高密实度使自由水不易很快地从毛细 部形成的蒸汽压力几乎可达到饱和蒸汽压力。 可达8MPa而在350° C温度下，蒸汽压力可性能显著优于普通强度混凝下，会产生爆裂、剥落。由于孔中排出，再受高温时其内在300° C温度下，蒸汽压力

8、 达17MPa这样的内部压力可是混凝土中产 性能混凝土的 可在高性能和 熔解、挥发, 从而改善高性生5MPa拉伸应力，使混凝土发生爆炸性剥蚀和脱落。因此高 耐高温性能是一个值得重视的问题。为克服这一性能缺陷，高强度混凝土中掺入 有机纤维，在高温下混凝土中的纤维能 形成许多连通的孔 隙，使高温作用产生的蒸汽压力得以释放 能混凝土的耐高温性能。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施 工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工 程造价。抗裂剂和防冻剂抗裂剂是有机高分子混合乳液，充分利用水泥砂浆和混凝土固化过程中的物理和化学变化机理，化工合成的粉剂，从物理和化学

9、两方面进行防裂、抗裂，可显著提高水泥砂浆和混凝土的强度。抗裂剂能有效地解决了由于聚苯板表面光滑、不吸水而造成的表面抹灰困难， 且易开裂等问题，水泥砂浆及混凝土中添加抗裂剂，可以大大地减少砂浆及混凝土的裂纹及空鼓现象的 水泥砂浆干缩变形大，抗渗性、抗裂性、抗冻性差等问题，直接掺 入水泥中可以有效地控制砂浆混凝土的塑性收缩及离析产生的裂纹 问题，大大改善砂浆混凝土的抗裂性能、抗冻抗冲击性能及耐磨抗震产生，增加砂浆强度，提高工程质量。抗裂剂解决了普通能力。防冻剂可其成份可分为强电解质无机盐类（氯盐类、氯盐阻锈 类、无氯盐类）、水溶性有机化合物类、有机化合物与无机盐复合类、复合型防冻剂。分冰点降低型和表面活性剂型两类。 降低冰点的有低碳醇类、二元醇 及酰胺类等。表面活性剂型能使物料在表面形成疏水性吸收膜，如酸 性磷酸酯胺盐、烷基胺、脂肪酸酰胺、有机酸酯、烷基丁二酰亚胺等。 如在混凝土中为掺入冬季施工混凝土中能使混凝土在负温下硬化，在规定时间内达到足够防冻强度。灌浆剂描述：灌浆剂是以无机功能材料为主，再与有机高分子功能材料复 合而成的新型外加剂。它无毒，不可燃，且不含氯化物或其他腐蚀性 成分。产品具有高效减水、增强、保塑以及降低泌水等多重功效。同 时，产品可引起的适度膨胀，以补偿硬化水泥拌和物在不同时期产生 的收缩。产品应用：该产品适