高性能混凝土

建筑業(yè)十項(xiàng)新技術(shù)之二

——高性能混凝土技術(shù)2006年8月目錄發(fā)展高性能混凝土的原因包括的技術(shù)典型工程應(yīng)用發(fā)展高性能混凝土的原因普通混凝土設(shè)計(jì)使用壽命約為50年（正常條件下），嚴(yán)酷條件下，壽命期縮短，在20年內(nèi)甚至更低巨額造價(jià)，修補(bǔ)費(fèi)用昂貴壽命縮短的標(biāo)志：混凝土碳化至鋼筋表面，部分鋼筋甚至不同程度的銹蝕

什么是高性能混凝土高性能砼是一種新型高技術(shù)砼，是在大幅度提高常規(guī)砼性能的基礎(chǔ)上，主要以耐久性作為設(shè)計(jì)指標(biāo)，并采用現(xiàn)代砼技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)原材料，除水泥、水、集料外，必須摻加足夠數(shù)量的活性超細(xì)粉料和高效減水劑而制作的砼采用常規(guī)材料和生產(chǎn)工藝，能保證混凝土結(jié)構(gòu)所要求的各項(xiàng)力學(xué)性能，并具有高耐久性、高工作性和高體積穩(wěn)定性的混凝土。

高性能混凝土的特點(diǎn)、標(biāo)志1以高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性為特征2高強(qiáng)混凝土屬于HPC，但HPC是否是高強(qiáng)混凝土，存在爭(zhēng)議3高性能混凝土應(yīng)具備高施工性、高抗?jié)B性、高體積穩(wěn)定性（硬化過(guò)程中不開(kāi)裂，收縮徐變?。?、較高強(qiáng)度（C50以上），并保持其強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)，最終獲得高耐久性（耐久性提高到200年以上）

4以雙摻（超細(xì)微粉＋高效減水劑）為主要特征，以耐久性為設(shè)計(jì)指標(biāo)高性能混凝土技術(shù)包括混凝土裂縫防治技術(shù)自密實(shí)混凝土技術(shù)混凝土耐久性技術(shù)清水混凝土技術(shù)超高泵送混凝土技術(shù)改性瀝青路面施工技術(shù)一、混凝土裂縫防治技術(shù)現(xiàn)狀簡(jiǎn)介混凝土開(kāi)裂增加的原因、混凝土結(jié)構(gòu)破壞的主要形式高強(qiáng)混凝土的缺陷研究抗裂混凝土的意義現(xiàn)階段試驗(yàn)、檢驗(yàn)過(guò)程中的缺陷防治開(kāi)裂的途徑

裂縫防治技術(shù)的措施設(shè)計(jì)措施（防、放、抗的設(shè)計(jì)原則）材料措施（水泥、骨料級(jí)配與抗裂配合比設(shè)計(jì)）施工措施抗裂性能檢測(cè)與評(píng)價(jià)方法

混凝土裂縫防治技術(shù)發(fā)展上海市《控制住宅工程鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板裂縫的技術(shù)導(dǎo)則》：設(shè)計(jì)：避免形狀突變、平面凹口處配筋加強(qiáng)、平面不規(guī)則設(shè)置梁、樓板厚度不宜小于110mm（廚房、浴廁、陽(yáng)臺(tái)板不得小于90mm），單向板應(yīng)≥L/30（L為板的短向跨度）、當(dāng)房屋長(zhǎng)度大于40米時(shí)，可在樓面中部設(shè)置后澆帶、房屋層面陽(yáng)角處和跨度≥3.9m的樓板，應(yīng)設(shè)置雙層雙向鋼筋，陽(yáng)角處鋼筋間距不宜大于100mm，跨度≥3.9m的樓板鋼筋間距不宜大于150mm，鋼筋直徑不宜小于Φ8。外墻轉(zhuǎn)角處尚應(yīng)設(shè)置放射形鋼筋，配筋范圍應(yīng)大于跨板的1/3，鋼筋間距不宜大于100mm、現(xiàn)澆樓板強(qiáng)度等級(jí)不宜大于C30。

混凝土裂縫防治技術(shù)發(fā)展材料上：W≯180kg/m3

用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥拌制，并粉煤灰摻量≯15%，礦渣摻量≯20%。不得采用細(xì)砂、特細(xì)砂

塌落度高層＜18cm、多層和中高層＜15cm。當(dāng)有條件時(shí)，可在混凝土中加入纖維等抗裂材料。商品混凝土生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)盡快建立混凝土收縮值檢測(cè)和控制體系

混凝土裂縫防治技術(shù)發(fā)展施工上：必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)澆搗的商品混凝土塌落度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)逐車檢查，對(duì)不符合塌落度要求的不得使用。必須采取有效措施保證樓板厚度和樓板中鋼筋保護(hù)層厚度?；炷翗前鍧矒v后，必須按設(shè)計(jì)和現(xiàn)行規(guī)范要求，采取適當(dāng)措施，確保養(yǎng)護(hù)期及養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量。樓板中線管必須布置在鋼筋網(wǎng)片之上（雙向雙層配筋時(shí)，布置在下層鋼筋之上），交叉布線處可采用線盒，線管不宜立體交叉穿越，預(yù)埋管線處應(yīng)采取增設(shè)鋼筋網(wǎng)等加強(qiáng)措施。

控制混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的施工措施以國(guó)家游泳中心游泳池工程為例：混凝土入模SL＝140±20mm振搗均勻，無(wú)漏振、欠振現(xiàn)象施工考慮季節(jié)選擇P.O＋F加PP纖維橫向鋼筋放在豎向鋼筋的外側(cè)提前松開(kāi)模板澆水養(yǎng)護(hù)堿含量控制、最大W/C及最小水泥用量控制抗裂混凝土檢測(cè)方法、設(shè)備抗裂混凝土檢測(cè)方法、設(shè)備三種抗裂混凝土級(jí)配混凝土低收縮高應(yīng)力松弛混凝土高性能補(bǔ)償收縮混凝土級(jí)配混凝土定義：調(diào)整和優(yōu)化砂石級(jí)配，最大程度降低水泥用量，從而達(dá)到減少混凝土的收縮、防止混凝土裂縫的目的。對(duì)骨料級(jí)配的要求骨料空隙率最小骨料的比表面模量最小在一定級(jí)配范圍內(nèi)相同和易性、強(qiáng)度下，節(jié)約水泥10％骨料的最佳級(jí)配：在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的級(jí)配范圍內(nèi)，骨料的空隙率與比表面模量最小的級(jí)配。低收縮高應(yīng)力松弛混凝土技術(shù)途徑：低水泥用量：150～250kg/m3

大摻量粉煤灰：50～60％低水膠比：0.30～0.35技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：收縮：28d<0.18mm/m

抗壓強(qiáng)度：1d、28d和180d分別為10、50、70MPa；

抗?jié)B：>P40

混凝土絕熱溫升：<55℃抗凍：－15℃300次凍融，強(qiáng)度、質(zhì)量無(wú)損失碳化：無(wú)鋼筋銹蝕：無(wú)混凝土生產(chǎn)成本：略高于普通混凝土。高性能補(bǔ)償收縮混凝土主要用于大體積混凝土中能補(bǔ)償50％以上的收縮可在100米內(nèi)連續(xù)澆筑，180米內(nèi)只設(shè)加強(qiáng)帶而不設(shè)后澆帶二、自密實(shí)混凝土技術(shù)定義：混凝土在自重作用下，不采取任何密實(shí)成型措施，能充滿整個(gè)模腔而不留下任何空隙的勻質(zhì)的混凝土

《自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)與施工指南》CCES02-2004國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀（特點(diǎn)、應(yīng)用部位、易裂）技術(shù)發(fā)展概況拌合物性能評(píng)價(jià)方法：塌落度和塌落擴(kuò)展度、U型儀、L型儀試驗(yàn)原材料的選用（外加劑、超細(xì)活性摻合料、砂石的粒型與級(jí)配）混凝土配合比技術(shù)（流動(dòng)性和充填性、抗離析性、保塑性）質(zhì)量控制技術(shù)自密實(shí)混凝土性能指標(biāo)混凝土拌合物性能指標(biāo)：塌落度>255mm

塌落擴(kuò)展度>550mm

流動(dòng)度>600mm

充填性H<5mm

抗離析性ΔG<7%

保塑性：90分鐘內(nèi)符合上述指標(biāo)混凝土抗裂性能混凝土長(zhǎng)期耐久性能拌合物檢測(cè)方法與指標(biāo)序號(hào)檢測(cè)方法指標(biāo)要求檢測(cè)性能1塌落擴(kuò)展度（SF）Ⅰ級(jí)650mm≤SF≤750mm填充性Ⅱ級(jí)550mm≤SF<650mm2T500流動(dòng)時(shí)間2s≤T500≤5s填充性3L型儀（H2/H1)Ⅰ級(jí)鋼筋凈距40mmH2/H1≥0.8間隙通過(guò)性抗離析性Ⅱ級(jí)鋼筋凈距60mm4U型儀（△h）Ⅰ級(jí)鋼筋凈距40mm△h≤30mm間隙通過(guò)性抗離析性Ⅱ級(jí)鋼筋凈距60mm5拌合物穩(wěn)定性跳桌試驗(yàn)fm≤10%抗離析性自密實(shí)混凝土檢測(cè)－塌落擴(kuò)展度間隙通過(guò)性、抗離析性——L型儀間隙通過(guò)性、抗離析性—U型儀抗離析性－跳桌試驗(yàn)三、混凝土耐久性技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)：《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》（CECS01—2004（2005年修訂版）總則術(shù)語(yǔ)與符號(hào)基本規(guī)定混凝土材料構(gòu)造措施和裂縫控制施工要求防腐蝕附加措施主要技術(shù)內(nèi)容：采用的技術(shù)手段（抗氯離子、抗硫酸鹽、抗鹽堿等）：屏蔽、飽和結(jié)構(gòu)可靠性與耐久性可靠性：結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的能力。其中規(guī)定的時(shí)間指結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限，規(guī)定條件指正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用、正常維護(hù)，而預(yù)定功能則指結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性。耐久性：結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用、正常維護(hù)條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能隨時(shí)間的劣化，但仍能滿足預(yù)定功能的能力；還可定義為：結(jié)構(gòu)在化學(xué)的、生物的或其它不利因素的作用下，在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)，其材料性能的惡化不致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率；或指結(jié)構(gòu)在要求的目標(biāo)使用期內(nèi)，不需要花費(fèi)大量資金加固處理而能保證其安全性和適用性的能力。結(jié)構(gòu)可靠性主要表征結(jié)構(gòu)的能力問(wèn)題；耐久性則主要反映時(shí)間問(wèn)題。保證耐久性的必要構(gòu)造措施隔絕或減輕環(huán)境因素對(duì)混凝土的作用控制混凝土裂縫為鋼筋提供足夠厚度的混凝土保護(hù)層現(xiàn)場(chǎng)混凝土耐久性質(zhì)量檢驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)鋼筋保護(hù)層實(shí)際厚度表層混凝土強(qiáng)度，間接估計(jì)保護(hù)層混凝土的密室度質(zhì)量引氣混凝土，測(cè)定拌合物含氣量及硬化混凝土的含氣量、氣泡間隔系數(shù)與抗凍耐久性指數(shù)DF值氯鹽環(huán)境下，測(cè)定混凝土的氯離子擴(kuò)散系數(shù)大體積混凝土溫升絕對(duì)溫升混凝土內(nèi)部最高溫升：

四、清水混凝土技術(shù)清水混凝土是指：結(jié)構(gòu)混凝土硬化后不再對(duì)其表面進(jìn)行任何裝飾，以混凝土本色直接作為建筑物的外飾面，顯得十分自然、莊重。重點(diǎn)：混凝土配制、模板、施工、養(yǎng)護(hù)。五、超高泵送混凝土技術(shù)超高層定義世界十大高層建筑序號(hào)工程名稱所在城市建筑高度1臺(tái)北101大廈臺(tái)北508/4292國(guó)家石油雙子星座大廈馬來(lái)西亞451.93西爾斯大廈芝加哥4434金茂大廈上海420.55國(guó)際金融中心大廈（二期）香港4206中信廣場(chǎng)大廈廣州3917信興廣場(chǎng)大廈深圳3848帝國(guó)大廈紐約3819中環(huán)廣場(chǎng)大廈香港37410中國(guó)銀行大廈香港369混凝土泵送高度環(huán)球金融：492米廣州電視塔：459.2米環(huán)球金融大廈泵送高度序號(hào)混凝土等級(jí)部位高度，m1C60核心筒F60以下巨型柱F68以下260.15293.752C50核心筒F60~F79巨型柱F68~F80340.14344.33C40

核心筒F79~F91巨型柱F80以上404.1754914C30樓板491超高泵送重點(diǎn)解決的問(wèn)題水泥與外加劑的相容性（塌落保持時(shí)間）自密實(shí)作用泵送設(shè)備（布管、設(shè)備選型）超高泵送設(shè)備等方面截止閥水平卸壓管逆止閥混凝土泵送連續(xù)泵管需要耐高壓需要考慮管道混凝土的數(shù)量六、改性瀝青路面施工技術(shù)路面破壞的現(xiàn)象：車轍、開(kāi)裂、松散、泛油、坑槽等路面早期破壞的主要原因：瀝青混合料組成不合理施工過(guò)程中瀝青混合料離析瀝青混凝土溫度穩(wěn)定性差采取的對(duì)策：瀝青改性、瀝青瑪蹄脂碎石混合料

練習(xí)題一填空題：1鋼筋混凝土壽命縮短的標(biāo)志：混凝土碳化至（鋼筋）表面，部分鋼筋甚至不同程度的銹蝕。2要保持混凝土的耐久性，惟一的出路是防止混凝土（裂縫）二多選題：1高性能混凝土具有良