《高性能混凝土技術(shù)》課件

高性能混凝土技術(shù)高性能混凝土是指在普通混凝土的基礎(chǔ)上，通過(guò)優(yōu)化材料組成、工藝流程和施工方法等，大幅提升其強(qiáng)度、耐久性、工作性能等指標(biāo)的混凝土品種。作者：課程目標(biāo)掌握高性能混凝土基礎(chǔ)知識(shí)理解高性能混凝土的定義、特點(diǎn)、分類(lèi)和應(yīng)用。掌握高性能混凝土材料組成了解水泥、礦物摻合料、外加劑和骨料的選擇及作用。學(xué)習(xí)高性能混凝土配合比設(shè)計(jì)掌握配合比設(shè)計(jì)的一般原則和關(guān)鍵參數(shù)控制方法。熟悉高性能混凝土制備工藝了解拌和、運(yùn)輸、澆筑和養(yǎng)護(hù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn)。課程大綱11.高性能混凝土概述定義、特點(diǎn)、分類(lèi)、應(yīng)用領(lǐng)域.22.高性能混凝土的材料組成水泥、礦物摻合料、外加劑、骨料.33.高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)配合比設(shè)計(jì)的一般原則、W/B比、骨料選擇、外加劑選擇.44.高性能混凝土的制備工藝拌和、運(yùn)輸、澆筑、養(yǎng)護(hù).55.高性能混凝土的性能測(cè)試工藝性能、力學(xué)性能、耐久性能.66.高性能混凝土的應(yīng)用案例展示高性能混凝土在不同工程中的應(yīng)用.1.高性能混凝土概述高性能混凝土是一種具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐久性能、工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的混凝土，其應(yīng)用范圍廣泛，在現(xiàn)代建筑、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。1.1高性能混凝土的定義及特點(diǎn)定義高性能混凝土是指在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，同時(shí)具有優(yōu)異的耐久性、工作性能和可泵送性等綜合性能的混凝土。它通常具有較高的強(qiáng)度等級(jí)、較好的抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕性等性能。特點(diǎn)高性能混凝土主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：強(qiáng)度高、耐久性好、工作性能優(yōu)異、可泵送性好等。相比傳統(tǒng)混凝土，它具有更高的強(qiáng)度，更長(zhǎng)的使用壽命，更容易施工。1.2高性能混凝土的分類(lèi)強(qiáng)度等級(jí)高性能混凝土的強(qiáng)度等級(jí)通常高于普通混凝土，可分為C40、C50、C60等，滿(mǎn)足更高承載要求。耐久性等級(jí)高性能混凝土具有優(yōu)異的抗凍融、抗?jié)B、抗化學(xué)侵蝕性能，滿(mǎn)足各種嚴(yán)苛環(huán)境的要求。工作性等級(jí)高性能混凝土的流動(dòng)性、粘聚性等指標(biāo)能夠滿(mǎn)足不同的施工要求，確?；炷恋牧己檬┕ば阅?。1.3高性能混凝土的應(yīng)用領(lǐng)域橋梁建設(shè)高性能混凝土可提高橋梁的承載能力，延長(zhǎng)使用壽命，降低維護(hù)成本。高層建筑高性能混凝土可使建筑物更高，更輕，更抗震，更節(jié)能環(huán)保。水利工程高性能混凝土可提高水利工程的耐久性，減少滲漏，延長(zhǎng)使用壽命。2.高性能混凝土的材料組成高性能混凝土的材料組成決定了其最終性能。不同材料的特性相互作用，影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性、工作性能等。2.1水泥水泥類(lèi)型常用的水泥類(lèi)型包括普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥等。水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)過(guò)程涉及原料的粉磨、配料、煅燒和冷卻等步驟。2.2礦物摻合料粉煤灰粉煤灰是一種工業(yè)副產(chǎn)物，在高性能混凝土中起著重要作用，提高其耐久性，降低成本。礦渣粉礦渣粉也是一種工業(yè)副產(chǎn)物，可以提高混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性，促進(jìn)混凝土的后期強(qiáng)度發(fā)展。硅灰硅灰是一種超細(xì)硅質(zhì)材料，可以提高混凝土的早期強(qiáng)度、抗裂性，并改善其工作性能。其他高性能混凝土中還可以使用其他礦物摻合料，例如石膏、火山灰等。2.3外加劑外加劑的種類(lèi)外加劑種類(lèi)繁多，可分為減水劑、緩凝劑、速凝劑、防凍劑、膨脹劑、防水劑、引氣劑、防腐劑等。外加劑的作用外加劑可以改善混凝土的和易性、強(qiáng)度、耐久性、抗?jié)B性、抗凍性等性能。2.4骨料11.細(xì)骨料細(xì)骨料通常是指粒徑小于4.75毫米的材料，例如天然砂或人工砂。細(xì)骨料的質(zhì)量對(duì)混凝土的性能影響很大，它能影響混凝土的流動(dòng)性、密實(shí)度和強(qiáng)度等。22.粗骨料粗骨料通常是指粒徑大于4.75毫米的材料，例如碎石、礫石等。粗骨料的質(zhì)量對(duì)混凝土的強(qiáng)度和耐久性影響很大，它能影響混凝土的強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性等。33.骨料的性能要求高性能混凝土對(duì)骨料的性能要求較高，例如需要使用強(qiáng)度高、質(zhì)量好、粒徑均勻、表面清潔的骨料。44.骨料的級(jí)配骨料的級(jí)配是指各種粒徑骨料在總骨料中所占的比例。合理的級(jí)配設(shè)計(jì)可以使混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度和耐久性達(dá)到最佳狀態(tài)。3.高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)高性能混凝土的配合比設(shè)計(jì)是決定其性能的關(guān)鍵因素之一?？茖W(xué)合理的配合比設(shè)計(jì)能確?；炷翝M(mǎn)足強(qiáng)度、耐久性、工作性能等各項(xiàng)性能指標(biāo)。3.1配合比設(shè)計(jì)的一般原則保證強(qiáng)度混凝土的強(qiáng)度是高性能混凝土最重要的指標(biāo)之一，配合比設(shè)計(jì)要保證混凝土達(dá)到預(yù)期的強(qiáng)度等級(jí)。流動(dòng)性保證混凝土具有良好的流動(dòng)性，可以方便地澆筑和振搗，避免出現(xiàn)蜂窩麻面等缺陷。耐久性高性能混凝土需要具有良好的耐久性，抵抗環(huán)境侵蝕，延長(zhǎng)使用壽命。經(jīng)濟(jì)性配合比設(shè)計(jì)要盡量降低成本，選擇性?xún)r(jià)比高的材料，同時(shí)還要考慮施工效率和工期。3.2W/B比及其控制W/B比的概念W/B比是指水泥漿中水與水泥的質(zhì)量比。W/B比的影響W/B比對(duì)混凝土的強(qiáng)度、工作性能、耐久性能等均有顯著影響。W/B比的控制應(yīng)根據(jù)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)、工作性能要求、氣候條件等因素綜合確定W/B比?？刂品椒ㄍㄟ^(guò)精確計(jì)量、嚴(yán)格控制水和水泥的添加量來(lái)確保W/B比的準(zhǔn)確控制。3.3骨料的選擇和級(jí)配設(shè)計(jì)11.粒徑骨料粒徑影響混凝土的強(qiáng)度、工作性能和耐久性。細(xì)骨料通常為砂子，粗骨料通常為碎石。22.級(jí)配骨料級(jí)配指不同粒徑骨料的比例。合理的級(jí)配可以提高混凝土的密實(shí)度，降低空隙率，增強(qiáng)強(qiáng)度。33.純凈度骨料的純凈度影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性。含泥量高的骨料會(huì)降低混凝土強(qiáng)度，并可能導(dǎo)致耐久性問(wèn)題。44.形狀和表面特征骨料的形狀和表面特征會(huì)影響混凝土的流動(dòng)性和工作性能。棱角狀的骨料比圓形骨料更易于形成密實(shí)結(jié)構(gòu)。3.4外加劑的選擇與摻量控制外加劑類(lèi)型選擇合適的減水劑、緩凝劑、速凝劑、引氣劑等。根據(jù)目標(biāo)性能選擇特定外加劑類(lèi)型，例如增強(qiáng)抗凍性、改善流動(dòng)性或提高強(qiáng)度。摻量控制控制外加劑摻量至關(guān)重要，確保滿(mǎn)足性能要求的同時(shí)避免負(fù)面影響。過(guò)量添加可能導(dǎo)致性能下降，而不足則無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果。4.高性能混凝土的制備工藝高性能混凝土的制備工藝是保證其性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)?；炷林苽湫枰獓?yán)謹(jǐn)?shù)目刂?，確保材料的質(zhì)量和配比，以及生產(chǎn)過(guò)程的規(guī)范操作。4.1拌和拌和工藝混凝土拌合是將各種材料按比例混合在一起，形成均勻的混凝土漿料的過(guò)程。拌合設(shè)備常用的拌合設(shè)備包括強(qiáng)制式攪拌機(jī)和自落式攪拌機(jī)。拌合時(shí)間拌合時(shí)間要根據(jù)混凝土的類(lèi)型和材料的特性確定。4.2運(yùn)輸混凝土罐車(chē)運(yùn)輸采用專(zhuān)門(mén)的混凝土罐車(chē)運(yùn)輸，確?；炷猎谶\(yùn)輸過(guò)程中保持均勻性和流動(dòng)性?；炷帘密?chē)運(yùn)輸對(duì)于高層建筑或難以到達(dá)的地方，使用混凝土泵車(chē)將混凝土輸送到指定位置。4.3澆筑及時(shí)澆筑混凝土澆筑應(yīng)及時(shí)完成，避免混凝土初凝后澆筑，影響混凝土強(qiáng)度和耐久性。充分振搗澆筑過(guò)程中要及時(shí)振搗，確?；炷撩軐?shí)，排除氣泡，保證混凝土強(qiáng)度。表面平整澆筑完成后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行表面抹平，保證混凝土表面平整，美觀。4.4養(yǎng)護(hù)溫度控制高性能混凝土養(yǎng)護(hù)需保持適宜的溫度，以促進(jìn)水泥水化反應(yīng)，提高強(qiáng)度。濕度保持保持混凝土表面濕潤(rùn)，防止水分過(guò)快蒸發(fā)，避免干縮裂縫。時(shí)間控制根據(jù)混凝土類(lèi)型和環(huán)境條件，確定合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，確?；炷脸浞帜獭ｐB(yǎng)護(hù)方式常用的養(yǎng)護(hù)方式包括覆蓋保濕、噴灑水、蒸汽養(yǎng)護(hù)等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的養(yǎng)護(hù)方式。5.高性能混凝土的性能測(cè)試高性能混凝土的性能測(cè)試是評(píng)估其質(zhì)量和適用性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，為工程應(yīng)用提供可靠保障。5.1工藝性能和易性是指混凝土在攪拌、運(yùn)輸、澆筑和振搗過(guò)程中易于操作的性能。稠度反映混凝土的流動(dòng)性，影響其澆筑和振搗效果。密實(shí)度指混凝土在振搗后，內(nèi)部的密實(shí)程度，影響強(qiáng)度和耐久性。泌水性是指混凝土在靜置過(guò)程中，水泥漿從混凝土中析出的現(xiàn)象。5.2力學(xué)性能11.抗壓強(qiáng)度高性能混凝土抗壓強(qiáng)度高，通常在50MPa以上，甚至可達(dá)100MPa以上。22.抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度也是衡量混凝土強(qiáng)度的重要指標(biāo)，高性能混凝土抗拉強(qiáng)度高，一般在5MPa以上。33.抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度反映混凝土抵抗彎曲荷載的能力，高性能混凝土抗彎強(qiáng)度高，通常在8MPa以上。44.彈性模量彈性模量反映混凝土的剛度，高性能混凝土彈性模量高，一般在30GPa以上。5.3耐久性能抗凍性高性能混凝土通常添加抗凍劑，提高抗凍能力。防止因反復(fù)凍融造成結(jié)構(gòu)損傷?？?jié)B性高性能混凝土具有低滲透性，有效抵御有害物質(zhì)滲入，延長(zhǎng)使用壽命。抗氯離子侵蝕高性能混凝土的抗氯離子侵蝕性能突出，防止鋼筋銹蝕，保障結(jié)構(gòu)安全。抗碳化高性能混凝土的抗碳化性能較好，延緩混凝土內(nèi)部的碳化速度，延長(zhǎng)使用壽命。6.高性能混凝土的應(yīng)用案例高性