高強(qiáng)高性能混凝土

HighStrength/PerformanceConcrete第三章混凝土3.10.1

高強(qiáng)混凝土樓高441.8米，共100層；混凝土強(qiáng)度：C80；地下室底板最厚達(dá)4．5米；核心筒混凝土剪力墻最厚1．9米；外框鋼管柱最大截面尺寸達(dá)3．9×2．7米。樓高450m；混凝土強(qiáng)度：C70，C80，C90；樓高：601米高度為95m的第26層以下墻壁C80碎石最大粒徑為20mm;高度為452m的第126層以下墻壁C80，碎石最大粒徑14mm;高度為570m的第154層以下墻壁C60，高強(qiáng)混凝土是為適應(yīng)工程技術(shù)發(fā)展與要求而產(chǎn)生的，是混凝土技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。在大跨度和高聳建筑結(jié)構(gòu)等工程中應(yīng)用高強(qiáng)混凝土具有顯著優(yōu)越性基本概念

高強(qiáng)混凝土和高性能混凝土的定義混凝土高強(qiáng)和高性能化的技術(shù)途徑

原材料選擇、配合比、施工工藝和養(yǎng)護(hù)等高強(qiáng)高性能混凝土性能特點(diǎn)

高抗壓強(qiáng)度、高耐久性、高流動(dòng)性、脆性較大等內(nèi)容3.10.1

高強(qiáng)混凝土概述定義：強(qiáng)度等級(jí)達(dá)到或超過(guò)C60的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土新拌混凝土黏度較大，保水性好，流動(dòng)性按需調(diào)配高強(qiáng)混凝土的早期強(qiáng)度、彈性模量、密實(shí)性、耐久性等都有所提高和改善高強(qiáng)混凝土的拉壓比和徐變較小，脆性較大13.10.1

高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度3.10.1

高強(qiáng)混凝土軸向應(yīng)變（mm)應(yīng)力MPa普通混凝土高強(qiáng)混凝土0.006120高強(qiáng)混凝土的應(yīng)力－應(yīng)變曲線3.10.1

高強(qiáng)混凝土普通混凝土的受壓破壞3.10.1

高強(qiáng)混凝土高強(qiáng)混凝土的受壓破壞3.10.1

高強(qiáng)混凝土受壓狀態(tài)下的斷裂能NSCHSC曲線下的面積0.11m20.23m2試件面積

0.00735m20.00735m2

試件長(zhǎng)度200mm200mm壓狀態(tài)下的斷裂能0.17N·mm0.36N·mm

3.10.1

高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度

35MPa105MPa混凝土高強(qiáng)化的技術(shù)途徑與措施技術(shù)途徑？：膠結(jié)材料本身的高強(qiáng)化高強(qiáng)度的骨料；強(qiáng)化膠結(jié)材料與骨料的界面結(jié)合力措施？：合理選擇原材料；合理選擇混凝土配合比設(shè)計(jì)參數(shù)；合理的施工工藝23.10.1

高強(qiáng)混凝土原材料基本本要求水泥：強(qiáng)度度等級(jí)不低低于42.5的硅酸鹽水水泥或普通通硅酸鹽水水泥細(xì)骨料：細(xì)細(xì)度模數(shù)大大于2.6的偏粗中砂砂粗骨料：高高強(qiáng)度的硬硬質(zhì)骨料，，Dmax≤25mm外加加劑劑：：非非引引氣氣、、坍坍落落度度損損失失小小的的高高效效減減水水劑劑摻合合料料：：硅硅灰灰、、超超細(xì)細(xì)礦礦渣渣、、超超細(xì)細(xì)粉粉煤煤灰灰等等33.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土配合合比比設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要點(diǎn)點(diǎn)水膠膠比比：：宜宜控控制制在在0.38±±0.03以下下；；膠結(jié)結(jié)材材料料用用量量：：水水泥泥用用量量≤≤550kg/m3，膠膠結(jié)結(jié)材材料料總總量量≤≤600kg/m3；砂率率：：宜宜通通過(guò)過(guò)試試驗(yàn)驗(yàn)確確定定最最優(yōu)優(yōu)砂砂率率；；外加加劑劑：：根根據(jù)據(jù)試試驗(yàn)驗(yàn)確確定定外外加加劑劑品品種種和和合合理理?yè)綋搅苛看_定定高高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)配配合合比比后后，，還還應(yīng)應(yīng)針針對(duì)對(duì)該該配配合合比比重重復(fù)復(fù)進(jìn)進(jìn)行行6～10次的的試試拌拌、、測(cè)測(cè)試試和和調(diào)調(diào)整整等等試試驗(yàn)驗(yàn)進(jìn)進(jìn)行行驗(yàn)驗(yàn)證證，，最最終終確確定定可可施施工工應(yīng)應(yīng)用用的的混混凝凝土土配配合合比比??！3.14施工工工工藝藝強(qiáng)剪剪切切力力作作用用下下的的機(jī)機(jī)械械攪攪拌拌高頻頻機(jī)機(jī)械械振振搗搗，，提提高高密密實(shí)實(shí)性性加壓壓成成型型離心心成成型型加強(qiáng)強(qiáng)養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)，，延延長(zhǎng)長(zhǎng)濕濕養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)時(shí)時(shí)間間（（＞＞14d）3.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土51995年11月，，北北京京財(cái)財(cái)稅稅大大樓樓原原設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)框框架架及及墻墻體體采采用用C60，經(jīng)經(jīng)協(xié)協(xié)商商將將首首層層4根柱柱子子改改為為C100。原材材

水泥：冀東52.5普硅硅粉：天津鐵合金廠砂子：FM=3.1石子：5～20mm碎石高效減水劑DFS-2水膠比：0.23

性能

和易性良好：拌合物坍落度20.5cm(2h基本無(wú)損失)、無(wú)離析泌水、泵送順利(泵壓18～20MPa)

現(xiàn)場(chǎng)制作15cm立方試件，28h強(qiáng)度125~131.6MPa

彈性模量5.48×104MPa1000次凍融循環(huán)殘余動(dòng)彈模97.8%

抗?jié)B>H3528h碳化深度為0高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土的的應(yīng)應(yīng)用用實(shí)實(shí)例例3.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土95MPaHSCforhighwayE-6&E-18;wearlessthan10%ofhighqualityblacktop3.10.1巴黎新凱旋門C:425kg/m3;SF:30kg/m3;Sl:22cm;R7d=54MPa;R28d=66MPa3.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土C:450kg/m3;SL=22cm。R3d=26MPa;R7d=53.6MPa;R28d=78MPa法國(guó)Joigny橋3.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土法國(guó)

Sylans

高架橋水泥

400kg/m3R12h=25MPaR28d=68.53.10.1高強(qiáng)強(qiáng)混混凝凝土土高性性能能混混凝凝土土是是具具有有某某些些性性能能要要求求的的勻勻質(zhì)質(zhì)混混凝凝土土，，必必須須采采用用嚴(yán)嚴(yán)格格的的施施工工工工藝藝，，采采用用優(yōu)優(yōu)質(zhì)質(zhì)材材料料配配制制的的、、不不離離析析、、便便于于澆澆搗搗、、力力學(xué)學(xué)性性能能穩(wěn)穩(wěn)定定、、早早期期強(qiáng)強(qiáng)度度高高、、具具有有韌韌性性和和體體積積穩(wěn)穩(wěn)定定性性等等優(yōu)優(yōu)良良性性能能而而耐耐久久的的混混凝凝土土高性性能能混混凝凝土土必必須須具具有有高高抗抗?jié)B滲性性，，高高耐耐久久性性是是高高性性能能混混凝凝土土的的顯顯著著特特點(diǎn)點(diǎn)高性性能能混混凝凝土土的的微微觀觀結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)特特征征為為孔孔隙隙率率低低且且孔孔徑徑小小，，連連通通的的毛毛細(xì)細(xì)孔孔很很少少高性性能能混混凝凝土土配配合合比比的的特特點(diǎn)點(diǎn)是是：：采采用用低低水水膠膠比比和和較較低低水水泥泥用用量量，，除除水水泥泥、、水水和和骨骨料料外外，，還還摻摻加加外外加加劑劑與與礦礦物物摻摻合合料料作作為為基基本本組組成成材材料料3.10.2高性性能能混混凝凝土土輕混混凝凝土土Light-weigh第三三章章混混凝凝土土概述述定義義：：表觀觀密密度度不不大大于于1950kg/m的混混凝凝土土稱稱為為輕輕混混凝凝土土種類類：：輕骨骨科科混混凝凝土土：：用用多多孔孔輕輕骨骨料料代代替替普普通通砂砂石石骨骨料料配配制制的的混混凝凝土土多孔孔混混凝凝土土：：通通過(guò)過(guò)適適當(dāng)當(dāng)方方法法引引入入大大量量小小氣氣泡泡，，表表觀觀密密度度很很小小的的混混凝凝土土大孔孔混混凝凝土土：：沒(méi)沒(méi)有有細(xì)細(xì)骨骨料料，，只只有有粗粗骨骨料料，，內(nèi)內(nèi)部部具具有有大大孔孔結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的混混凝凝土土特性性：：表觀觀密密度度小小、、自自重重較較輕輕、、保保溫溫隔隔熱熱、、隔隔聲聲和和抗抗震震等等性性能能良良好好3.1定義義與與種種類類定義義：：用用輕輕粗粗骨骨料料、、輕輕細(xì)細(xì)骨骨料料（（砂砂））、、水水泥泥和和水水配配制制的的混混凝凝土土稱稱為為輕輕骨骨料料混混凝凝土土。。種類：全輕混凝土：：粗、細(xì)骨料料都是輕骨料料；砂輕混凝土：：細(xì)骨料為普普通砂；按其用途保溫輕骨料混混凝土結(jié)構(gòu)保溫輕骨骨料混凝土結(jié)構(gòu)輕骨料混混凝土13.11.1輕骨料混凝土土輕骨料及輕混混凝土的發(fā)展展長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)國(guó)內(nèi)的輕骨料料以粘土、粉粉煤灰等為原原料煅燒的陶陶粒為主，質(zhì)質(zhì)輕而強(qiáng)度低低，配制出的的輕混凝土強(qiáng)強(qiáng)度也不高，，作為結(jié)構(gòu)工工程材料的用用途受到很大大限制。近年來(lái)，國(guó)外外先進(jìn)技術(shù)及及國(guó)內(nèi)新技術(shù)術(shù)，使強(qiáng)度較較高、吸水率率小的頁(yè)巖輕輕骨料涌現(xiàn)，，為配制較高高強(qiáng)度的輕混混凝土，用于于橋梁、高層層建筑等結(jié)構(gòu)構(gòu)開(kāi)辟了廣闊闊的應(yīng)用前景景。3.11.1輕骨料混凝土土羅馬萬(wàn)神殿ThePantheonRome直徑44m，耗用凝灰?guī)r輕骨料混凝土12000t3.11.1輕骨料混凝土土1919年Selma號(hào)輕混凝土船船在美國(guó)Alabama下水3.11.1輕骨料混凝土土

普通骨料混凝土輕骨料混凝土3.11.1輕骨料混凝土土3.11.1輕骨料混凝土土輕骨料的種類類及技術(shù)性質(zhì)質(zhì)輕骨料的種類類：粒徑＞5mm，堆積密度＜＜1000kg/m3，為輕粗骨料料；粒徑≤5mm，堆積密度＜＜1200kg/m3，為輕細(xì)骨料料或輕砂種類：工業(yè)廢廢料輕骨料：：粉煤灰陶粒粒等；天然輕骨料：：浮石、火山山渣等；人工輕骨料：：粘土陶粒、、頁(yè)巖陶粒、、膨脹珍珠巖巖等23.11.1輕骨料混凝土土13.11.1輕骨料混凝土土輕骨料的技術(shù)術(shù)性質(zhì)堆積密度輕粗骨料的堆堆積密度有：：300～1000八個(gè)等級(jí)輕細(xì)骨料的堆堆積密度有：：500～1200八個(gè)等等級(jí)筒壓強(qiáng)強(qiáng)度：：將粒徑徑為10～20烘干的的輕粗粗骨料料裝入入115mm××100mm的帶底底圓筒筒內(nèi)，，上面面加113mm×70mm的沖壓壓模，，取沖沖壓模模壓入入深度度為20mm時(shí)的壓壓力值值，除除以承承壓面面積，，即為為輕細(xì)細(xì)骨料料的筒筒壓強(qiáng)強(qiáng)度值值。顆粒級(jí)級(jí)配5～10、10～15、15～20、20～25、25～30（mm）等5級(jí)最大粒粒徑：：一般般以累累計(jì)篩篩余率率小于于10％的該該號(hào)篩篩孔尺尺寸來(lái)來(lái)確定定吸水率率開(kāi)始lh內(nèi)吸水水極快快，24h后幾乎乎不再再吸水水23.11.1輕骨料料混凝凝土11311510070輕骨料料混凝凝土的的技術(shù)術(shù)性質(zhì)質(zhì)表觀密密度：：12個(gè)密度度等級(jí)級(jí)。強(qiáng)度等等級(jí)：：CL5.0~CL50。強(qiáng)度特特點(diǎn)：：界面粘粘結(jié)牢牢固、、三向向受力力、主主要依依賴于于水泥泥石強(qiáng)強(qiáng)度和和水泥泥用量量軸心抗抗壓與與立方方體抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度比比值較較高。。勻質(zhì)性性較差差，fc=0.76fcu。彈性模模量較較低：：30～50%收縮與與徐變變較大大：0.4~1.0mm/m；徐變變大30~60%。熱工性性能：：密度度越小小，導(dǎo)導(dǎo)熱系系數(shù)越越低。。23.11.1輕骨料料混凝凝土普通混凝土骨料漿體界面3.11.1輕骨料料混凝凝土輕骨料界面砂漿輕混凝土——界面顯著加強(qiáng)3.11.1輕骨料料混凝凝土配合比比設(shè)計(jì)計(jì)的原原理和和方法法與普普通混混凝土土相同同。滿足表表觀密密度要要求：：骨料料表觀觀密度度及用用量。。滿足強(qiáng)強(qiáng)度要要求：：尚無(wú)無(wú)強(qiáng)度度計(jì)算算公式式，根根據(jù)有有關(guān)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)數(shù)數(shù)據(jù)和和圖標(biāo)標(biāo)確定定強(qiáng)度度與配配合比比的關(guān)關(guān)系，，然后后經(jīng)試試配與與調(diào)整整，找找出最最優(yōu)配配合比比。水水泥強(qiáng)強(qiáng)度和和輕骨骨料強(qiáng)強(qiáng)度滿足和和易性性要求求：確確定用用水量量時(shí)，，需考考慮輕輕骨料料吸水水量，，“附附加水水量（（1h吸水量量）””、““凈用用水量量”。。砂率：：體積積砂率率—細(xì)骨料料松散散體積積與骨骨料總總體積積之比比，35～50％。骨料用用量：：絕對(duì)對(duì)體積積法或或松散散體積積法絕對(duì)體體積：：混凝凝土體體積等等于各各組成成材料料體積積之和和。松散體體積：：Va+s=1.20~1.65m3/m3。配合比比設(shè)計(jì)計(jì)特點(diǎn)點(diǎn)33.11.1輕骨料料混凝凝土輕骨料料混凝凝土實(shí)實(shí)例骨料筒筒骨骨料表表混混凝凝土抗抗壓強(qiáng)強(qiáng)度彈彈模模波波松松比壓強(qiáng)度度觀觀密度度干干容容重7d28dEυMPag/cm3kg/m3MPaGPa141150188062.28029.30.223.11.1輕骨料料混凝凝土施工輕骨料料吸水水率較較大，，拌和和時(shí)，，輕骨骨料應(yīng)應(yīng)預(yù)先先吸水水。外加劑劑后加加法。。為什什么？？防止輕輕骨料料上浮浮。采采取什什么措措施？？加熱養(yǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)時(shí)，升升溫不不宜太太快。。為什什么？？應(yīng)用橋梁房屋建建筑海洋鉆鉆井平平臺(tái)施工特特點(diǎn)與與應(yīng)用用43.11.1輕骨料料混凝凝土1987~2000年挪威共共建成成11座輕混混凝土土橋。。其中中6座懸臂臂橋；1座浮橋新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)和石油鉆井平臺(tái)建設(shè)為輕混凝土發(fā)展提供了契機(jī)3.11.1輕骨料料混凝凝土挪威第一座輕混凝土橋3.NORDHORDLAND輕混凝土土浮橋橋(主跨為為斜拉拉橋)3.11.1輕骨料料混凝凝土曳引輕輕混凝凝土浮浮橋墩墩(混凝土土ρ=1900kg/m3；f=70MPa；E=20~23GPa)3.11.1輕骨料料混凝凝土天津永定新河大橋3.11.1輕骨料料混凝凝土天津永定新河大橋3.11.1輕骨料料混凝凝土挪威海上石油鉆井平臺(tái)3.11.1新西蘭一座輕混凝土構(gòu)件建造的體育場(chǎng)3.11.1輕骨骨料料混混凝凝土3.11.1輕骨骨料料混混凝凝土土湖北北宜宜昌昌一一棟棟30層的的住住宅宅樓樓多孔孔混混凝凝土土多孔孔混混凝凝土土：：含含有有大大量量均均勻勻分分布布的的封封閉閉氣氣泡泡的的無(wú)無(wú)骨骨料料或或無(wú)無(wú)輕輕骨骨料料的的混混凝凝土土種類類：：加加氣氣混混凝凝土土、、泡泡沫沫混混凝凝土土加氣氣混混凝凝土土組成成：：鈣鈣質(zhì)質(zhì)材材料料、、硅硅質(zhì)質(zhì)材材料料、、水水、、加加氣氣劑劑鋁粉粉的的作作用用：：在在堿堿性性條條件件下下氧氧化化，，還還原原水水中中的的H+離子子為為氫氫氣氣。。蒸壓壓養(yǎng)養(yǎng)護(hù)護(hù)下下，，形形成成硅硅酸酸鈣鈣水水化化物物泡沫沫混混凝凝土土組成成：：水水泥泥、、水水、、（（砂砂））、、泡泡沫沫劑劑。。泡沫沫劑劑：：松松香香皂皂、、水水解解蛋蛋白白。。3.11.2多孔孔和和大大孔孔混混凝凝土土1大孔孔混混凝凝土土大孔孔混混凝凝土土：：由由粒粒徑徑相相近近的的粗粗骨骨料料、、水水泥泥和和水水配配制制而而成成的的一一種種輕輕混混凝凝土土，，又又稱稱無(wú)無(wú)砂砂混混凝凝土土。。大孔孔混混凝凝土土的的表表觀觀密密度度為為1000～1500kg/m3，抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度在在3.5～10MPa之間間。。導(dǎo)熱熱系系數(shù)數(shù)小小，，保保溫溫性性好好、、吸吸濕濕性性較較小小、、透透水水性性好好等等特特點(diǎn)點(diǎn)可用用于于現(xiàn)現(xiàn)澆澆墻墻板板，，用用于于制制作作小小型型空空心心砌砌塊塊和和各各種種板板材材，，也也可可制制成成濾濾水水管管、、濾濾水水板板、、透透水水混混凝凝土土等等，，廣廣泛泛用用于于市市政政工工程程。。3.11.2多孔孔和和大大孔孔混混凝凝土土23.12其他他混混凝凝土土第三三章章混混凝凝土土預(yù)拌拌和和泵泵送送混混凝凝土土工廠廠化化生生產(chǎn)產(chǎn)，，機(jī)機(jī)械械化化輸輸送送與與灌灌注注特殊殊功功能能混混凝凝土土通過(guò)過(guò)原原材材料料與與配配合合比比選選擇擇，，使使混混凝凝土土具具有有較較好好的的防防水水、、耐耐熱熱和和耐耐酸酸等等特特殊殊功功能能特定定用用途途的的混混凝凝土土通過(guò)過(guò)原原材材料料和和配配合合比比選選擇擇，，配配制制的的混混凝凝土土用用于于特特定定聚合物混凝土由聚合物或水泥－聚合物復(fù)合膠凝材料配制的混凝土特點(diǎn)點(diǎn)原材材料料水泥泥硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥、、普普通通硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥等等骨料料最最大大粒粒徑徑與與管管徑徑之之比比，，連連續(xù)續(xù)級(jí)級(jí)配配外加加劑劑泵泵送送劑劑、、減減水水劑劑、、礦礦物物粉粉末末等等配合合比比水灰比＜＜0.6；水泥用量量＞300kg/m3；砂率38～45％；引氣劑含含氣量＜＜4％施工性能能可泵性：：大流動(dòng)動(dòng)性，在在泵壓下下，連續(xù)續(xù)穩(wěn)定，，不離析析足夠的稠稠度和適適中的漿漿體，良良好的保保水性和和粘聚性性泵送混凝凝土PumpingConcrete泵送混凝凝土PumpingConcrete泵送混凝凝土PumpingConcrete噴射混凝凝土組成成材料骨料細(xì)骨料=骨料總量量的60-70%粗骨料=30-40%水泥：硅硅酸鹽水水泥和普普通硅酸酸鹽水泥泥，320～450kg/m3硅灰：水水泥質(zhì)量量的5%-15%水灰比：：W/C=0.33-0.45減水劑：：高效減減水劑速凝劑硅酸鹽，，如水玻玻璃鋁酸鹽，，如鋁酸酸鈉，用量占膠膠凝材料料的2-5%噴射混凝凝土shotcrete1噴射混凝凝土應(yīng)用用地基密封封防治腐蝕蝕和風(fēng)化化阻止?jié)B進(jìn)進(jìn)和滲出出挖掘支擋擋體系的的成分主支擋錨桿/噴射混凝凝土體系系錨桿/噴射混凝凝土