關(guān)于高性能混凝土的應(yīng)用研究

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1、關(guān)于高性能混凝土的應(yīng)用研究摘要：目前，在建筑工程施工當(dāng)中由于高強(qiáng)混凝土有著顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此被人們廣泛的應(yīng)用。本文通過對高強(qiáng)混凝土配制的主要技術(shù)途徑和高強(qiáng)混凝土的部分性能進(jìn)行簡要的介紹，以供同行參考。關(guān)鍵詞：高強(qiáng)混凝土；應(yīng)用研究1高性能混凝土的現(xiàn)狀5高性能混凝土的概念最初由美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）與美國混凝土協(xié)會（ACI）于1990年提出，他們認(rèn)為高性能混凝土是具有某些性能要求的勻質(zhì)混凝土，其基本要求是混凝土應(yīng)具有良好的耐久性、工作性和強(qiáng)度。其特別適用于高層建筑、橋梁以及暴露在嚴(yán)酷環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。在國內(nèi)，吳中偉教授最早提

2、到并指出它的意義，當(dāng)時稱之為高功能混凝土。ACI于1998年對高性能混凝土給出了正式定義：高性能混凝土是符合特殊性能組合和勻質(zhì)性要求的混凝土。高強(qiáng)混凝土是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，在組分中引入高效減水劑、礦物摻合料如硅灰、超細(xì)礦渣微粉、優(yōu)質(zhì)粉煤灰等配置的高強(qiáng)混凝土，結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，具有良好力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能和耐久性能，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、重載、高聳、長壽命及惡劣環(huán)境方向發(fā)展的需要。近年來.高強(qiáng)混凝土的科技研究取得了長足的進(jìn)步，已經(jīng)在各類混凝土工程，特別是大型重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。2高性能混凝土實(shí)現(xiàn)的途徑5高強(qiáng)混凝土

3、是現(xiàn)代混凝土技術(shù)發(fā)展的主要方向，在組分中引入高效減水劑、礦物摻合料如硅灰、超細(xì)礦渣微粉、優(yōu)質(zhì)粉煤灰等配置的高強(qiáng)混凝土，結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬，具有良好力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性能和耐久性能，能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、重載、高聳、長壽命及惡劣環(huán)境方向發(fā)展的需要。近年來.高強(qiáng)混凝土的科技研究取得了長足的進(jìn)步，已經(jīng)在各類混凝土工程，特別是大型重點(diǎn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。制備高性能混凝土的途徑主要有以下幾種：1）硅酸鹽水泥+活性礦物摻和料+高效減水劑；2）磨細(xì)礦渣+堿組分；3）硅酸鹽水泥+高效減水劑+磨細(xì)砂+蒸壓養(yǎng)護(hù)；4）優(yōu)質(zhì)石灰+高效減水劑+磨細(xì)砂+蒸壓

4、養(yǎng)護(hù)。不少研究者對礦物摻合料的作用效應(yīng)進(jìn)行了大量的研究工作，如沈旦申等人把粉煤灰顆粒的作用效應(yīng)分為形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)以及微集料效應(yīng)三種。近年來，學(xué)者們通過理論分析和試驗(yàn)研究，著重探索了礦物摻合料在水泥基材料體系中的密實(shí)填充效應(yīng)及其影響規(guī)律，分析了不同礦物摻合料之間及礦物摻合料與超塑化劑之間的疊加效應(yīng)，然而，己有的研究成果主要針對于水膠比相對較高的傳統(tǒng)混凝土體系，礦物摻合料在低水膠比混凝土和蒸壓混凝土體系中作用效應(yīng)的研究成果相對較少。從礦物摻合料本身的物理、化學(xué)性質(zhì)出發(fā)可以認(rèn)為，水泥基膠凝材料組分及其水化硬化環(huán)境條件的變化（蒸壓條件），必然會使礦物

5、摻合料作用效應(yīng)產(chǎn)生變化。3高強(qiáng)混凝土的性能3.1抗壓強(qiáng)度與中、低強(qiáng)度混凝土相比，高強(qiáng)混凝土中孔隙較少，水泥漿強(qiáng)度、骨料強(qiáng)度、水泥漿與骨料間的界面強(qiáng)度三者之間的差異也較小，因此更接近于勻質(zhì)材料，其抗壓強(qiáng)度與普通混凝土相比有較大差異。在應(yīng)力達(dá)到抗壓強(qiáng)度的75%～90%以前，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為線性關(guān)系，為彈性工作。而在低強(qiáng)度混凝土中，彈性工作階段的上限僅為抗壓強(qiáng)度的40%～50%。達(dá)到抗壓強(qiáng)度后，高強(qiáng)混凝土表現(xiàn)出很大的脆性，且強(qiáng)度愈高，脆性愈強(qiáng)。3.2裂縫發(fā)展從裂縫發(fā)展來看，普通混凝土受力后，在抗壓強(qiáng)度30%時出現(xiàn)微裂縫，首先沿著水泥漿與骨科間的界面發(fā)展，

6、隨后在水泥漿中也出現(xiàn)，這些裂縫逐漸增多并逐漸連接后，最后導(dǎo)致混凝土破壞，破壞面通過水泥漿及其骨料間的界面，破壞面粗造而凹凸不平。而高強(qiáng)混凝土則與此不同，在抗壓強(qiáng)度65%以前，幾乎不發(fā)生微裂縫。甚至在90%的抗壓強(qiáng)度下，多數(shù)微裂縫還是孤立的裂縫，一旦裂縫連接則迅速破壞，破壞面比較光滑，穿過石子和水泥漿，而不是繞著骨料表面。53.3抗拉與抗折強(qiáng)度混凝土的抗拉強(qiáng)度雖然隨著抗壓強(qiáng)度的提高而提高，但它們之間的比值卻隨著強(qiáng)度增加而降低[8]。盡管抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值隨混凝土強(qiáng)度提高而降低，但彎折強(qiáng)度與軸拉強(qiáng)度的比值在各種強(qiáng)度混凝土中卻基本不變。美國ACI

7、的報(bào)告也認(rèn)為彎折強(qiáng)度與劈拉強(qiáng)度的比值對高強(qiáng)或普通強(qiáng)度混凝土都一樣，約為1.4～1.6。低強(qiáng)度混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的10%，高強(qiáng)混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的5%。碎石混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度約比同強(qiáng)度卵石混凝土大8%，劈裂抗拉強(qiáng)度約等于抗折強(qiáng)度的70%。3.4干縮與徐變現(xiàn)在比較普遍的看法是高強(qiáng)混凝土的初期收縮較大，但最終收縮量與普通混凝土大體相同。這與高強(qiáng)混凝土水泥用量大、水灰比小、骨料硬度高有關(guān)。如用活性礦物摻和料代替部分水泥，則會減少高強(qiáng)混凝土的收縮。3.5耐久性5混凝土的耐久性包括抗?jié)B、抗凍融、抗磨以及對鹽類和化學(xué)物質(zhì)的抗侵蝕能力。高

8、強(qiáng)混凝土由于材料致密堅(jiān)硬，這些性能均優(yōu)于普通混凝土。尤其是外加混合礦物質(zhì)材料后的高強(qiáng)混凝土，其耐久性進(jìn)一步加強(qiáng)。所以露天的、遭海水侵蝕的