透水混凝土抗压性能

第一篇：透水混凝土抗压性能

关于聚合物透水混凝土抗压强度和透水性能的研究论文

摘要：近些年随着经济的不断发展，我国各项发展项目正在进行积极的开展，这对国家现代化建设具有重要的影响意义。国家发展过程中不仅对各项工程的技术完善加以重视，对各种新型材料也进行积极的研究，聚合物透水混凝土就是现阶段我国建筑工程中所常用的材料，所以对其抗压强度和透水性能的分析十分广泛。提高聚合物透水混凝土抗压强度和透水性能对于我国建筑稳定性的加强具有直接的影响意义，是我国未来发展的重要基础。

关键词：聚合物;透水混凝土;抗压强度;透水性能

聚合物透水混凝土是一种新型的建筑材料，这种材料是在混凝土的基础上加以完善与改进，利用聚合物的相关性质来使混凝土的抗压强度及透水性能得到显著的加强。在对聚合物透水混凝土相关性能的研究过程中要不仅要对材料进行合理的选择，还要对研究方法加以完善，使其能够更简便更有效的体现出所研究的相关性能。聚合物透水混凝土的应用较为广泛，其中最为主要的就是应用于建筑施工中，对其进行优化有利于提高我国未来建筑的质量及稳定性。

1 原材料及试验方法

1.1原材料

聚合透水混凝土所需要的原材料有两种，骨料以及高分子树脂胶黏剂。本研究中所选用的骨料为级配不同的卵石，分别为.2.54~4.32mm.4.32~9.45mm，9.45~13.65mm三种卵石。所有使用的卵石均符合建筑质量管理规定的相关要求，其压碎值数、泥沙含有量等指标也符合相关标准，适用于建筑混施工中凝土的原材料。高分子树脂粘合剂是近些年被研究出并逐渐广泛应用于建筑材料中的一种新型材料，其种类较多，与其他胶黏剂相比高分子树脂粘合剂具有较多的优点，其能够在建筑中提高结构的稳定性，同时使得建筑的使用寿命在原有的基础上进行增加，最为重要的是一些高分子树脂胶黏剂还有具有环保的特性，为国家生态环境的平衡发展起到积极的影响意义。目前普遍得到使用的包括聚氨酯、环氧树脂等。不同种类的树脂在性能上具有较大差别，其中环氧树脂在粘合效果以及稳定性与安全性上具有较显著的优势，所以现阶段对其具有较多的研究。环氧树脂包括水性环氧树脂、无溶剂型环氧树脂两大类。

在本研究中将对无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂进行功能稳定性分析。所有高分子树脂胶黏剂的配比以及制作方法具有统一明确的规定与流程，所以其质量均达到研究所需标准。

1.2试验方法

在对聚合物透水混凝土进行抗压强度和透水性能分析时，所采用的试验方法大致分为两步，首先为试样的制备，然后进行相关性能的测试。在对试样的制备过程中，以厂家所提供的配比比例进行胶黏剂的制备，同时将所选择的骨料卵石放入搅拌锅中进行搅拌，达到一定程度后向锅中加入配置好的胶黏剂，并进行均匀的搅拌。将搅拌好的材料取出进行进一步的成型测试，能够成型的材料可以进行后续的自然养护，一般情况下7天以后就可以进行各项性能的测试工作。聚合物透水混凝土具有多种性能，本研究将对其抗压强度以及透水性能进行分析。在抗压强度性能测试中要注意聚合物透水混凝土在完全固化以后其抗压强度就不会发生变化，所以本研究中的抗压强度即为聚合物透水混凝土完全固化时的抗压强度。根据抗压强度的相关试验方法，同时按照参考标准进行抗压强度的对比，得到抗压强度结果。透水性能测试也要按照相关的测试流程以及专业的设备进行，测试试件要进行提前采用一定的模型制备，这样才能较好的保证测试结果的相关性与准确度。将测试后得到的透水性能结果与参考标准进行对照，来确定高分子聚合物透水混凝土的透水参数。

2试验结果与讨论

2.1 胶黏剂类型对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

选择不同种类的胶黏剂对于聚合物透水混凝土的抗压强度具有较大的影响，这是由于不同胶黏剂的胶黏能力与稳定性存在较大差异。本研究中所选取的三种胶黏剂分别为无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂，从所得到的结果中可以发现在抗压强度性能上，这说明环氧树脂胶黏剂能够较好的加强聚合物透水混凝土的抗压强度。进一步分析可以的得到在环氧树脂胶黏剂中，环氧树脂具有高活性的环氧基、羟基以及酯键等重要的化学键。使用水性环氧树脂胶黏剂中水为环氧树脂提供了丰富的极性溶剂，这使得环氧树脂能够发挥出更好的流动性，进而其在对骨料的粘合中发挥出更为灵活的作用，同保证了聚合物透水性混凝土的抗压强度。无溶剂型环氧树脂胶黏剂缺少水溶剂，所以环氧树脂能够更好地发挥粘合的稳定性，进而使高聚物透水混凝土的抗压强度有所降提高。但是环氧树脂粘合剂还有一些缺点，由于其所含有的大多数化学键都为不可逆性，所以造成环氧树脂粘合剂的脆性较大，韧性有待进一步的加强。而在无溶剂聚氨酯胶黏剂中，其所含有的化学键为氨酯键，使高分子聚合之间能够形成可逆性强的氢键，这一作用使其韧性与耐候性显著增强，但是同时由于氢键的可逆性造成多聚物透水混凝土的抗压强度较小。在透水性能中可以得到水性环氧树脂胶黏剂>无溶剂型聚氨酯胶黏剂>无溶剂型环氧树脂胶黏剂，水性环氧树脂胶黏剂的溶剂水使其加大程度上加强的透水性能，所以使得聚合透水混凝土的透水效果最好。在无溶剂型聚氨酯胶黏剂中含有丰富的氢键，也使其透水性达到较高的水平。无溶剂型环氧树脂胶黏剂的透水性最差，所以导致聚合物透水混凝土的透水效果较差。

2.2胶骨比对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

在聚合物透水混凝土中的胶骨比是一项十分重要的内容，对于聚合物土水混凝土的抗压强度产生直接的影响作用。所谓的胶骨比就是胶黏剂与骨料的比例，所以本研究中就是指所选取的三种胶黏剂与卵石的比例j从结果中可以得到，随着胶骨比数值的减小，聚合物透水混凝土的抗压强度所呈现的趋势为先快速后缓慢的下降。三种树脂胶黏剂在聚合物透水混凝土中发挥着重要的粘连作用，其含量的降低势必造成骨料卵石粘连效果的降低，从而使得高聚物透水混凝土的抗压强度逐渐降低。先快速后缓慢的降低说明在树脂胶黏剂低于一定量时对于聚合物透水混凝土抗压强度的影响较差，此时其抗压强度接近于卵石本身的抗压强度。聚合物透水性混凝土的透水性能与抗压性强度相反，表现出的趋势为先缓慢后快速的上升。树脂胶黏剂的在逐渐减少的过程初期还能对卵石起到粘合作用，所以其透水性能上升的较为缓慢，但后期树脂胶黏剂的含量以及不能有效的使卵石进行粘连，所以导致聚合物透水混凝土的透水性能快速上升。

2.3骨料类型及颗粒级配对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

骨料卵石的级配数对于聚合物透水混凝土的抗压强度以及透水性能也有着重要的影响作用，本研究中所选用的卵石级配数为2.54~4.32mm，4.32~9.45mm，9.45—13.65mm。从结果中可以看出聚合物透水混凝土的抗压强度随着骨料卵石级配数的增加呈现出的趋势为先上升后下降，这表明骨料卵石在2.54—4.32mm之间的级配数时其体表面积较大，导致一定量的树脂胶黏剂不能有效的将所有卵石进行粘连，使得到的聚合物透水混凝土的抗压强度较差。随着级配数的增加，卵石的体表面积逐渐降低，这时树脂胶黏剂能够较好的发挥粘连作用，提高聚合物透水混凝土的抗压强度。级配数较大所需要的树脂胶黏剂量较少，所以其抗压强度又逐渐下降。透水性能与抗压性能表现出的趋势相反，其原因与抗压强度变化相同。

3结语

想要使聚合物通欧水混凝土的抗压强度与透水性能进行改善，就要对胶黏剂类型、胶骨比以及骨料类型及颗粒级配进行较好的控制。在我国未来的发展中，聚合物透水混凝土将被更广泛的应用于各项施工工程中，其质量与稳定性也会进行显著的加强。

参考文献

[1]徐周聪，王火明，李汝凯，陈飞.聚氨酯碎石混合料透水路面施工工艺与质量控制J].公路交通技术，2015(06):05-08.

[2]李汝凯，王火明，周刚.多孔聚氨酯碎石混合料强度及影响因素试验研究U]_中外公路，2015(01):244-247.

第二篇：透水混凝土与透水砖的优缺点

一、透水混凝土浇筑地坪

工艺对比：整体浇筑;整体坚固耐用;抗折抗压、高强透水; 一次成型工期短

人工对比：现场浇筑、密实、平整、养护一次到位 性能对比：透水透气、雨水储蓄

功能性强：维护对比 不易阻塞、容易清理;10年以内无需返修

外观对比：整体性强、气势宏伟

二、透水砖铺筑地坪

工艺对比：预制拼装;容易缺损凹陷;容易断裂; 二次铺贴耗时间

人工对比：现场拌灰铺贴，人工费、铺材费成本增加; 性能对比：透水率低，一年后透水减少50%

维护对比：易破损断裂难维护;2年以上需重新更换 外观对比：不适用大面积铺装

第三篇：混凝土试块抗压强度评定及不合格批的处理方法

一、混凝土试块的性质分析

混凝土结构的强度等级必须符合设计要求，在混凝土浇筑地点随机抽取的混凝土试件是检查结构构件混凝土强度是否满足设计要求的依据。在结构混凝土施工过程中，至少需要留置四种试块作为检验混凝土质量的试件。

第一种是自拌混凝土的“开盘鉴定”试块。《混凝土结构工程施工质量验收规范》这样说：“首次使用的混凝土配合比应进行开盘鉴定，其工作性应满足设计配合比的要求。开始生产时应至少留置一组标准养护试件，作为验证配合比的依据。”这是检验混凝土施工配合比是否满足设计强度的检验试件，这个试件是在标准养护条件下达到28天龄期后开始试验的，不能代表结构构件的质量。

《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000第6.1.6条进行混凝土强度试验时,每种配合比至少应制作一组(三块)试件，标准护到28d时试压，需要时可同时制作几组试件，供快速检验或较早龄期试压，以便提前定出混凝土配合比供施工使用。但应以标准28d强度或按现行行业标准《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程一》(JGJ28)等规定的龄期强度的检验结果为依据调整配合比。

这个试件是用来检验施工配合比质量的，因此需要在结构构件正式施工前28天完成“开盘鉴定”。第二种标准养护条件试块，是由专门的施工人员刻意制作的，其试验强度往往高于实际构件的强度。还有的混凝土试块不能按照构件所使用的混凝土的品质制作，比如“坍落”为180～220mm的用于在水下灌注的混凝土，如果用现场抽取的样品不作任何加工是无论如何也制作不成的，象水一样流动的混凝土制作成150mm见方的试件是无论如何也压不到设计强度的。

因此，这个试件也只能用来动态控制施工配合比的质量。

第三种是“拆模试块”，这个试件的强度就是决定承重构件能否拆除支架的依据，是同条件试块的“兄弟”。第四种是真正意义的“同条件试块”，这才是断定构件混凝土是否满足设计强度的真实试件。规范将其作为“结构实体检验”的依据“对混凝土强度极限的检验，应以在混凝土浇筑地点制备并与结构实体同条件养护的试件强度为依据。”

同条件养护混凝土试件与结构混凝土的组成成分、养护条件等相同，可较好地反映结构混凝土的强度。这本来应该是非常有效的方法，但现实中没有几家的“同条件试块”是合乎规定的，绝大多数“同条件试块”都是在标准养护室内养护的试件，和处在自然环境中的构件养护条件相去甚远。

“同条件试块”的试验龄期是一个相当难以掌握的数据。原则是“同条件养护试件达到等效养护龄期时，其强度与标准养护条件下28d龄期的试件强度相等。”

这就需要通过实践经验来确定这个试验龄期了。《混凝土结构工程施工质量验收规范》这样说：“同条件自然养护试件的等效养护龄期及相应的试件强度代表值，宜根据当地的气温和养护条件，按下列规定确定：

1、等效养护龄期可取按日平均温度逐日累计达到600°C.d时所对应的龄期，0°C及以下的龄期不计入；等效养护龄期不应小于14d，也不宜大于60d；

2、同条件养护试件的强度代表值应根据强度试验结果按现行国家标准《混凝土强度检验评定标准》GBJ107的规定确定后，乘折算系数取用；折算系数宜取为1.10也可根据当地的试验统计结果作适当调整。”

因此，参加统计方法或非统计方法综合评定结构或构件混凝土质量的试件，应该是“同条件养护试件”而不是“标准养护试件”。

二、混凝土试块抗压强度评定方法

依据《混凝土强度检验评定标准》GB/T50107-2010当样本数量大于10组时，采用评定标准5.1.3条评定方法，该方法适用于一般建筑工程施工现场浇筑的混凝土质量统计方法评定。其强度应符合

检验批试块强度平均值 设计强度

检验批中最小一组试块强度

同一检验批混凝土立方体抗压强度的标准差，精确到小数0.01，当标准差小于2,5时取2.5（N/mm2）。 抗压强度标准差的计算公式： 其中：n检验批组数

检验批试块强度的2次方的合计数

检验批的总组数×试块强度平均值的2次方

有的公司是用软件评定的，用Excle同样可以完成以上工作。 在评定之前，需要根据检测报告先做一个汇总表，如果发现如下两种情况则先不必评定：

1、当检测报告中注明该组试块“不作评定”时，说明这组试块的三个抗压数据之差都超过15%，数据离散了，不能作为评定的依据。100组里即使出现1组该检验批也就先评为“不合格”了；

2、试件组数在15组以上的汇总表中出现了抗压强度≤85%的试块时，就意味着评定结论不满足第二个条件，该检验批不合格。 三 被评定为不合格的混凝土检验批处理方法

除前述的两种异常情况外，当检验结果不满足第5.1.3的规定时，则该批混凝土被评为不合格批。

不合格批混凝土标准养护试块并不一定完全说明构件混凝土不合格，有原材料、半成品材料的因素，也有制作、养护等方面的因素；

不合格批混凝土同条件养护试块的问题就大了，假定养护条件和构件完全一致，那么就必须要采取其它方法验证后才能确定处理方案。《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001第5.0.6条条文说明给出了质量不符合要求时的处理方法：“第二种情况，是指个别检验批发现试块强度等不满足要求等问题，难以确定是否验收时，应请具有资质的法定检测单位检测。当鉴定结果能够达到设计要求时，该检验批仍应认为通过验收。

第三种情况，如经检测鉴定达不到设计要求，但经原设计单位核算，仍能满足结构安全和使用功能的情况，该检验批可以予以验收。一般情况下，规范标准给出了满足安全和功能的最低限度要求，而设计往往在此基础上留有一些余量。不满足设计要求和符合相应规范标准的要求，两者并不矛盾。”

对于试块强度小于设计强度85%或以下的同条件养护试块，可以采用从结构或构件中钻取试件的方法或采用非破损方法，如“回弹仪检测推定法”、“超声回弹法综合法”等方法对结构或构件混凝土的强度进行检测推定。

为了保证结构安全，即使同条件试块检验批评定合格，那些抗压强度小于设计强度100%的试块也应及时与设计院联系，请结构工程师对该试块所代表的构件进行验算，确定是否需要采取处理措施。

第四篇：高性能混凝土报告

高性能混凝土的特性及应用

姓名

学号

班级

高性能混凝土的特性及应用

【摘要】高性能混凝土具有高强性、高工作性、高耐久性等优良特性，是近期混凝土技术发展的主要方向，至今已在不少重要工程中被采用，本文主要介绍了高性能混凝土的特性以及其应用情况。

【关键词】高性能混凝土，特性，应用 引言

随着土木工程的发展，在修建大跨度桥梁、高层及超高层建筑、高速铁路、地下结构、大型堤坝等混凝土结构物时，由于其所处环境和受力特点，普通混凝土的强度、工作性、耐久性等都无法满足工程的需要，而且混凝土老化、受环境侵蚀问题严重，大量使用混凝土带来的环境问题也非常突出。因此，高性能混凝土日益受到业内人士的重视，20世纪90年代前半期是我国高性能混凝土发展的初期，经过10余年的发展，在国内外多种观点逐步交流融合后，目前对高性能混凝的认识也更加清晰，高性能混凝土在工程上的优越性也更加突出，成为了应用领域的一个热点，对高性能混凝土的研究也在逐步深入。

1 高性能混凝土的概念

高性能混凝土(High Performance Concrete)是高强度、高工作性、高耐久性的混凝土，目前对高性能混凝土的定义各国没有统一的标准。ACI关于HPC的定义为：易于浇筑捣实但不影响强度;长期力学性能好;早期强度高;韧性好;体积稳定性好;在恶劣环境中长期强度好。吴中伟院士提出：“如果现在将HPC规定在50-60MPa以上，则用途很受限制，大大妨碍HPC的推广应用;更重要的是窒息了HPC向绿色HPC的发展，不能改变水泥混凝土愈来愈沦为不可持续发展的材料的可怕前景。”我国工程建设标准《高性能混凝土应用技术规程》(CECS 207:2006)的相关规定为:高性能混凝土是采用常规材料和工艺生产的能保证混凝土结构所要求的各项力学性能，并具有高耐久性、 高工作性和高体积稳定性的混凝土。该标准强调的重点是耐久性，其规定根据混凝土结构所处环境条件，高性能混凝土应满足下列的一种或几种技术要求：

1、水胶比0.38;

2、56天龄期的6小时总导电量<1000 C;

3、300次冻融循环后相对动弹性模量>80%;

4、胶凝材料抗硫酸盐腐蚀试验试件15周膨胀率<0.4%，混凝土最大水胶比0.45;

5、混凝土中可溶性碱的总含量<3.0kg/m3。

由上可见，对高性能混凝土的标准要求还是比较高的，目前对HPC的研究还是比较浅的，吴中伟院士的话值得我们深思，HPC不仅仅知识强度上有要求，发展研究绿色HPC是以后研究的方向，也是社会的需要。

2 高性能混凝土的特性

2.1高性能混凝土的组成和结构

2.1.1高性能混凝土的组成和配合比热点

高性能混凝土在组成和配合比上有以下特点：

1、使用矿物掺合料，HPC一般都含有矿物掺合料和料硅粉、粉煤灰或磨细矿渣，可大大提高强度和耐久性。

2、低水胶比，只有水胶比很低，混凝土的孔隙率或渗透性才可能低，因此低水胶比是保证混凝土高耐久性与高强度的前提，实际应用的有HPC水胶比常常介于0.25-0.40之间。

3、最大骨料粒径小，高性能混凝土骨料的最大粒径宜在10-20mm。有两个原因，其一：最大粒径较小，则骨料与水泥浆界面应力差较小，一位应力差可能引起裂缝;其二：较小骨料颗粒强度比大颗粒强度高，因为岩石破碎时消除了内部裂隙。

4、高效减水剂与水泥的相容性好。低水胶比和含有硅粉的高性能混凝土除必须使用高效减水剂以外，高效减水剂和水泥之间的相容性还必须好，这样保证混凝土拌合物有良好的工作性。 2.1.2高性能混凝土结构特点

高性能混凝土的水泥石微结构，按照中心质假说，属于次中心质的未水化水泥颗粒(H颗粒)、属于次介质的水泥凝胶(L粒子)和属于负中心质的毛细孔组成水泥石。从强度的角度看孔隙率一定时，H/L粒子比值越大，水泥石强度越高;但有个最佳值，超过后随其强度而下降。在一定范围内，H/L最佳值随孔隙率下降而提高。在水胶比很低的高性能混凝土中，水泥石的孔隙率很低，在一定的H/L粒子比值下，强度随孔隙率的减少而提高。因此，尽管水泥的水化程度很低，水泥石中保留了很大的H/L粒子比值，但与很低的孔隙率和良好的孔结构相配合，可获得高强度。

高性能混凝土的界面特点主要是由低水胶比和掺入外加剂与矿物细粉带来的。由于低水胶比提高了水泥石的强度和弹性模量，使水泥石和集料弹性模量的差距变小，因而使界面处水膜层厚度减少，晶体生长的自由空间减少;掺入的活性矿物细粉与Ca(OH)会增加C-S-H和AF生成数量，减少Ca(OH)2反应后，2含量，并且干扰水化物的结晶，因此水化物结晶颗粒尺寸变小，富集程度和取向程度下降，硬化后的界面孔隙率也下降。

2.2 高性能混凝土的技术特性

1、高强性

高强混凝土严格来说并不一定是高性能混凝土，但高强也是高性能混凝土的一个重要方面，HPC的骨料与水泥基材料界面有明显不同，薄弱的界面得到强化;且HPC所用的高效减水剂与水泥的分散力强、减水率更高，甚至进行减水剂二次添加，可以大幅度降低单位混凝土的用水量，当HPC水化程度提高后，凝胶数量增多，强度、密实性继续提高;HPC中还掺加了矿物细粉，可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善混凝土的界面结构，提高密实度，使HPC大幅度提高强度。

2、高工作性

坍落度是评价工作性的主要指标，高性能混凝土通过掺入高效减水剂等外加剂，使HPC具有良好的流变学性能，高流动性、易泵性和填充型，在振捣过程中，HPC粘性大、粗骨料的下沉速度慢，在相同的振捣时间内下沉距离短、稳定性和均匀性好，且基本上无泌水，水泥浆的粘性大，基本无离析现象发生。由此HPC在正常施工条件下能够保证混凝土结构的密实性和均匀性，对于某些结构的特殊部位(如梁柱接头等钢筋密集处)还可采用自流密实成型混凝土，从而保证该部位的密实性，这样就可以减轻施工劳动程度，节约施工能耗。

3、高耐久性

由于HPC中高效减水剂，其水胶比很低，使HPC单位体积用水量小、大幅减少混凝土内部空隙;再者HPC中掺加矿物质超细粉后，混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的降低，而且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的空结构，使其孔含量得到明显减少，这也能使得混凝土的早期抗裂性能得到很大的提高。这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱-集料反映、抗硫酸盐腐蚀，以及其它酸性和盐类侵蚀等性能都得到有效的提高。HPC的高耐久性能使得浇筑的结构安全，这样可以增加对恶劣环境的抵御能力，延长建筑物的使用寿命，减少维修费用及对环境带来的影响，具有显著的社会和经济效益。

4、其他

高性能混凝土除了以上特性之外，由于缓凝剂及膨胀剂等外加剂的掺入，还具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。HPC的高韧性要求其能较好抵抗地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力，高性能混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。高性能混凝土的体积稳定性表现在其优良的抗初期开裂性，低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。高性能混凝土长期的力学稳定性要求其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下能够保持其强度。

2.3 绿色混凝土

高性能混凝土是一种绿色混凝土，更多的掺加工业废料为主的细掺合料;更多的节约熟料水泥，降低能耗与环境污染;更大的发挥混凝土的高性能优势，减少水泥与混凝土的用量。可持续发展也是当今世界的主题，由此需要继续的研究，使得高性能混凝土更加绿色环保。

3 高性能混凝土的应用

高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，由于其具有综合的优异技术特性，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构，引起了国内外材料界与工程界的广泛重视和关注，耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建筑的目标。

3.1高性能混凝土在桥梁建设中的应用

HPC广泛用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，包括长大跨桥梁所用的拌合物。它们只要用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥。推广HPC在桥梁中的应用，延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命100年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺合材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀性等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能提前感知混凝土的过度疲劳。HPC在桥梁工程中应用的优点是：跨径更长;主梁间距更大;构件更薄;耐久性增强;力学性能加强。

3.2高性能混凝土在公路上的应用

HPC具有高施工性、高体积稳定性、高耐久性及足够的力学强度，为此它能相对长时间承受随冲刷、磨耗、冰冻、水的渗入、侵蚀等恶劣环境，HPC在公路应用中，其耐久性优点极为突出，一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉;另一方面需解决公路混凝土强度等级低，水泥用量少，从而形成了水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。

公路高性能混凝土应根据公路混凝土的特点，结合HPC的有点，综合考虑其各方面的性能要求来进行开发研究。现公路混凝土的技术途径：应以掺加复合高效外加剂。经处理的优质矿物掺合料来改善混凝土内部的孔结构、孔分布等提高混您图的力学、耐久性、耐磨性等一系列性能。

3.3高性能混凝土在建筑工程中的应用

高性能混凝土(>40MPa)首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构，因为这种建筑物三分之一的柱子，在用普通混凝土时断面很大。除节省材料费用外，与钢结构相比，加快施工速度也是采用混凝土结构的重要特点。

应用实例：HPC应用C80高强与高性能混凝土在沈阳方园大厦、大西电业园等多项高层建筑钢管混凝土柱中应用。88层金茂大厦的C40一次泵送到382.5m;明天广场矿渣微粉C80泵送混凝土;在上海教育电视台综合楼大体积基础混凝土，水泥用量只占胶凝材料总量的46%，配置的混凝土浆量饱满，混凝土工作性、黏聚性和抗离析性能都十分优异。

3.4高性能混凝土在高铁中的应用 高速铁路的核心技术是高速度，它对轨道结构提出高平顺性和高稳定性的要求，包括有砟轨道和无砟轨道，无砟轨道是高速铁路工程技术的发展方向。无砟轨道结构形式总体设计方案分为两类，即：预制板式无砟轨道和现浇混凝土式无砟轨道。目前我们建设了自己的无砟轨道技术体系，CRTS I型、CRTS II型、双块式等。

京沪高铁采用预应力混凝土箱梁C50高性能混凝土，以下是其主要技术要求。在原材料的选择和配合比的设计上都进行了严格的控制，并且施工过程中也严格管理。

结语

高性能混凝土由于其优良的性质，近年来倍受关注，这不仅是一种技术性能很好的混凝土，而且是一种绿色混凝土，是可持续发展的，但是目前对于HPC的研究还是很欠缺的，现场的施工技术、水泥的质量等都在一定程度上限制了HPC的广泛应用，并且养护上也还存在很大的问题。由此，我们需要进一步的研究高性能混凝土，并且掌握相关的技术，这样才可以利用好高性能混凝土。

【参考文献】

[1] 任准，周文军.高性能混凝土的特性及其发展应用概况[J].中国科技博览.2010(30):113-114.

[2] 闫浩舶，吕鹏.浅谈高性能混凝土在我国的发展应用[J].建筑与预算.2010(2):62-62.

[3] 于明秀.高性能混凝土在公路桥梁建设中的应用浅析[J].中小企业管理与科技.2010(31):168-168.

[4] 祁绩,杨文龙.高性能混凝土在建筑工程中的应用[J].黑龙江科技信息.2010(17):228-228.

[4] 朋改非.土木工程材料[M].天津：华中科技大学出版社建筑分社，2008.

第五篇：4.4 普通混凝土的主要性能

1. 物理性能

(1)密实度：表示在混凝土体积内，固体物质的填充程度，DV混凝土中不同程度的V0含有孔隙。孔隙原因有以下几种：

① 配置混凝土时多余的水分在水泥硬化后或残留于混凝土中，或蒸发，使得混凝土内部形成各种不同的尺寸的孔隙。

② 水泥水化后的体积比反应前体积小，混凝土中水泥石的收缩受骨料的约束，产生局部拉应力，会使骨料界面上以及水泥石内部形成微细裂缝。 ③ 水泥石的干缩也会形成微裂缝。

④ 泌水通道，水囊，在硬化后形成孔隙。

⑤ 施工中残留的气泡。普通混凝土的密实度一般在0.8～0.9之间。 (2)干湿变形

湿胀：由于吸水后使水泥凝胶体粒子吸附水膜增厚，胶体粒子之间的距离增大的结果。 干缩：一方面是由于毛细孔内水的蒸发使孔中负压增大，产生收缩力使毛细孔缩小，混凝土产生收缩。另一方面是由于毛细孔失水后，凝胶体颗粒的吸附水开始蒸发缩小了颗粒间的距离，甚至产生新的化学结合而收缩。混凝土干缩变形的大小用干缩率表示，它反映混凝土的相对干缩性。

影响干缩性的主要原因：

① 水泥品种及细度：火山灰水泥>矿渣水泥>普通水泥

② 水泥用量与水灰比：水泥用量越大，水灰比越大，其干缩值也越大。

③ 骨料的种类与数量：采用弹性模量较大的骨料并达到一定数量可减小混凝土的干缩。 ④ 养护条件：湿热养护处理，可减少混凝土干缩。

解决方法：对长度方向较大的结构，施工时应设置后浇带。一般，在两个月后混凝土的收缩可完成70%左右。 (3)温度变形

① 定义：混凝土热胀冷缩的变形。

② 表示方法：用温度膨胀系数表示。混凝土的膨胀系数约为1×10

5。

③ 解决方法：设置伸缩缝。 2. 力学性能：强度和变形性 (1)混凝土强度

① 抗压强度 a. 立方体抗压强

混凝土立方体抗压强度是指边长为150mm的立方体试件，在标准条件下(20±3)℃，相对湿度>90%或水中)养护至28d龄期，在一定条件下加压至破坏，以试件单位面积承受的压力作为混凝土的抗压强度。混凝土立方体抗压强度标准强度是具有95%保证率的立方体试件抗压强度，混凝土的强度等级分为C

15、C20、C

25、C30、C

35、C40、C

45、C50、C

55、C60、C6

5、C70、C7

5、C80十四个等级。

C7.5～C20用于垫层、基础、地面及受力不大的结构。

C20～C35用于梁、板、柱、楼梯、屋架等普通钢筋混凝土结构。 C35以上用于大跨度机构、预应力混凝土结构、吊车梁及特种结构。 b. 轴心抗压强度

轴心抗压强度指在结构设计中混凝土受压构件的计算采用混凝土的轴心抗压强度(棱柱强度)，混凝土轴心抗压强度试验用150mm×150mm×300mm的棱柱体为标准试件。混凝土的轴心抗压强度fcp与立方体抗压强度fcu之比约为0.7～0.8。 ② 抗拉强度

a. 混凝土是一种脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的1/10～1/20，在结构设计中抗拉强度是确定混凝土抗裂度的重要指标。 b. 采用劈裂抗拉试验法，间接的求出混凝土的抗拉强度，如图4.9所示。

fts2FF0.637

AA

fts—混凝土劈裂强度

F—破坏荷载

A—试件劈裂面面积

③ 影响混凝土强度的因素

主要因素

a. 水泥的强度。

b. 水灰比 ：在水泥强度及其他条件相同的情况下，混凝土的强度主要取决与水灰比。水灰比愈小，水泥石的强度及骨料的粘结强度愈大，混凝土的强度愈高。水灰比过小，拌合物干稠，不易保证混凝土的质量，如图4.10所示。

c. 骨料的种类、质量与数量

水泥强度与水灰比相同的条件下碎石混凝土强度高于卵石混凝土。

混凝土强度经验公式

f28afce(Cb) Wf28—混凝土28天龄期的抗压强度

fce—水泥是实际强度

C—灰水比 Wa、b—经验系数，与骨料种类等有关

水泥的实际强度即水泥经实际测定的强度值，当无法取得水泥实际强度时可用下式计算

fcecfce,k c—水泥的强度富余系数

fce,k—所选用强度等级的水泥的28天的抗压强度标准值

对碎石混凝土可取：a=0.46，b=0.07 对卵石混凝土可取：a=0.48，b=0.33 d. 施工条件(搅拌与振捣)

采用机械搅拌、振捣比人工搅拌、振捣的拌合物更均匀，获得更高强度。 e. 养护条件

温度升高，水化速度加快，混凝土强度发展也快;温度在冰点以下，停止水化，且结冰造成强度降低，如图4.11所示。湿度不足，混凝土表面失水干燥，使内部水分向表面迁移，造成混凝土结构疏松、干裂，不但降低了强度，而且会影响其耐久性。

自然养护：混凝土在自然条件下，温度随气温变化，湿度条件采用人工方法实现是养护方法称为自然养护。

在混凝土浇筑完毕后12h以内应对混凝土加以覆盖和浇水，对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于7d，对掺用缓凝型外加剂或有抗渗要求的混凝土不得少于14d。蒸汽养护和压蒸养护可加速强度的发展。 f. 龄期

即混凝土在正常养护条件下所经历的时间。最初7～14d内强度发展快，28d达到预定的强度。28d后，强度仍在发展

fnfalgnlga

fn、fa—分别为n、a天龄期混凝土的抗压强度，n、a均不小于3天。 d. 外加剂

如掺入减水剂可减少拌合用水量，提高其强度。

另外试验条件对混凝土强度测定值的影响：试件尺寸(越小，强度值越高)、 试件形状(棱柱体比立方体试件测得的强度值小)、 表面形状(受压面上有油脂类润滑物质时，测得的强度值较低，如图4.12所示)、 含水程度(含水较多的混凝土比含水较少的混凝土强度低) 、加荷速度(加荷速度较快时强度偏高) ④ 提高混凝土强度的措施 a. 采用高强度等级的水泥。

b. 采用水灰比较小、用水量较少的干硬性混凝土。

c. 采用质量合格、级配良好的碎石及合理的含砂率。

d. 采用机械搅拌、机械振捣;改进施工工艺。

e. 采用湿热养护处理可提高水泥石与骨料的粘结强度，从而提高混凝土的强度。 f. 掺减水剂或早强剂。 (2)混凝土的变形性

硬化后的混凝土属于弹塑性体，全部应变由弹性应变与塑性应变组成。 ① 弹塑性变形

工程上采用割线弹性模量作为混凝土的弹性模量。如图4.13所示。

根据规定，采用150mm*150mm*300mm的棱柱体作为标准试件，取测定点的应力为试件轴心抗压强度的40%，经三次以上反复加荷与卸载后，测得应力与应变的比值，即为该混凝土的弹性模量。

混凝土的弹性模量介于骨料与水泥石之间。

当混凝土的强度等级为C10~C60时，其弹性模量约为(1.75～3.60)*10Mpa。

② 徐变

定义：混凝土在长期荷载作用下，随时间而增长的变形。当卸载后，混凝土将产生徐变恢复，最后残留下来不能恢复的应变称为残余变形。 4 产生徐变的原因：一般认为是由于水泥石凝胶体在长期作用下的粘性流动或滑移，同时吸附在凝胶粒子上的吸附水因荷载应力而向毛细管渗出。

影响徐变的因素：环境湿度减小，由于混凝土失水使之增加;水灰比越大，混凝土强度越低，则混凝土徐变增大;水泥品种，采用强度发展快的水泥则混凝土徐变减小;增大骨料含量会使徐变减小;延迟加荷时间会使混凝土徐变减小。 3. 耐久性

(1)混凝土耐久性的概念

指混凝土在使用条件下抵抗周围环境各种因素长期作用的能力。包括抗冻、抗渗、耐腐蚀、抗碳化等方面的原因。

① 在使用环境中，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不降低强度的性能。 ② 示方法：抗冻等级。以28天龄期的混凝土标准试件，在饱水后承受反复冻融循环，抗以抗压强度损失不超过25%，且质量损失不超过5%时的最大循环次数来确定。抗冻等冻级有F10~F300等九个等级，抗冻等级等于或大于F50的混凝土称为抗冻混凝土。 性

③ 抗冻性主要取决于混凝土的构造特征和含水程度。

较密实、有闭口孔隙、高强水泥，掺入引气剂等可提高其抗冻性能。 ① 指混凝土抵抗压力水渗透的能力。它直接影响其抗冻性和抗侵蚀性。

② 表示方法：抗渗等级。以28天龄期的标准试件，按规定方法进行试验，所能承受抗的最大静水压力来确定。抗渗等级有P4~P12等五个等级。抗渗等级等于或大于P6的渗混凝土称为抗渗混凝土。

性 ③ 渗水的原因：内部孔隙形成连通渗水通道。

④ 采用较小的水灰比，良好的骨料级配及砂率，采用减水剂、引气剂，加强 养护及精心施工。 抗① 主要是对水泥石的侵蚀。

侵② 防止措施：提高密实度，改善孔隙结构，采用外部保护措施一隔离侵蚀介质不与混蚀凝土相接触。 性

① 指空气中的CO2在潮湿的条件下与水泥石中的Ca(OH)2发生作用，生成CaCO3和H2O的过程。 碳化 ② 影响：混凝土碱度降低，使钢筋易锈蚀;碳化收缩与干缩相伴发生，加大混凝土干缩;表面收缩产生微裂缝。

③ 提高措施中：选用普通水泥;采用较小的水泥用量及水灰比;加强养护、精心施工使混凝土结构密实;掺入外加剂，改善混凝土内部的孔隙结构。 碱集料反应 ① 混凝土中的碱金属离子或由外界环境掺入混凝土中的碱金属离子可与骨料中的活性矿物在一定的条件下发生化学反应，并生成体积膨胀的产物引起的混凝土破坏。 ② 碱骨料反应的三个条件：碱活性骨料;存在碱金属离子;水. ③ 防止反应的措施中：使用非活性骨料;控制混凝土中的碱含量;掺入粉煤灰等活性混合料。

(2)提高混凝土耐久性的措施 ① 选择适当的原材料。

a. 合理选择水泥品种，使其适应于混凝土的使用环境。

b. 选用质量好的，技术条件合格的砂石骨料也是保证混凝土耐久性的重要条件。 ② 提高混凝土的密实度是提高混凝土耐久性的关键。 a. 控制水灰比，保证水泥用量。

b. 选取较好级配的粗骨料及合理砂率。 c. 掺入减水剂，减少拌合用水量。

d. 均匀搅拌、合理浇筑、振捣密实、加强养护。

③ 改善混凝土内部的孔隙结构：掺入引气剂可改善内部结构。