高性能混凝土配合比设计浅析

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近几年来，随着工程发展的需要，在高层，大跨度，大荷载等方面，混凝土发展呈现出由高强混凝土（HSC）向高性能混凝土（HPC）发展的趋势。这是因为高强混凝土本身的缺点不符合和不能满足工程的需要，其主要缺点是：（1）脆性，易于开裂和突然破坏；（2）由于水灰比小带来的工作性（流动性，可泵性，均匀性等）差；（3）单位水泥用量大带来的稳定性和经济问题；（4）由于体积稳定性差（收缩，膨胀）带来的耐久性问题。而高性能混凝土则克服了以上缺点，具有易于浇注，捣实而不离析，高超的，能长期保持的力学性能，高早期强度，高韧性，体积稳定，在严寒环境中使用寿命长等优点。具备所有这些特征的高性能混凝土，即使在不良的结构细节和施工条件下，也能增强混凝土结构的可靠性。高性能混凝土与高强混凝土相比，从单一重视强度到工作性，耐久性与强度并重，还可根据工程要求，突出一二种性能，而这靠传统的组分，普通的拌和，浇注与养护方法是不可能配制出的。
综上所述，高性能混凝土，就是具有高要求的性质和匀质性的混凝土。可从下述三个阶段来定义高性能混凝土：1，混凝土新拌阶段：不需要任何振捣就能充满模板的各个角落，这是高性能混凝土最重要的一个特性；2硬化早期阶段：很少有原始缺陷。如由于水化热，硬化和干缩形成的裂缝，而这些裂缝不仅破坏混凝土结构的表面，还是诱发混凝土结构钢筋锈蚀的直接原因。3混凝土硬化阶段：具有足够的强度和充分阻止像氧，氯离子和水之类的潜在变质因素移动的功能。根据次定义，HPC在新拌，硬化早期和后期三个阶段的性能要求如图1所示。
高性能混凝土的配合比设计是一个重要而复杂的问题，目前还没有成套的规则和方法，传统的混凝土配合比设计方法又不能满足高性能混凝土的所有要求，通常需要进行多次试验以优化配合比。本文将从原材料选择，配合比设计参数选择及步骤和注意事项等几个方面来探讨。
一：原材料选择
高性能混凝土组成材料包括水泥，粗细骨料，多种矿物掺和料，水和超塑化剂。其组成和配比要比普通混凝土复杂，要求也高得多。
1水泥：配制高性能混凝土可以使用普通硅酸盐水泥，早强硅酸盐水泥，中热水泥等，其水泥等级为42。5级或更高。水泥矿物组成中，C3A含量不应超过8%，比表面积不宜太高，通常比表面积3200cm3/g左右。试验结果证明：C3A含量超过8%，水泥的流动度损失明显，而含碱量及硫酸盐含量高的水泥更严重。
为了适应高性能混凝土的发展，最理想的办法是生产一种低水灰比。高流动性，高等级的水泥，或者生产一种调节细度和颗粒组成的水泥，与普通水泥配合使用，这样便能保证在水灰比0。20时，砂浆流动度在200mm以上。但一般市售水泥很难满足这种要求。

rainer

好！