高强高机能混凝土

发布于：2011-08-20 11:40:20 来自：建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

高强高机能混凝土

　　根据《高强混凝土结构技术规程》（CECS104：99），将强度等级大于即是C50的混凝土称为高强混凝土；将具有良好的施工和易性和优异耐久性，且平均密实的混凝土称为高机能混凝土；同时具有上述各机能的混凝土称为高强高机能混凝土；而《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55－2000）中则将强度等级大于即是C60的混凝土称为高强混凝土；《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）则未明确区分普通混凝土或高强混凝土，只划定了钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，混凝土强度范围从C15～C80。综合海内外对高强混凝土的研究和应用实践，以及现代混凝土技术的发展，将大于即是C60的混凝土称为高强度混凝土是比较公道的。

　　获得高强高机能混凝土的最有效途径主要有掺高机能混凝土外加剂和活性掺合料，并同时采用高强度等级的水泥和优质骨料。对于具有特殊要求的混凝土，还可掺用纤维材料进步抗拉、抗弯机能和冲击韧性；也可掺用聚合物等进步密实度和耐磨性。常用的外加剂有高效减水剂、高效泵送剂、高机能引气剂、防水剂和其它特种外加剂。常用的活性混合材料有Ⅰ级粉煤灰或超细磨粉煤灰、磨细矿粉、沸石粉、偏高岭土、硅粉等，有时也可掺适量超细磨石灰石粉或石英粉。常用的纤维材料有钢纤维、聚酯纤维和玻璃纤维等。

　　一、高强高机能混凝土的原材料

　　（一）水泥

　　水泥的品种通常选用硅酸盐水泥和普通水泥，也可采用矿渣水泥等。强度等级选择一般为：C50～C80混凝土宜用强度等级42.5；C80以上选用更高强度的水泥。1m3混凝土中的水泥用量要控制在500kg以内，且尽可能降低水泥用量。水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kg/m3。

　　（二）掺合料

　　1．硅粉：它是出产硅铁时产生的烟灰，故也称硅灰，是高强混凝土配制中应用最早、技术最成熟、应用较多的一种掺合料。硅粉中活性SiO2含量达90%以上，比表面积达15000m2/kg以上，火山灰活性高，且能填充水泥的旷地空闲，从而极大地进步混凝土密实度和强度。硅灰的相宜掺量为水泥用量的5%～10%。

　　研究结果表明，硅粉对进步混凝土强度十分明显，当外掺6～8%的硅灰时，混凝土强度一般可进步20%以上，同时可进步混凝土的抗渗、抗冻、耐磨、耐碱－骨料反应等耐久机能。但硅灰对混凝土也带来不利影响，如增大混凝土的收缩值、降低混凝土的抗裂性、减小混凝土活动性、加速混凝土的坍落度损失等。

　　2．磨细矿渣：通常将矿渣磨细到比表面积350m2/kg以上，从而具有优异的早期强度和耐久性。掺量一般控制在20%～50%之间。矿粉的细度越大，其活性越高，增强作用越明显，但粉磨本钱也大大增加。与硅粉比拟，增强作用略逊，但其它机能优于硅粉。

　　3．优质粉煤灰：一般选用I级灰，利用其内含的玻璃微珠润滑作用，降低水灰比，以及细粉末填充效应和火山灰活性效应，进步混凝土强度和改善综合机能。掺量一般控制在20%～30%之间。I级粉煤灰的作用效果与矿粉相似，且抗裂性优于矿粉。

　　4．沸石粉：自然沸石含大量活性SiO2和微孔，磨细后作为混凝土掺合料能起到微粉和火山灰活性功能，比表面积500m2/kg以上，能有效改善混凝土粘聚性和保水性，并增强了内养护，从而进步混凝土后期强度和耐久性，掺量一般为5%～15%。

　　5．偏高岭土：偏高岭土是由高岭土（）在700～800℃前提下脱水制得的白色粉末，均匀粒径1～2μm，SiO2和Al2O3含量90%以上，特别是Al2O3较高。在混凝土中的作用机理与硅粉及其他火山灰相似，除了微粉的填充效应和对硅酸盐水泥的加速水化作用外，主要是活性SiO2和Al2O3与Ca（OH）2作用天生CSH凝胶和水化铝酸钙（C4AH13、C3AH6）水化硫铝酸钙（C2A H8）。因为其极高的火山灰活性，故有超级火山灰（Super-Pozzolan）之称。

　　研究结果表明，掺入偏高岭土能明显进步混凝土的早期强度和长期抗压强度、抗弯强度及劈裂抗拉强度。因为高活性偏高岭土对钾、钠和氯离子的强吸附作用和对水化产物的改善作用，能有效按捺混凝土的碱－骨料反应和进步抗硫酸盐侵蚀能力。J.Bai的研究结果表明，跟着偏高岭土掺量的进步，混凝土的坍落度将有所下降，因此需要适当增加用水量或高效减水剂的用量。A.Dubey的研究结果表明，混凝土中掺入高活性偏高岭土能有效改善混凝土的冲击韧性和耐久性。翻译公司推荐

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