高性能混凝土是指各方面性能都很优秀的混凝土。具体来说,高性能混凝土应具有高的耐久性、强度满足设计要求、好的体积稳定性(干缩、徐变、温度变形都要小,弹性模量大)、良好的工作性(流动性满足施工要求,黏聚性和保水性要好)。人们通常关注的是高性能混凝土的工作性和耐久性。
1.高性能混凝土的实现途径
(1)使用优质的原材料。
1)水泥:水泥可采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。为了提高混凝土的性能和强度,现在人们正在研制和应用球状水泥、调粒水泥和活化水泥等水泥。
2)集料:应选用洁净、致密、强度高、表面粗糙、针片状颗粒少、级配优良的集料,同时,控制粗集料的最大粒径。
3)掺合料:配制高性能混凝土必须掺入细的或超细的优质活性掺合料,如硅灰、磨细矿渣、优质粉煤灰和沸石粉等。加入混凝土中的优质掺合料能改善混凝土的孔结构,改善集料与水泥石的界面结构,提高界面的黏结强度。
4)高效减水剂:配制高性能混凝土必须加入高效减水剂。由于高性能混凝土的水胶比(水的质量与胶凝材料总质量之比)都很小,为保证混凝土有一定的流动性,必须使用高效减水剂,应选用减水效率高、坍落度经时损失小的减水剂,同时,应通过试验确定减水剂的合理用量。
(2)优化混凝土的配合比。
1)严格控制水胶比,水胶比应小于0.4,目前最低的已达到0.22~0.25。
2)控制单位用水量的数量和胶凝材料的总量。单位用水量一般小于160kg,胶凝材料的总量一般不大于500kg/m3,掺合料等量取代水泥量可达30%~40%。(www.daowen.com)
3)砂率:应采用合理砂率,通常高性能混凝土的砂率为34%~44%。
4)粗集料的体积含量为0.4左右,最大粒径为10~25mm。
(3)采用良好的施工工艺。搅拌要均匀、振捣要密实、养护要充分等。
2.高性能混凝土的特性
(1)自密实性:高性能混凝土掺入高效减水剂,流动性好,同时配合比得到优化,拌合物黏聚性好,抗离析能力强,从而拌合物具有较好的自密实性。
(2)体积稳定性:高性能混凝土弹性模量大,收缩和徐变小,温度变形小。
(3)水化热:由于高性能混凝土中掺合料的用量较多,水泥用量相对较少,因而其水化热较低,放热速度也较慢。
(4)耐久性:高性能混凝土的抗冻性、抗渗性、抗化学腐蚀性和抗氯离子渗透性能明显好于普通混凝土。另外,由于高性能混凝土中加入的活性掺合料能抑制碱-集料反应,其抵抗碱-集料反应的能力明显强于普通混凝土。
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