高性能混凝土(修)

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1高性能混凝土指标有关规定
《海港工程高性能混凝土质量控制标准》（JTS257-2-2012）规定，海水环境
钢筋混凝土的电通量最高限值为1000C，对掺加粉煤灰或粒化高炉矿渣粉的混凝
土，应按标准养护56天龄期的试验结果评定，对于设计使用年限超过50年的工
程，宜测定高性能混凝土的扩散系数。《海港工程结构防腐蚀技术规范》
（JTJ275-2000）规定，对于掺加粉煤灰或粒化高炉矿渣粉的混凝土，电通量可
按90天龄期试验结果评定。但这两本规范均未对混凝土吸水率和渗水深度作出
具体规定(一般电通量指标为1000C，可满足要求)。
此外，《海港工程高性能混凝土质量控制标准》（JTS257-2-2012）对海工高
性能混凝土的用水量、胶凝材料用量、水胶比等做出规定，最低胶凝材料用量浪
溅区不宜小于400kg/m3，其它区域不宜小于380kg/m3，且胶凝材料最高用量均
不宜超过500kg/m3；用水量宜控制在130 kg/m3～180 kg/m3；水胶比最大允许值
浪溅区应为0.35，其它应为0.40；对于Ⅰ或Ⅱ型硅酸盐水泥粒化高炉矿渣粉掺量
为50%～80%。

2国内重大工程高性能混凝土技术指标
洋山深水港设计使用年限为50年，而东海大桥设计使用年限为100年，28
天的电通量均要求不大于1000C，并提出了90天氯离子扩散系数要求。杭州湾
大桥和青岛海湾大桥的设计使用年限均为100年，对混凝土氯离子扩散系数提出
要求。具体性能指标：
（1）洋山深水港工程：
胶凝材料 ≥400kg/m3
水胶比 ≤0.35
坍落度 ≥120mm
强度等级 ≥C45
新拌混凝土氯离子含量 ≤0.10%
抗氯离子渗透性（28天） ≤1000库仑
氯离子扩散系数（90天） ≤1.5×10-12m2/s
（2）东海大桥工程：
混凝土设计强度等级 C40
氯离子电渗透试验（28d） ≤1000库仑
氯离子扩散系数（90d） ≤1.5×10-12m2/s
新拌混凝土氯离子含量 ≤0.10%
（3）杭州湾大桥工程
混凝土设计强度等级 C35
氯离子扩散系数（7W） ≤2.5×10-12m2/s
新拌混凝土氯离子含量 ≤0.10%
（4）青岛海湾大桥
混凝土设计强度等级 C45
氯离子扩散系数（7W） ≤1.5×10-12m2/s
新拌混凝土氯离子含量 ≤0.10%
抗冻性 F300

3本工程耐久性指标及验算
3.1本工程耐久性指标
而本工程采用矿渣水泥配制海工高性能混凝土，且设计使用年限为20年，
根据国内有关标准和重大工程高性能混凝土技术要求，可按56天龄期电通量进
行试耐久性评定，电通量不大于1000C。
3.2设计使用寿命验算
（1）海工混凝土使用寿命的定义
混凝土中的钢筋的腐蚀发展过程可分为诱导期、扩展期和加速腐蚀期，如图
1所示。各阶段分别说明如下：

时间
损
坏
程
度

图1 海工混凝土腐蚀破坏过程示意图
诱导期
t

——混凝土中钢筋表面处氯离子浓度较低，在强碱性环境中钢筋表
面有一层钝化膜，钢筋处于钝化状态。随着时间的推移，周围环境中的氯离子逐
渐进入混凝土中，钢筋表面氯离子浓度也渐渐变高，当氯离子浓度达到一定浓度
时钢筋表面的钝化膜被破坏，钢筋处于活化状态，此氯离子浓度即所谓“氯离子
浓度临界值”。这一阶段就是诱导期。
扩展期
t

——活化状态的钢筋在水和氧的作用下被氧化、锈蚀，直至混凝土

开裂，此阶段称为扩展期。
加速腐蚀期
t

——混凝土开裂后，进入加速破坏期，通水、通氧条件更好了，

环境中的氯离子也更易于进入，钢筋的锈蚀速度大大提高，构件破坏加剧，最终
因钢筋截面缩小、混凝土蹦落而失效，结构报废。
海港工程一般将(t1+ t2)的时间定义为安全使用寿命。即通常所说的“不维修
使用年限”是诱导期（t1）、扩展期（t2）之和。
（2）诱导期的计算原理
对于钢筋混凝土结构诱导期的计算，国际上通用的方法是采用费克第二定律
（Fick’s 2nd Law），其表达式为：
)4()(),(TDxerfCCCtxCtiss
（1）

式中：C(x,t) —— 在时间t深度x处的氯离子浓度；
Cs —— 暴露表面上的边界氯离子浓度；
Ci —— 混凝土中原始氯离子浓度；
x —— 暴露面以内的深度；
D —— 氯离子有效扩散系数；
t —— 混凝土暴露于海洋环境的时间，即使用寿命；
erf(z) —— 误差函数。
根据美国Life-365，考虑温度影响的混凝土扩散系数可按下式计算：














TTRUDDrefreft11exp
（2）

式中：tD—在时间t和温度T时的扩散系数；
refD—在某一参考时间reft和温度ref
T
时的扩散系数；
U
—扩散系数过程的激发能量（35000J/mol）；
R
—空气常数，取8.314J/K/mol；
ref
T
—参考温度（K），取273K；

T
—环境温度（K）。
按照美国Life-365有关文献资料，混凝土扩散系数是不断衰减的，经暴露
试验和回归分析，衰减的扩散系数与初始扩散系数之间关系可按下式计算：
m
ref
erefe

t
t

t
DD
（3）

式中：etD —混凝土暴露试件在暴露试件t时测定的扩散系数
e
ref
D
—混凝土暴露试件在某一参考试件点reft上的参照扩散系数

m
—为衰减系数
美国Life-365寿命预测软件衰减系数m推荐值可按表1取值。
表1美国Life-365寿命预测软件衰减系数m的推荐值
混凝土种类 m值备注
普通混凝土
20.0m

掺粉煤灰F（矿渣粉K）或两者混掺混凝土 70504.020.0KFm F为粉煤灰产量的百分比值，如掺40%粉煤灰，则F=40。粉煤灰最大
掺量为50%，矿粉最大产量为70%。
如超过此值，则取最大值。

掺加硅灰混凝土 20.0m 认为掺加硅灰混凝土在早期（28点或902天）时扩散系数已经衰减，
后期与普通混凝土一致。

（3）计算结果
按照56天混凝土电通量小于1000C，混凝土扩散系数可取4.5×10-12m2/s，
混凝土原始氯离子浓度Ci取0.1%，海水表面氯离子浓度Cs 取1.0%，临界氯离
子浓度取0.05%，钢筋保护层厚度为70mm，矿渣掺量区70%，考虑混凝土扩散系
数衰减，环境温度取28℃，采用计算软件，可按费克第二定律计算出氯离子扩
散诱导期，诱导期为28年，计算如图2所示。此外，高性能混凝土氯离子渗透
电量仅为普通混凝土的十分之一，混凝土保护层为70mm时，估计其中钢筋的锈
蚀扩展期为20年。因此，推算高性能混凝土设计使用年限为48年，远大于20
年的设计要求。
图2 混凝土诱导期计算结果
4提高混凝土性能的主要途径
现有混凝土强度等级为C40和C50，目前混凝土主要配制参数为：168
kg/m3～180 kg/m3；胶凝材料用量425 kg/m3～180 kg/m3；矿渣掺量为40%和70%
为应采取技术措施，满足混凝土抗压强度和耐久性的要求：
（1）抗压强度
从混凝土试验来看，4天强度达到46%抗压强度等级46%，不能满足要求，
现在配制混凝土用水量168 kg/m3～180 kg/m3，用水量偏大，为提高早期强度，
主要途径：
1）采用高效减水剂，降低用水量，用水量宜控制在1600kg/m3以下；
2）改善石子的级配，石子最大粒径增大到25mm，也可降低用水量；
3）国内矿渣水泥粒化高炉矿渣粉在20%～50%（A型）或50%～70%（B型），
现在水泥矿渣水泥掺量为70%或40%，40%掺量可能偏低，70掺量也可能偏高，
适当控制矿渣水泥掺量，保证混凝土早期强度和耐久性。
4）在满足坍落度损失的条件下，适当降低缓凝剂的用量。
（2）电通量
混凝土试验结果表明，28天电通量为1800C～2000C，参照现有国内有关规
范标准，为满足工程设计使用寿命20年的要求，混凝土电通量指标确定为56
天的电通量不大于1000C。为满足混凝土电通量的要求，主要技术途径：
1）控制混凝土水胶比，水胶比宜控制在0.35左右；
2）控制矿渣粉掺量；
3）以56天龄期为评定混凝土电通量。

高性能混凝土技术特点总结

但为了尽量降低混凝土的内部升温和减小收缩，又应当尽量降低水泥的用量，，同时为使混凝土有足够的弹膜量和体积的稳定眭，对胶凝材料总用量也要加以限制，因此用于高性能混凝土的水泥的流动性能能混凝土为一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝士陛能比强度更重要。Ｊ能混凝土所用水泥最好是强度高且同时具有良好商生的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土，它以耐久性作为设计的的流动胜能，目前使用的高效减水剂有良好的相容陛。我国一般并与主要指标，针对不同用途要求，对下列性能有重点的予以保证；耐久采用４．号硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。２粗骨料：２５）粗骨料应该选性、工作ｌ适用性、、稳定性以及经济合理性。为此，生、强度体移高性能用级配合理、良好、粒形质地均匀坚固、线涨系数小的洁净碎石，也可
一
年以上，是商性能混凝土应用的主要目的。４商性能混凝土具有较高）的体积稳定Ｊ即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，生，硬化后期具有较小的收缩变形。概括起来说，Ｊ能混凝土就是能更好地满足商生

结构功能要求和施工工艺要求的｝凝土，昆能最大限度地延长混凝土结有韧性和体积稳定性等ｌ能的耐久的｝凝土。生昆大多数承认单纯高强不构的使用年限，降低工程造价。定耐久，而提出商洼能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调３高性能混凝土的配置高强后的弊端，９８１９年美国ＡＩＣ又发表了一个定义为：商Ｉ能混凝 “ 生高性能混凝土与普通混凝土使用基本相同的原材料（如水泥、土是符合特殊性能组合和匀质陛要求的混凝土，如果采用传统的原材砂、，石）同时必须使用外加剂和矿物细掺料。但由于商Ｊ能的要求和生料组分和一般的拌和、浇筑与养护，未必总能大量地生产出这种混凝配置特点，原材料对普通混凝土影响不明显的因素，对商Ｉ能混凝土生土。” Ｃ对该定义所作的解释是：当混凝土的某些特陛是为某一特ＡＩ “ 定的用途和环境而制定时，就是商陛能混凝土。例如下面所举的这这 ” 些特寸某一用途来说可能是非常关键的：易于浇筑，振捣时不离析，早强，长期的力学性能，抗渗眭，密实性，水化热，，韧性体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。我国著名的混凝土科学家吴中伟教授定义商陛就可能影响显著，胜能混凝土对材料的要求如下：）商１水泥：高性能混凝土所用的水灰比很低，要满足施工工作胜的要求，水泥用量就要大，

高性能混凝土的施工技术指导

高性能混凝土的施工技术指导高性能混凝土（High Performance Concrete，简称 HPC）是一种具有优异性能的新型混凝土，其在强度、耐久性、工作性等方面均表现出色。

随着建筑工程对混凝土性能要求的不断提高，高性能混凝土的应用越来越广泛。

为了确保高性能混凝土在施工过程中能够充分发挥其优势，实现预期的工程质量，以下将为您提供一份详细的施工技术指导。

一、原材料的选择与控制1、水泥优先选用质量稳定、强度等级不低于 425 级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。

水泥的各项性能指标应符合国家标准，且其碱含量、氯离子含量等应严格控制在规定范围内，以避免对混凝土性能产生不利影响。

2、骨料（1）粗骨料：应选用质地坚硬、级配良好、粒形规则的碎石，其最大粒径不宜超过 25mm。

同时，要控制粗骨料的含泥量、泥块含量、针片状颗粒含量等指标。

（2）细骨料：宜选用中砂，细度模数宜在 26 30 之间。

细骨料的含泥量、泥块含量等也应符合相关标准。

3、矿物掺合料常见的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。

这些掺合料可以改善混凝土的工作性、提高耐久性和降低水化热。

在选用时，应根据工程要求和混凝土性能特点，合理确定掺合料的品种和掺量。

4、外加剂高性能混凝土通常需要使用高性能外加剂，如高效减水剂、缓凝剂、引气剂等。

外加剂的品种和掺量应通过试验确定，以确保其与水泥、矿物掺合料等原材料的相容性良好，并能满足混凝土的工作性和性能要求。

5、水应使用符合国家标准的饮用水。

若使用其他水源，需经过检验合格后方可使用。

二、配合比设计高性能混凝土的配合比设计是保证其性能的关键环节。

设计时应遵循以下原则：1、满足工程设计要求的强度等级和耐久性指标。

2、具有良好的工作性，包括流动性、粘聚性和保水性。

3、尽量降低水泥用量，以减少水化热和收缩。

配合比设计通常需要经过多次试验和调整，以确定最优的配合比。

在试验过程中，要重点关注混凝土的坍落度、扩展度、抗压强度、抗渗性、抗冻性等性能指标。

高性能混凝土研究毕业论文

摘要自我国改革开放以来，国家迅速的发展，一步步的走向现代化，与此同时我国的建设规模也在不断的壮大，那么如何保证建筑工程质量以及使工程能长久的安全使用下去，必将是各级政府和社会各界广泛关注的焦点。

大量的土木工程建设当中，混凝土的应用面是非常之广，使用次数很多。

特别是近几年来，一种新兴的混凝土技术出现并运用到很多工程顼目中而且迅速的发展着，那就是高性能混凝土。

高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC) 具用许多优点，如具有高高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等，正因为这些优良的特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，有许多的重要工程开始采用HPC，尤其是在海港建筑、高层建筑、桥梁等工程。

本文主要围绕高性能混凝土的发展历史背景和目前国内外的研究现状展开研究的，文章主要介绍了什么是HPC、HPC所具有的特性，枚举了一些有关HPC 在国内外研究领域应用中的主要成就，并展望了HPC的未来发展趋势。

近几年来，我国建筑逐渐向大型化、高层化、现代化迅速迈进，以此来看，新世纪的重要建筑工程材料必将是HPC。

关键词高性能混凝土；定义；特性；发展趋势AbstractSince China's reform and opening up, the rapid development of the country , a step toward modernization , while the size of the building is constantly growing, so how to ensure the quality of construction so that the project can be a long and safe use of it, is bound to each levels of government and community-wide focus. Among a large number of civil engineering construction , concrete application surface is very wide, use many times . Especially in recent years , an emerging concrete technologies emerge and applied to many engineering Xu heads and rapidly developing , and that is high performance concrete .High Performance Concrete (High Performance Concrete, HPC) with with many advantages, such as having a high durability , high resistance, high strength and high dimensional stability , etc. , because these excellent features , is considered the world's currently most performance comprehensive concrete, there are many important projects began to use HPC, dragon which is in the harbor building , high-rise buildings, bridges and other projects.This paper mainly focus on the historical background of the development of high performance concrete research status at home and abroad and the commencement of the study , the article describes what is HPC, HPC has the characteristics enumerated some of the HPC research at home and abroad of the main areas of application achievements and prospects for the future development trend of HPC . In recent years, China's building gradually to large-scale , high-rise , modern fast forward, this point of view, an important construction materials in the new century will be an HPC.Key words:Characteristics; development trend of high-performance concrete; define目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)第二章 HPC的产生原因和发展现状 (6)2.1产生原因 (6)2.2 发展现状及发展趋势 (7)第三章 HPC的性能特点和应用研究 (8)3.1 HPC的定义 (8)3.2 HPC的特性 (9)3.3 HPC应用和发展中所遇到的问题 (10)第四章 HPC的质量与施工控制 (11)4.1 HPC原材料及其选材 (11)4.2 HPC的施工控制 (12)第五章 HPC的特性 (14)5.1 高工作性能 (14)5.2 高耐久性能 (15)5.3 其他性能 (15)第六章绿色HPC (16)6.1 开发绿色HPC 的必要性 (16)6.2 有关绿色HPC的可性行 (17)6.3 关于绿色HPC的发展 (17)第七章 HPC的发展 (19)第八章结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)第一章绪论自从1824年波特兰水泥的出现，混凝土材料到现在已有100多年的历史了，经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程，由普通混凝土向高性能混凝土发展。