淺析高性能混凝土的構(gòu)成及發(fā)展趨勢(shì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　畢 業(yè) 論 文 </b></p><p>　　題 目 淺析高性能混凝土的構(gòu)成及發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　英文題目 The Structure and Trend of Development </p><p>　　Of the Concrete of High Capabilit

2、y </p><p>　　院 系 繼續(xù)教育學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 土木工程學(xué)、專升本 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　年 級(jí) <

3、;/p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　二零一一年十月</b></p><p><b>　　畢業(yè)論文選題報(bào)告</b></p><p><b>　　學(xué)院：繼續(xù)教育學(xué)院</b></p>

4、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了國(guó)內(nèi)外高性能混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)文獻(xiàn)資料法、地考察法和對(duì)比分析法對(duì)高性混凝土的高施工性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性以及構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)分析，并與普通混凝土相比較，對(duì)高性能混凝土的發(fā)展前景進(jìn)行了分析，并提出了可行性建議。</p><p>　　關(guān)鍵詞：高效能混凝土；水泥；坍落度；膨脹劑</p

5、><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　By way of documents ,field investigation and contrast analysis,this paper makes an analysis of the capability and structure of the concrete of high capab

6、ility ,and the tred of development of the concrete of high capability and shows viable suggestions on it through the comparison of common concrete and concrete of high capability.</p><p>　　Key words：concrete

7、 of high capability ;cement;landslide degree;espander.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　選題報(bào)告………………………………………………………………………………1</p><p>　　摘 要…………………………………………………………………………………1<

8、;/p><p>　　Abstract………………………………………………………………………………2</p><p>　　目 錄…………………………………………………………………………………1</p><p>　　引 言…………………………………………………………………………………2</p><p>　　一、高性能混凝土的性能………………………

9、……………………………………3</p><p>　　二、 高性能混凝土的構(gòu)成……………………………………………………………4</p><p>　?。ㄒ唬?水泥 ……………………………………………………………………4</p><p>　　（二）粉煤灰 ……………………………………………………………………4</p><p>　?。ㄈ?集料 ……

10、………………………………………………………………5</p><p>　?。ㄋ模?高效減水劑 ……………………………………………………………6</p><p>　?。ㄎ澹┡蛎泟?</p><p>　　三、高性能混凝土的發(fā)展趨勢(shì)………………………………………………………7</p><p>　　結(jié)

11、束語(yǔ)…………………………………………………………………………………8</p><p>　　參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………….9</p><p>　　謝 辭 ………………………………………………………………………………10</p><p>　　鄭重聲明 ……………………………………………………………………………11</p&g

12、t;<p>　　淺析高性能混凝土的構(gòu)成及發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　湖口縣建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站 喻義喜</p><p>　　摘要：本文介紹了國(guó)內(nèi)外高性能混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)文獻(xiàn)資料法、地考察法和對(duì)比分析法對(duì)高性混凝土的高施工性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性以及構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)分析，并與普通混凝土相比較，對(duì)高性能混凝土的發(fā)展前景進(jìn)行了分析，并提出了可行性建議。</p>

13、;<p>　　關(guān)鍵詞：高效能混凝土 水泥 坍落度 膨脹劑</p><p>　　普通混凝土是當(dāng)代用量最多的人造材料，因其原材料易得、成本低、操作簡(jiǎn)便、耐久性較好得到了普遍應(yīng)用。但是，普通混凝土并不總是耐久的，在正常使用條件下，其使用期限約為50年，而在嚴(yán)酷條件下經(jīng)20年或更短的時(shí)間就遭到本質(zhì)的破壞，需補(bǔ)強(qiáng)、修理甚至重建。據(jù)資料表明：在一般環(huán)境下有40%工業(yè)民用建筑結(jié)構(gòu)的混凝土已碳化到鋼筋表

14、面，而在潮濕的環(huán)境下，有90%構(gòu)件的鋼筋已不同程度的銹蝕。而另一方面，許多巨型工程，施工期長(zhǎng)、投資巨大，需要大大延長(zhǎng)工程使用壽命。正當(dāng)全球?yàn)榇罅炕炷凉こ棠途眯运_之際，現(xiàn)代高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱HPC）技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。</p><p>　　一、高性能混凝土的性能</p><p>　　高性能混凝土（HPC）是具備高施工性、高耐久性、高體積穩(wěn)定性（硬化過(guò)程不開(kāi)裂，收縮徐變?。⑤^高強(qiáng)度（（C

15、30JI等級(jí)以上），并保持強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng)，最終獲得高耐久性能（耐久性能提高到200年以上）。耐久性不僅是對(duì)混凝土的一種需要。它也節(jié)約天然資源（礦石、砂石），減少建筑垃圾產(chǎn)生，保護(hù)自然環(huán)境的需要，大量使用粉煤灰等礦物摻和料，也不僅改善了混凝土的性能，而且處理了利用工業(yè)廢料，形成良好的生產(chǎn)循環(huán)。合理降低水泥用量既能提高混凝土的質(zhì)量 ，又能減少生產(chǎn)水泥所帶來(lái)的能耗與二氧化碳排放量。通俗的講，我們所謂的高性能混凝土是指混凝土具有高強(qiáng)度、高耐久性、

16、高施工性等多方面的優(yōu)越性能，因此高性能混凝土不一定是強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)，也就是說(shuō)高性能混凝土除了包含以前的概念外，還包括另一個(gè)方面，就普通混凝土的高性能化。在我國(guó)我們通常把C15-C50等級(jí)的混凝土稱為普通混凝土，C60-C90等級(jí)的混凝土稱為高強(qiáng)混凝土，C100及C100以上稱為超高強(qiáng)混凝土。另外，推廣應(yīng)用高性能混凝土是提高許多基礎(chǔ)設(shè)施耐久性最為省略和投資最少的辦法。HPC在20世紀(jì)的出現(xiàn)，是人們更大規(guī)模改善和保護(hù)環(huán)境的需求，這種混凝土可為基礎(chǔ)

17、設(shè)施工程提供2</p><p>　　二、高性能混凝土的構(gòu)成</p><p><b>　?。ㄒ唬┧?lt;/b></p><p>　　原則上說(shuō)，配制高性能混凝土應(yīng)盡量采用C3A含量低、強(qiáng)度等級(jí)高度的水泥。但考慮生產(chǎn)成本等因素不同強(qiáng)度和性能要求的高性能混凝土可選用不同標(biāo)號(hào)及不同品種的水泥。另外，水泥強(qiáng)度等級(jí)的選擇還采用的減水劑的種類、品質(zhì)及施工工藝有一

18、定關(guān)系。據(jù)有關(guān)資料，為了進(jìn)一步提高高性能混凝土的強(qiáng)度等級(jí)性能，國(guó)內(nèi)外正在開(kāi)發(fā)研究一些新型的水泥，例如調(diào)粒水泥、球狀水泥、活化水泥等。通過(guò)調(diào)節(jié)水泥顆粒的尺寸分布和形狀或通過(guò)物理、化學(xué)方法提高水泥的水化活性，使水泥水化后的水泥結(jié)構(gòu)更有利于強(qiáng)度的步展，從而提高水泥的強(qiáng)度。</p><p>　　和配置普通混凝土一樣，水泥用量不僅影響新拌混凝土的和易性，而且影響混凝土強(qiáng)度、耐久性及收縮變形等一系列性能。水泥用理低，混凝土的

19、強(qiáng)度降低，但水泥用量過(guò)高，又會(huì)再現(xiàn)水化熱釋放過(guò)高并引起混凝土化學(xué)收縮、干濕變形和徐變性增加。大量資料表明，水泥用量一般應(yīng)控制在500-620kg/m3為宜，具體用量視混凝土要求的等級(jí)強(qiáng)度而定。</p><p><b>　?。ǘ┓勖夯?lt;/b></p><p>　　粉煤灰的摻加對(duì)高性能混凝土的界面結(jié)構(gòu)有改善作用，這是混凝土性能提高的主要原因，優(yōu)質(zhì)粉煤灰的摻雜對(duì)混凝土的施

20、工性能和綜合性能的提高均有很大作用。粉煤灰中的sio2、al2o3含量較高，且具有較高的活性，可與水泥水化時(shí)放出的ca(oh)2作用，生成水化鋁酸鈣及水化硅酸鈣凝膠，從而促進(jìn)水泥進(jìn)一步硬化及強(qiáng)度進(jìn)一步提高。試驗(yàn)表明，采用超細(xì)粉煤灰改性制備的高性能混凝土在以上諸性能方面均優(yōu)于摻硅灰外加劑混凝土。為獲得超細(xì)粉煤灰，通常的辦法是機(jī)械磨細(xì)和風(fēng)選，若不經(jīng)后處理則很難達(dá)到高性能混凝土對(duì)粉煤灰細(xì)度的要求。用15%的超細(xì)粉煤灰取代水泥的混凝土經(jīng)抗凍性試

21、驗(yàn)后，其動(dòng)態(tài)彈性模量和質(zhì)量損失速度與空白基準(zhǔn)混凝土相比，有較大的改善，說(shuō)明采用優(yōu)質(zhì)粉煤灰可提高混凝土的抗凍性。</p><p><b>　?。ㄈ┘?lt;/b></p><p>　　高性能混凝土強(qiáng)度及耐久提高主要原因之一是，集料與硬化水泥體界面得到改善和強(qiáng)化。因此，集料的強(qiáng)度和表面性能、集料的級(jí)配對(duì)高性能混凝土性能的比普通混凝土的大。</p><p&

22、gt;<b>　　1、粗集料（石子）</b></p><p>　　粗細(xì)骨料質(zhì)量 低劣是造成國(guó)內(nèi)砼技術(shù)落后的重要原因，成為發(fā)展HPC的障礙之一。目前國(guó)內(nèi)粗骨料生產(chǎn)絕大部分仍由分散的小采石場(chǎng)生產(chǎn)，采用落后的鄂式破碎機(jī)破碎石塊，石子形狀不規(guī)范，針片狀粒徑含量多（小于10mm的顆粒多為針片狀），造成粗骨料級(jí)配連續(xù)性差，石子間空隙率過(guò)大（達(dá)50%以上）。用這樣粒徑的骨料生產(chǎn)的砼，既浪費(fèi)水泥，又降低砼結(jié)

23、構(gòu)的抗變形、抗沖擊韌性及耐久性；如果這種狀況不改善，HPC的推廣應(yīng)用存在較現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。最好選用質(zhì)量致密堅(jiān)硬、級(jí)配良好、粒形方正、強(qiáng)度高粒徑為10-30mm的花崗石、大理石、石灰?guī)r、輝綠巖、應(yīng)質(zhì)砂巖品種的粗集粒，并優(yōu)先考慮采用碎石以改善與硬化水泥漿體的界面物理結(jié)合（如配置泵送或大流動(dòng)度的高性能混凝土，也可以考慮采用卵石）。對(duì)進(jìn)場(chǎng)的粗集料應(yīng)檢驗(yàn)顆料和級(jí)配，含泥量和壓碎指標(biāo)，檢驗(yàn)合格后方可使用。</p><p>　　粗集

24、料的最大粒徑應(yīng)比普通混凝土小一些。最大粒徑的減少一方面能夠減少集料與硬化水泥漿體和集料界面粘結(jié)。同時(shí)，由于減少粗集料的最大粒徑增加了單位體積混凝土中粗骨料的比表面積，即增加了硬化水泥漿與粗集料的界面面積，使混凝土承受荷載時(shí)受力更為均勻，又得于混凝土強(qiáng)度的提高。但粗集料最大粒徑過(guò)小又會(huì)影響新拌混的和易性。馮乃謙的研究還特別指出粗集料最大限度粒徑超過(guò)20mm后，混凝土的斷裂韌性隨粒徑的增大而降低。在粗集料的級(jí)配上，宜采用連續(xù)級(jí)配，以有利于增

25、加混凝土結(jié)構(gòu)的致密程度。</p><p><b>　　1細(xì)集料（砂）</b></p><p>　　現(xiàn)在許多地區(qū)的天然砂，尤其是河砂日趨減少，人工砂加工成本高，且其細(xì)度模數(shù)與粒徑級(jí)配控制不是很嚴(yán)格。由于石材產(chǎn)地不同，不同批次砂粒相差較大，導(dǎo)致砼單方用水量和水泥用量不同，從而影響砼性能的穩(wěn)定性。發(fā)展人工砂是無(wú)天然砂地區(qū)的必然選擇。人工砂生產(chǎn)場(chǎng)地固定，機(jī)械加工控制較穩(wěn)定，質(zhì)

26、量可以處在受控狀態(tài)。人工砂可以按標(biāo)準(zhǔn)組織生產(chǎn)，規(guī)格比較均勻一致。且其生產(chǎn)技術(shù)比較成熟，因此特別適合用于高性能砼、泵送砼和高強(qiáng)砼。現(xiàn)行的建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)（GB/T14684-2001）已將人工砂正式列入建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)中。使用時(shí)注意：人工砂中細(xì)石粉是在加工砂的過(guò)程中形成的粒徑小于75μm、礦物組成與化學(xué)成分同被加工砂的巖石相同的粉細(xì)料，在砼中不會(huì)影響膠結(jié)料與骨料的粘結(jié)，而且還會(huì)產(chǎn)生微骨料效應(yīng)，使砼更加密實(shí)和耐久，同時(shí)細(xì)石粉又作為外摻合料，對(duì)泵送混

27、凝土有利，即改善拌合料的和易性。因此人工砂中的細(xì)石粉是有益而無(wú)害的，不能用水沖洗，否則既浪費(fèi)了水和石粉資源，對(duì)環(huán)境造成污染，且沖洗砂由于顆粒不良使砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量下降。如果不是使用人工砂，則在拌合料中可摻入適量的粉煤灰，以改善細(xì)料級(jí)配，這一方面可改變砼的密實(shí)性，另一方而能有效降低砼的升溫。</p><p>　　砂的品質(zhì)應(yīng)達(dá)到GB/T14684-93建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定的優(yōu)質(zhì)砂標(biāo)準(zhǔn)。砂的細(xì)度模數(shù)應(yīng)控制在Mx＝2.6-2.

28、7之間，對(duì)于要求混凝土標(biāo)號(hào)在C50-C60高性能混凝土，可以在2.2-2.6之間。有研究指出，配置高性能混凝土強(qiáng)度要求越高，砂的細(xì)度應(yīng)盡量采用上限。對(duì)HPC來(lái)說(shuō)，粗料的最大粒徑以10-19mm為最佳。超過(guò)25mm時(shí)，對(duì)混凝土強(qiáng)度和抗?jié)B性不利。由于HPC的集料——水泥石截面較弱，集料確是對(duì)混凝土強(qiáng)度的制約因素，而在普通混凝土中幾乎不考慮這個(gè)問(wèn)題。若采用水泥熟料球作為人造集料配置HPC，可以得到高強(qiáng)度和高彈性模量，其原因是產(chǎn)生致密和牢固的集

29、料——水泥界面區(qū)。</p><p><b>　?。ㄋ模└咝p水劑</b></p><p>　　在HPC中，高效減水劑能明顯降低砼的用水量，增加砼的坍落度，具有優(yōu)異的可施工性能和高密實(shí)性。目前高效減水劑的質(zhì)量品種較多，除傳統(tǒng)的萘系高效減水劑外，還有聚羧酸系高效減水劑、蜜胺樹(shù)脂系高效減水劑、氨基磺酸鹽系高效減水劑等。這些新型高效減水劑在性能上都又各自的特點(diǎn)，如減水率更多、

30、保證坍落度不損失時(shí)間更長(zhǎng)，對(duì)HPC起到良好作用。但因傳統(tǒng)的萘系高效減水劑實(shí)用性更強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣泛，與其它外加劑如引氣劑、調(diào)凝劑的適應(yīng)性好、使用時(shí)間長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)效益好的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在以至今后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)仍然將是國(guó)內(nèi)砼用高效減水劑的主導(dǎo)用料。</p><p>　　配置高性能混凝土的高效減水劑應(yīng)滿足下例要求。</p><p>　　(1)高減水率：減水劑的減水率至少應(yīng)大于20%，泵送高性能混凝土，減水率應(yīng)大

31、于25%。</p><p>　　(2)新拌混凝土的坍落度經(jīng)時(shí)損失要小。與所使用的水泥相容性要好。</p><p>　　(3)減水劑對(duì)新拌混凝土工作的影響隊(duì)與減水率等本身的性能有關(guān)外，還與減水劑的語(yǔ)摻量、摻入時(shí)間、入灰比、水泥種類、骨科種類和數(shù)量及砂率等因素有關(guān)。因此在確定采用何種減水劑時(shí)，最好應(yīng)進(jìn)行試配。</p><p><b>　?。ㄎ澹┡蛎泟?lt;/

32、b></p><p>　　在HPC中摻膨脹劑的目的是提高體積穩(wěn)定性、密實(shí)性、抗?jié)B性、耐久性以及補(bǔ)償收縮，從而得到防滲抗裂混凝土、收縮補(bǔ)償混凝土。當(dāng)然，根據(jù)性能要求，不是所有HPC都摻用膨脹劑。膨脹劑摻入混凝土中，由于水化生成鈣礬石（3Ca0；ALO；3CaSO； 32HO）給予混凝土膨脹性、高強(qiáng)性、快硬性等性能，通過(guò)抑制，是由其化學(xué)組成和礦物組成的選項(xiàng)而定的。</p><p>　　三

33、、高性能混凝土的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　高性能混凝土自提出以后的10多年以來(lái)，世界各國(guó)都對(duì)其進(jìn)行了大量的研究開(kāi)發(fā)與推廣應(yīng)用工作。其實(shí)早在高性能混凝土這個(gè)名詞誕生以前，世界各國(guó)都已在客觀上成功地應(yīng)用了高性能混凝土。隨著我國(guó)城市的發(fā)展，城市人口數(shù)量逐漸增多，而城市土地面積有限，因此，建筑物的高層化不可避免，我國(guó)公路網(wǎng)和高速網(wǎng)，鐵路網(wǎng)高速鐵路和基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)，跨越大江、大河、深谷、海峽的大跨越橋梁的興建也與

34、日俱增；隨著人類的生產(chǎn)與生活活動(dòng)向海洋擴(kuò)展，大量海洋平臺(tái)將在淺?；蛏詈Ｅd建。這種發(fā)展趨勢(shì)將引導(dǎo)我國(guó)的現(xiàn)代化建筑向高層化、大跨化、重載化及結(jié)構(gòu)輕量化方向發(fā)展。這就對(duì)我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)材料剔除了更高的要求，也就是混凝土向高強(qiáng)化、超強(qiáng)化發(fā)展。</p><p>　　高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌合物具有較高的流動(dòng)性，混凝土成型過(guò)程中不分層、不離析，易充滿模型；泵送混凝土、自密實(shí)混凝土還具有良好的可泵性、自密實(shí)性能。&

35、lt;/p><p>　　高性能混凝土具有較高的體積穩(wěn)定性，即混凝土在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，高性能的混凝土應(yīng)用越來(lái)越廣，高性能混凝土用于高層建筑、超大體積混凝土構(gòu)筑物具有很好的前景，它能更好的滿足結(jié)構(gòu)功能的要求和施工工藝要

36、求，能最大限度地延長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，降低工程造價(jià)。當(dāng)然高性能混凝土還存在一個(gè)早期開(kāi)裂的問(wèn)題，而混凝土的裂縫正是在使用階段環(huán)境侵蝕介質(zhì)侵入的通道，進(jìn)而削弱其耐久性。高性能混凝土在國(guó)內(nèi)外有應(yīng)用實(shí)踐表明，早期開(kāi)裂問(wèn)題已成為制約其在工程中應(yīng)用的重要因素。因此，改善高性能混凝土的抗裂是研究中急需解決的問(wèn)題。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　

37、　【1】田培《高性能混凝土》化學(xué)工業(yè)出版社，2006.9.1</p><p>　　中國(guó)工程院土木水利與建筑學(xué)部等《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)與施工指南》，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2004.5.1</p><p>　　【2】張維斌《多層及高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)釋疑及工程實(shí)例》中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005.3.1</p><p>　　【3】蒲心誠(chéng)《超高強(qiáng)能混凝土（原理；配制；結(jié)構(gòu)

38、；性能；應(yīng)用）》重慶大學(xué)出版社，2004.12.1</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　這篇論文的結(jié)束，標(biāo)志著我三年的函授即將告一段落。在論文寫作過(guò)程中，非常感謝老師和尊敬的系領(lǐng)導(dǎo)所給予的極大的幫助，尤為感謝我的導(dǎo)師對(duì)我的論文的修改和指導(dǎo)。不辭辛苦地給我們提供了許多的寶貴的建議，在選題上給予多方面指導(dǎo)，并且對(duì)我們寫作的過(guò)程也尤為關(guān)心，對(duì)于