比较困难。这正是用电通量指标取代抗渗标号作为混凝土耐久性控制的主要原因。混凝土的电通量主要取决于水胶比，通过大量试验得到规律，一般水胶比小于0.5时基本可满足电通量小于2000 的要求，水胶比小于0.45时基本可满足电通量小于1500的要求。 2．高性能混凝土配合比设计
根据高性能混凝土的特点，在配合比设计时应遵循以下法则：
(1).灰水比法则：混凝土的强度与水泥强度成正比，与灰水比成正比。灰水比一经确定，不能随意变动。这里的“灰”包括所有胶凝材料，也可称为胶水比。 (2).混凝土密实体积法则：可塑状态混凝土的总体积为水、水泥（胶凝材料）、砂、石的密实体积之和。这一法则是计算混凝土配合比的基础。
(3).最小单位用水量或最小胶凝材料用量法则：在灰水比固定、原材料一定的情况下，使用满足工作性的最小加水量（即最小的浆体量），可得到体积稳定、经济的混凝土。
(4).最小水泥用量法则：为降低温升，提高混凝土抵抗环境因素侵蚀的能力，在满足混凝土早期强度要求的前提下，应尽量减少胶凝材料中的水泥用量。 3.高性能混凝土配合比参数的选择
高性能混凝土的配合比参数主要有水胶比、浆集比、砂率和减水剂用量。 (1).水胶比：水灰比（或水胶比）不仅极大的影响混凝土的强度，同时会极大的影响混凝土的抗渗性能和耐久性，水灰比大的水泥石的毛细孔隙较大，渗透性增加，耐久性降低。《普通混凝土配合比设计技术规程》[5]中由于对耐久性有要求，规定了最大水灰比与最小水泥用量。对于高性能混凝土，为达到低渗透性以保证混凝土的耐久性，其水灰比不宜大于0.35～0.40。有研究表明，硅酸盐水泥水化时，结合水约占水泥重量的22%，即在目前所用水泥和高效减水剂的条件下，采用普通的拌合、浇筑和养护技术措施，最佳水灰比约为0.22。水灰比小于0.22，则水泥石达不到足够的密实程度，因此高性能混凝土的水灰比取值范围应为0.22～0.35。如陕西钟佳墙采用0.236的水胶比，掺加Ⅱ级粉煤灰配制出C80的泵送达流动性混凝土[6]。
(2).浆集比：水灰比确定以后，胶凝材料总量就反映了水泥浆和集料的比例，即浆集比。试验证明，HPC中水泥浆/集料的体积比宜为35/65。即为保证混凝土
10
具有良好的流动性，要求有较大的胶凝材料总用量，但随胶凝材料用量的增加，混凝土的弹性模量会有所下降，混凝土的收缩也会有所增加。根据经验，HPC的胶凝材料总量以不超过550 kg/m3为宜，并随混凝土强度等级的下降而减少，但最少不能低于300 kg/m3。此外由于水灰比较低，水泥用量较高时，高性能混凝土会有较高的水化热，温升较高，容易引起体积变形，产生温度裂缝。因而从技术性能与经济上考虑，需要掺加辅助胶凝材料，以减少混凝土的温升和干缩，提高抗化学侵蚀的能力，增加密实度，并降低成本。一般以10%～30%的辅助胶凝材料取代水泥，可以单独掺加硅灰、矿渣、粉煤灰，也可以掺加硅灰与粉煤灰或硅灰与矿渣的混合物。
(3).砂率：在水泥浆量一定的情况下，细集料对混凝土配合比的影响比粗集料更为显著，重量一定时，细集料的表面积比粗集料大得多，所有集料的表面都需要有胶凝材料浆体包裹，因而砂的颗粒级配以及砂率的大小均对浆体的需要量有直接的影响。高性能混凝土胶凝材料用量较大，若细集料用料较少，粗集料用量较大，则可以减少浆体用量，比较经济，也可以获得较高的强度，故在和易性能满足施工要求的条件下，可以选择较小的适宜的砂率。P.K.Mehta认为[4]，应用适当的粗集料，水泥浆/集料的体积比为35/65的条件下，可以制造出尺寸稳定性好的高性能混凝土，在粗集料最大粒径为12～19mm时，推荐的砂率为36%～39%。通过对国外典型工程和实验室配合比的统计，发现对于28d抗压强度为60～120的高性能混凝土，砂率大多在34%～44%范围内；当强度在80～100之间时，砂率主要集中在38%～42%之间；且随混凝土强度的增高，砂率呈减少的趋势。如内蒙古杭美艳采用0.36的砂率，掺加650㎡/kg的超细矿渣配制出C80的高性能混凝土[7]。
(4).减水剂掺量：在上述低水灰比的条件下，要拌制高施工性能的混凝土是十分困难的，必须要应用高效减水剂。高效减水剂具有较强的分散作用，其减水率可以高达30% 以上，在水泥用量大或水泥颗粒相对较细时，分散作用更为显著。高效减水剂的掺量一般以水泥质量的1.0%左右较为适宜，或者掺加0.8%～1.0%的高效减水剂和0.2%左右的木质素磺酸钙，以适当控制混凝土的坍落度损失。当胶凝材料用量较大时，高效减水剂的掺量需要增加。
(三)高性能混凝土的施工控制
11
1.搅拌。混凝土原材料应严格按照施工配合比要求进行准确称量,称量最大允许偏差应符合下列规定(按重量计):胶凝材料(水泥、掺合料等)±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系统计量原材料。搅拌时间不宜少于2min,也不宜超过3min。炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时,必须采取有效措施控制原材料温度,以保证混凝土的入模温度满足规定。
2.运输。应采取有效措施，保证混凝土在运输过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。应对运输设备采取保温隔热措施,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采取适当措施防止水分进入运输容器或蒸发。
3.浇筑。(1)混凝土入模前,应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比要求的混凝土方可入模浇筑。混凝土的入模温度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土浇筑时的自由倾落高度不得大于2m当大于2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土,保证混凝土不出现分层离析现象。（3）混凝土的浇筑应采用分层连续推移的方式进行,间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。（4）新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间浇筑时的温差不得大于15℃。
4．振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、表面平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应避免碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以表面泛浆或不冒大气泡为准,一般不宜超过30s,避免过振。若需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物内平拖。
5.养护。高性能混凝土早期强度增长较快,一般3天达到设计强度的60%,7天达到设计强度的80%,因而,混凝土早期养护特别重要。通常在混凝土浇注完毕后采取以带模养护为主,浇水养护为辅,使混凝土表面保持湿润。养护时间不少于14天。
6．质量检验控制。除施工前严格进行原材料质量检查外，在混凝土施工过程中，应对混凝土的以下指标进行检查控制：混凝土拌合物：水胶比、坍落度、
12
含气量、入模温度、泌水率、匀质性。硬化混凝土：标准养护试件抗压强度、同条件养护试件抗压强度、抗渗性、电通量等。
如果材料选择与配合比设计正确，高性能混凝土的耐久性在很大程度上决定于施工质量是否优良，混凝土的制造和施工决定了混凝土的性能。加料顺序正确，拌和彻底、均匀、运输与搬运过程混凝土拌合物不离析、振捣密实、养护充分等均是保证高性能混凝土质量的重要因素。高性能混凝土可以应用普通混凝土的施工设备进行施工，但其施工质量控制应该更加严格，配料计量误差要在允许的范围之内，原材料质量变化的检查次数要增加，混凝土的拌和要彻底均匀，应保证新拌混凝土具有良好的施工性能。HPC特别强调的一个方面就是应具有适宜的和易性以保证满意的浇筑质量，为利于浇筑，HPC通常需要较大的，如10～20cm的坍落度。但由于HPC胶凝材料用量大，水灰比较小，混凝土拌合物比较粘稠，坍落度损失较快，如果坍落度损失过大将不利于混凝土的浇筑、密实和均匀化，影响结构整体质量。因此，在高性能混凝土施工过程中除要求高效减水剂具有良好的控制塌落度损失性能外，还应特别注意施工组织安排，尽量减小混凝土塌落度损失。
四、 研发绿色高性能混凝土的必要性
1990年美国首先提出了高性能混凝土,得到了世界各国和专家的认可,法国政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑公司等单位开展了高性能混凝土的研究。1996年,法国公共工程部和教育与研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000\投人了600万美元作为研究经费。1994年,美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施施工中应用高性能混凝土的决议,并决定在10年投资2亿美元进行研究。绿色是绿色环保,人类社会越发展,对绿色环保的要求越迫切。国外有位学者写一篇综述,题为“昨天和今天的水泥,明天的混凝土”,文中指出21世纪水泥工业应改名为水硬性胶凝材料工业,而且应是一种绿色工业。水泥和混凝土堪称为世界上耗用量最大的材料,在我国尤其如此。我国人多地少,资源缺乏,同时也是世界上能源消耗的大国,以水泥和混凝土为例,我国水泥的年产量大约9亿吨,占世界水泥产量的三分之一,混凝土产量约12亿
13
相关推荐：
loading