高性能混凝土的質(zhì)量控制體系施工研究-本科畢業(yè)論文

1、<p><b>　　前 言</b></p><p>　　人類進(jìn)入21世紀(jì)面臨著“人口膨脹、資源和能源短缺以及環(huán)境污染”三大問題?；炷敛牧鲜琴Y源和能源消耗的大戶，也是環(huán)境污染源之一。因此為了減少混凝土資源的浪費，一個有效的途徑就是提高混凝土的耐久性。據(jù)有關(guān)資料介紹我國混凝土的產(chǎn)量高達(dá)12～13億立方米，約占全世界產(chǎn)量的百分之四十，是世界上混凝土生產(chǎn)和應(yīng)用最多的國家。但無論在國內(nèi)還是

2、國外，混凝土的結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了很多質(zhì)量問題，這就要求在混凝土的施工過程中要充分保證它的安全性和耐久性。</p><p>　　高性能混凝土是一種體積穩(wěn)定性好、具有高耐久性、高強(qiáng)度與高工作性能的混凝土，它在國內(nèi)外已得到了較多的應(yīng)用。我國最早應(yīng)用的高性能混凝土是1991年廣東國貿(mào)大廈工程，而現(xiàn)在在城市建設(shè)、建筑工程、地下水及地下水工程、海洋開發(fā)、宇宙航天與核能工程等方面都需要大量的高性能混凝土。高性能混凝土最主要的特征是其

3、優(yōu)異的耐久性，其耐久性可高達(dá)百年以上，是普通混凝土的3～10倍。因此，如果我國在工程施工過程中大量運用高性能混凝土，則不僅可以解決資源浪費問題，還可以大大的提高工程質(zhì)量，給國家和人民帶來重大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本文主要是對高性能混凝土施工過程中影響其耐久性和安全性的各種因素的分析討論，從如何選擇材料，如何配置施工配合比以及在施工過程中對不利因素進(jìn)行控制，以實現(xiàn)高性能混凝土的高耐久性、高安全

4、性的性能，提高工程的安全質(zhì)量。本文論述的另一個重點是高性能混凝土的耐久性。高性能混凝土在環(huán)境中的耐久性如何評價與控制，如何進(jìn)一步提高等等。</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 高性能混凝土的技術(shù)特怔</p><p>　　高性能混凝土（High performance concerte,簡寫為HPC）是

5、一種體積穩(wěn)定性好、具有高耐久性、高強(qiáng)度與高工作性的混凝土。目前，各個國家對于HPC的認(rèn)識仍沒有達(dá)到共識，研究的側(cè)重點也就有所不同。以Mehta為代表的學(xué)派強(qiáng)調(diào)的是硬化后混凝土的性能。他們認(rèn)為暴露于腐蝕性環(huán)境下的混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕速度快說明了抗壓強(qiáng)度指標(biāo)不足以保證其長期耐久性，HPC研究的重點應(yīng)放在混凝土的耐久性問題上，并且提出了抗?jié)B性和尺寸穩(wěn)定性指標(biāo)；而以岡村為代表的日本學(xué)者認(rèn)為高流態(tài)、免振、自密實的混凝土就是HPC，更注重的是新拌混凝土

6、的性質(zhì)，把高強(qiáng)、超高強(qiáng)和高流態(tài)作為HPC的特點；在我們國家也同樣存在著不同學(xué)派觀點的差異:馮乃謙教授為代表的部分學(xué)者就主張高性能混凝土必須是高強(qiáng)混凝土，而以已故吳中偉院士為代表的部分學(xué)者認(rèn)為普通強(qiáng)度的混凝土也可以是高性能混凝土。我本人還是支持吳院士的觀點，高性能混凝土未必一定是高強(qiáng)混凝土，但是高強(qiáng)混凝土必須是高性能混凝土。</p><p>　　高性能混凝土可以認(rèn)為是在高強(qiáng)混凝土基礎(chǔ)上的發(fā)展和提高，也可說是高強(qiáng)混凝

7、土的進(jìn)一步完善。近些年來，在高強(qiáng)混凝土的配制中，不僅加入了超塑化劑，往往也摻入了一些活性超細(xì)礦物摻合料，與高性能混凝土的組分材料相似。在有的國家早期發(fā)表的文獻(xiàn)報告中曾提到:“高性能混凝土并不需要很高的混凝土抗壓強(qiáng)度，但仍需達(dá)到55MPa 以上。因此，至今國內(nèi)外有些學(xué)者仍然將高性能混凝土與高強(qiáng)混凝土在概念上有所混淆。在歐洲一些國家常常把高性能混凝土與高強(qiáng)混凝土并提(HPC/HSC )。實際上，高強(qiáng)混凝土僅僅是以強(qiáng)度的大小來表征或確定何謂普

8、通混凝土、高強(qiáng)混凝土與超高強(qiáng)混凝土，而且其強(qiáng)度指標(biāo)隨著混凝土技術(shù)的進(jìn)步而不斷有所變化和提高。高性能混凝土則由于其技術(shù)性的多元化，諸如良好的工作性、體積穩(wěn)定性、耐久性等而難以用定量的性能指標(biāo)給予定義。不同的國家，不同的學(xué)者因各自的認(rèn)識、實踐、應(yīng)用范圍和目的要求上的差異，對高性能混凝土提出過不同的解釋和定義，而且在性能特征上各有所側(cè)重。1990年美國KIST與ACI對高性能混凝土命名時，曾提出一個定義:高性能混凝土是具有某些性能要求的勻質(zhì)混

9、凝土，必須來用產(chǎn)格的施工工藝，采用優(yōu)質(zhì)材料配制、便</p><p>　　1.2 高性能混凝土的施工質(zhì)量控制現(xiàn)狀</p><p>　　國外對高性能混凝土的研究起步早于我國。各工業(yè)先進(jìn)國家，在20世紀(jì)80年代末都爭先恐后地投巨資研究開發(fā)高性能混凝土。北歐的挪威因北海的海洋石油開發(fā)需要，早在1986年都已將其列為國家資助項目，是世界上最早系統(tǒng)研究高性能混凝土的國家之一。加拿大在1989年設(shè)立了包

10、括高性能混凝土在內(nèi)的15項國家資助項目，1994年開始又斥資400萬美元對施工應(yīng)用進(jìn)行研究。瑞典在1995年出臺“高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)指南”，在本國規(guī)范了高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用技術(shù)。日本則一直致力于高性能的開發(fā)。國外利用高性能混凝土建造的工程也比我國早。例如1975年在芝加哥建造的262米的水塔廣場大廈，代表了1975年美國混凝土工藝的頂端。加拿大多倫多275m的Scotia大廈( 1987-1988年)，混凝土設(shè)計強(qiáng)度為70MPa，是世界上第一幢

11、含高爐礦渣的高性能混凝土的高層建筑。還有美國226m高的西亞圖聯(lián)合廣場大廈，是世界第一座用平均強(qiáng)度為120MPa的高性能混凝土并采用鋼管混凝土建造的結(jié)構(gòu)。國外HPC的強(qiáng)度還在不斷提高，已出現(xiàn)超高性能混凝土(UHPC )。例如加拿大和法國學(xué)者創(chuàng)造的活性細(xì)?；炷?RPC)強(qiáng)度已達(dá)200MPa和800M</p><p>　　高性能混凝土在我們國家起步較晚，但是發(fā)展迅速。許多單位也已相繼研制成功了C80、 C100甚至

12、更高強(qiáng)度等級的高強(qiáng)高性能混凝土，并應(yīng)用于實際工程。如上海金貿(mào)大廈使用了C60高性能鋼管混凝土柱、廣州中天大廈使用了C60鋼筋混凝土柱、沈陽大西電業(yè)園C80鋼管混凝土疊合柱，另外近年在沈陽富林大廈、北京新中關(guān)工程和國家大劇院相繼使用了C100高性能混凝土等等。我們國家的高性能混凝土已經(jīng)從試驗室走向了大規(guī)模應(yīng)用階段。從普通混凝土發(fā)展到高強(qiáng)、高性能混凝土再到超高強(qiáng)混凝土，其組成材料及其材性要求、微觀結(jié)構(gòu)、工程應(yīng)用的主要控制指標(biāo)均已發(fā)生了不同程

13、度的變化，如何延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，如何準(zhǔn)確有效的控制高性能混凝土的質(zhì)量已經(jīng)成為日益關(guān)注的熱點問題。</p><p>　　高性能混凝土的原材料的選擇尤為重要，在生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)選擇來源和性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)原材料。現(xiàn)實中由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使和無序的市場競爭導(dǎo)致有些預(yù)拌廠家頻繁的變換原材料，造成混凝土質(zhì)量的大幅度波動。對于集料的運輸、存貯和堆放場所急需規(guī)范，應(yīng)該采取密閉式的運輸和堆放。大多數(shù)預(yù)拌混凝土生產(chǎn)企業(yè)沒有封閉式的堆料倉

14、庫，所有粗、細(xì)骨料露天堆放，造成含水率不穩(wěn)定。而目前的生產(chǎn)技術(shù)還不足以能隨時監(jiān)控原材料的含水量，增加了高性能混凝土質(zhì)量控制的難度。HPC對于粒徑、粒形、顆粒級配以及潔凈程度應(yīng)該有嚴(yán)格的要求根據(jù)筆者的觀察，目前生產(chǎn)企業(yè)對于集料的品質(zhì)把關(guān)還無法完全滿足高性能混凝土生產(chǎn)的需要。由于缺乏規(guī)劃，無計劃開采，在全國范圍都出現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)骨料的缺乏。目前市場上供應(yīng)的骨料粒徑一般大于25mm甚至30mm以上，而且針片狀含量較多，空隙率大，對配制高性能混凝土很

15、不利。尤其對于配制C80以上的高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)上難度較大，需要對現(xiàn)有的骨料生產(chǎn)方式和工藝進(jìn)行改進(jìn)。高性能混凝土技術(shù)還不能僅僅建立在優(yōu)質(zhì)原材的基礎(chǔ)上，外加劑的選用對于高性能混凝土非常重要。不僅要考慮與水泥和摻合料的適應(yīng)性要求，而且要充分考慮運輸過程中的流動性損失</p><p>　　高性能混凝土的質(zhì)量除了多單位配合的精心控制之外，為了保證工程質(zhì)量，還必須進(jìn)行合格驗收。合格驗收的程序和所采用的方法直接影響到最終的

16、驗收結(jié)論，一般采取抽樣方法進(jìn)行質(zhì)量控制。從質(zhì)量控制的角度來講，希望能夠在最短時間以最小的成本反映其真實的質(zhì)量狀況，以便進(jìn)行調(diào)整:而從質(zhì)量驗收的角度出發(fā)，更希望能夠全面地反映整個建筑物的質(zhì)量而不是某個構(gòu)件的質(zhì)量狀況，需要加大抽檢次數(shù)和抽檢數(shù)量增加代表性，減小最終風(fēng)險。由于這種矛盾的存在，各單位在執(zhí)行過程中差別很大，出現(xiàn)了驗收批劃分過大，試件留置數(shù)量過少等等問題。如何合理地解決和協(xié)調(diào)如此眾多的問題，實現(xiàn)對高性能混凝土質(zhì)量的準(zhǔn)確控制，需要進(jìn)行

17、進(jìn)一步地研究。</p><p>　　1.3 課題研究的主要內(nèi)容及目的</p><p>　　由于高性能混凝土材料的特殊性，我國目前對于普通混凝土的質(zhì)量控制一般遵循兩個階段控制:初步控制(確定合理的原材料和工藝參數(shù))、生產(chǎn)控制(保證生產(chǎn)過程中的質(zhì)量穩(wěn)定)，對于高性能混凝土還沒有出臺相應(yīng)的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)。本文擬從以下方面展開：鑒于目前的高性能混凝土生產(chǎn)工藝和施工體制，力求對高性能混凝土的質(zhì)量控制建

18、立完善的質(zhì)量控制體系，達(dá)到理論上可行，實際運用中易于操作。每一個控制階段的控制目標(biāo)和控制方法都有所不同，保證高性能混凝土達(dá)到合格質(zhì)量水平，通過合格驗收。</p><p>　　第2章 高性能混凝土組成材料的選擇</p><p>　　對于混凝土的高性能來說，要根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的使用目的與使用環(huán)境而定，而且對于施工階段的新拌混凝土與硬化后的混凝土，高性能的含義也不同。要根據(jù)施工要求、結(jié)構(gòu)物要求和所

19、處的環(huán)境條件，使混凝土達(dá)到不同高性能的目的，這就需要深刻首先理解混凝土的組成材料，以及應(yīng)該如何選擇材料才能使混凝土達(dá)到高性能。高性能混凝土的組成材料中，除了與普通混凝土類似的組成材料—水泥、水、砂、石以外還包括高效減水劑和礦物質(zhì)超細(xì)粉等。</p><p>　　2.1 高性能混凝土對水泥的選擇</p><p>　　高性能混凝土的特點之一是低水灰比，為了保證其流動性， 必須摻入高效減水劑，因此

20、必須選擇適宜低水灰比特性的水泥,而選擇合適的水泥，其一是看細(xì)度及粒子組成，另一方面是看加水后的早期水化。水泥粒子群的比表面積、粒子形狀、密度及粒子間的級配對漿體的流動性影響很大。比表面積小，粒子形狀接近球狀，比重大，填充性越大，流動性越大。優(yōu)化這些因子，可以獲得最適宜的流動性。對于加水后的早期水化來說，水泥中的鋁酸三鈣的量越少，流動性的經(jīng)時降低越少。特別是采用高性能減水劑時，坍落度損失的抑制問題較大。為了獲得高性能混凝土，對水泥性能的要

21、求除了確保最地限度的流動性外，還要求水泥在低水灰比的情況下，能促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，使水泥的結(jié)構(gòu)密實化。水泥品種大致可分為硅酸鹽水泥、混合水泥以及具有特種性能的水泥。硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥是我國混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料，廣泛應(yīng)用于土木、水利、建筑、港工交通等方面，對于一般的高性能混凝土主要是選擇硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。當(dāng)前水泥生產(chǎn)中，對水泥質(zhì)量影響較為突出的有兩個問題：1.堿含量,2.氯離子的含量。</p><p&

22、gt;　?。?）水泥中堿含量的控制</p><p>　　水泥中的含堿量是由于水泥原料黏土帶來的，與水泥的制造方法無關(guān)。因此，要選擇低堿含量的黏土為原料。此外，對將高爐礦渣、硅石代替粘土為輔助原料，也要限制，因為這些輔助原料也含有堿。低堿型的水泥在制造運輸過程中，要與其他水泥分開。而一般對高性能混凝土用的水泥中堿的含量應(yīng)控制在0.6%以下。</p><p>　?。?）氯離子含量的控制<

23、/p><p>　　混凝土中由于氯鹽的存在，會促進(jìn)其中的鋼筋等鋼材銹蝕。使用水泥時會帶入少量的氯鹽。此外，在含氯離子的介質(zhì)中，氯離子也會從混凝土的外部滲入內(nèi)部，對于這部分的氯離子，在混凝土中的水泥與骨料帶進(jìn)的氯鹽折合氯離子的含量最高為0.3kg/m3 。</p><p>　　總之，高性能混凝土使用的水泥必須是標(biāo)準(zhǔn)稠度，用水量要低從而使混凝土在低水膠比時也可以獲得較大的流動性，水泥的水化熱要低以避

24、免因混凝土內(nèi)外溫差大而產(chǎn)生裂縫，水泥的強(qiáng)度要高以保證用較少的水泥獲得較高的強(qiáng)度。硅酸鹽水泥，調(diào)粒水泥，球狀水泥等均可用來配制高性能混凝土。</p><p>　　2.2 高性能混凝土對骨料的選擇</p><p>　　高性能混凝土中骨料的體積約占混凝土體積的的60%～75%，而粗骨料約占全部骨料體積的60%-70%。在混凝土中骨料具有重要的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)作用，正確選擇骨料的品種和性能，符合有關(guān)技術(shù)

25、標(biāo)準(zhǔn)的要求，是配制高性能混凝土的基礎(chǔ)。根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外對高性能混凝土的一些看法，其強(qiáng)度等級應(yīng)在C60以上，而耐久性則在一百年以上。按照這樣的目標(biāo)，對骨料的選擇時必須考慮以下問題：</p><p><b>　?。?）級配的要求</b></p><p>　　空隙率盡可能低，這樣達(dá)到相同的流動性時，水泥漿的用量低，混凝土的自收縮變形低，水化熱低，體積穩(wěn)定性好，對強(qiáng)度、耐久性均

26、好。所以混凝土的用骨料既要求級配合格，也要粗細(xì)大小適中。</p><p>　　（2）物理性能的要求</p><p>　　骨料的表觀密度和堆積密度要大，吸水率要低，表面要粗糙，表觀密度＞2.65 kg/m3，堆積密度≥1450kg/m3,這樣可以降低骨料的空隙率，降低水泥秒漿的用量，有利于流動性、耐久性和強(qiáng)度。吸水率＜1.0 %,這說明巖石比較致密，穩(wěn)定性好。粒形正，針片狀含量低，粒徑一般≤

27、20mm, 表面粗糙的石灰石碎石或硬質(zhì)砂巖碎石物理性能好。</p><p>　?。?）力學(xué)性能的要求</p><p>　　不能含軟弱顆粒的骨料或風(fēng)化骨料。巖石抗壓強(qiáng)度應(yīng)力為混凝土強(qiáng)度的1.5倍，采用50 mm的立方體試件或￠50mm×50mm圓柱體在飽和狀態(tài)下測定抗壓強(qiáng)度值，不宜低于80MPa。骨料的彈性模量越大，混凝土的彈性模量也相應(yīng)增大，故應(yīng)選彈性模量大的骨料。</p&

28、gt;<p>　　因此，細(xì)骨料應(yīng)選用石英含量高顆粒渾圓潔凈，具有平滑篩分曲線的中粗砂，細(xì)度模數(shù)應(yīng)在2.6～3.2之間。粗骨料應(yīng)是高強(qiáng)、低吸水率、表面結(jié)構(gòu)粗糙的碎石。粗骨料的最大粒徑不宜超過15mm～20mm，其針片狀含量不宜大于5%，其壓碎值宜在10%～15%之間。</p><p>　　2.3 高性能混凝土拌合用水的選擇</p><p>　　混凝土拌合用水是在混凝土制造時加入

29、其中，賦予混凝土的流動性，并和水泥發(fā)生水化反應(yīng)，使混凝土凝結(jié)、硬化及滿足其強(qiáng)度發(fā)展。拌和用水對摻合料的性能，混凝土的凝結(jié)，硬化，強(qiáng)度發(fā)展，體積變化以及工作度等方面的性能給予很大的影響，水中不要含有對混凝土中的鋼筋產(chǎn)生有害影響的物質(zhì)。</p><p>　　一般認(rèn)為能飲用的水都能用來拌和混凝土，在工業(yè)用水，地下水，河流水，湖沼水等中當(dāng)含有有害雜質(zhì)時，使用時必須滿足混凝土拌合水的質(zhì)量要求。</p><

30、;p>　　混凝土的拌合用水標(biāo)準(zhǔn)：</p><p>　?。?）對凝結(jié)時間的影響。用待檢驗水和生活飲用水進(jìn)行水泥凝結(jié)時間檢驗，兩者的初凝時間和終凝時間相差不得大于三十分鐘，而且要符合水泥國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。</p><p>　?。?）對抗壓強(qiáng)度的影響。用待檢驗水配置的水泥沙漿或混凝土的28天的抗壓強(qiáng)度不得低于用飲用水拌制的沙漿或混凝土抗壓強(qiáng)度的90%。</p><p>

31、;　?。?）雜質(zhì)限量。不溶物如粘土或淤泥等含量的增加，可能會提高需水量，降低混凝土的強(qiáng)度或增加干縮。水藻或其他不溶有機(jī)物在攪拌期間可能溶解，影響水泥水化，對混凝土強(qiáng)度不利，也影響混凝土化學(xué)外加劑的作用。一般高性能混凝土的用水量要少于175 kg/m3。</p><p>　　2.4 高效減水劑的選擇</p><p>　　混凝土的流動性，耐久性和強(qiáng)度等方面的性能，主要是受單方混凝土中的用水量，

32、水泥用量和礦物質(zhì)超細(xì)粉的影響?；炷吝_(dá)到高性能的理念是：獲得適合施工作業(yè)的工作度范圍內(nèi)，盡可能的降低單方混凝土的用水量。使用高效減水劑與礦物質(zhì)超細(xì)粉雙摻是降低單方混凝土用水量的主要途徑。也是是混凝土獲得高性能的途徑，因此高效減水劑成為高性能混凝土不可缺少的組成材料。</p><p>　　當(dāng)前，國內(nèi)外在高強(qiáng)高性能混凝土中使用的高效減水劑可分為四大類。萘系，三聚氰胺系，氨基磺酸系，多羧酸系。其中氨基磺酸系，多羧酸系高

33、效減水劑被稱之為新型高效減水劑。</p><p>　　新型高效減水劑與過去的減水劑用法相同，但低水膠比，添加量大時，黏度高計算時應(yīng)該注意。大量使用高濃度、高效減水劑時，不能忽視劑量中固體組分的含量，須按照含固量進(jìn)行計算。</p><p>　　2.5 礦物超細(xì)粉的選擇</p><p>　　礦物超細(xì)粉是高性能混凝土的一個重要組成部分，它是指粒徑小于10微米的礦物粉體材料

34、，由于超細(xì)化而具有新特征。礦物質(zhì)超細(xì)粉一般的比表面積≥6000cm2/g,超細(xì)粉摻入水泥中起微觀填充作用，并給混凝土帶來新的特征，作為高性能混凝土超細(xì)粉常用的品種有硅粉、粉煤灰、超細(xì)礦渣和天然沸石粉等。</p><p>　　(1)硅粉對高性能混凝土的影響 ①坍落度。由于硅粉的比表面積很大，和水泥水化釋放的氫氧化鈣在相當(dāng)短的時間里就發(fā)生反應(yīng)，坍落度損失快，因此應(yīng)在使用硅粉的混凝土里同時摻入高效減水劑。②含氣量。硅粉

35、的比表面積大，也含有一定的未燃碳，吸附引氣劑，混凝土中引氣困難，故要獲得一定的含氣量，必須增加引氣劑的摻量。③泌水?；炷林袚饺牍璺郏姑谒拷档?。因為硅粉粒子在很短的時間就和氫氧化鈣反應(yīng)，形成水化物的凝膠層，因此應(yīng)摻高效減水劑。</p><p>　　(2)粉煤灰對高性能混凝土的影響 ①工作度。粉煤灰是煤粉煅燒后，熔融成分受到急冷而得到的。將粉煤灰置換部分水泥使用時，獲得相同稠度下，單方混凝土用水量可以降低。②水

36、化熱。粉煤灰可以和水泥水化放出的氫氧化鈣反應(yīng)，速率與水泥相比相當(dāng)小，水化熱也小。但粉煤灰火山灰反應(yīng)相當(dāng)緩慢的情況下，用粉煤灰置換水泥后，達(dá)到相同的水化程度時間長，但水化熱并不降低。因此粉煤灰抑制混凝土的升溫，可有效的緩和混凝土的開裂。③強(qiáng)度。以粉煤灰置換一部分水泥后，混凝土的強(qiáng)度與基準(zhǔn)混凝土相比，早期強(qiáng)度偏低，但長期強(qiáng)度增長大。優(yōu)質(zhì)粉煤灰置換25%硅酸鹽水泥時，200C下濕養(yǎng)護(hù)，3～6個月可與不含粉煤灰的混凝土達(dá)到相同的強(qiáng)度。</

37、p><p>　　(3) 礦渣對高性能混凝土的影響 ①降低單方混凝土的用水量。混凝土達(dá)到相同工作度與流動性時，含礦渣超細(xì)粉混凝土的用水量可以降低。②中性化。在水膠比相同的情況下，含礦渣超細(xì)粉的混凝土的中性化速度比基準(zhǔn)混凝土試塊稍快，特別是早期養(yǎng)護(hù)不良的情況下，中性化的速度更快。</p><p>　　(4)天然沸石粉對高性能混凝土的影響 ①徐變。沸石粉高性能混凝土180天的徐變度為59.9，普通混

38、凝土高強(qiáng)混凝土200天的徐變度為28.3。沸石粉高性能混凝土的徐變度略高。180天時沸石粉高性能混凝土的徐變系數(shù)為1.90，相應(yīng)的普通水泥高強(qiáng)混凝土為1.20，前者稍大。②抗凍性。以硅酸鹽水泥450kg/m3,W/C=0.34,基準(zhǔn)混凝土與沸石粉高性能混凝土的強(qiáng)度分別為65MPa及70MPa，經(jīng)100次凍融后，基準(zhǔn)混凝土的強(qiáng)度損失約為5.0%，而沸石粉高性能混凝土為4.6%,重量損失均為0。沸石粉高性能混凝土具有良好的抗凍性。③抑制堿-

39、骨料反應(yīng)。天然沸石粉對水泥混凝土中的堿-骨料反應(yīng)具有優(yōu)異的抑制作用。在普通混凝土中，以30%的天然沸石粉置換相應(yīng)的水泥后，即使混凝土中都是堿活性骨料，水泥中的堿含量達(dá)1.82%,也不會發(fā)生堿骨料的有害膨脹。</p><p>　　由以上四種超細(xì)粉對混凝土的影響可以看出，摻入礦物超細(xì)粉的混凝土，它的性能都比原來有所提高。利用粉煤灰、硅粉、沸石粉等活性二氧化硅含量高、顆粒極細(xì)的礦粉，按一定比例進(jìn)行復(fù)合，摻入混凝土中，填

40、充水泥顆粒間及水泥與骨料間的空隙，使混凝土密實，即可降低水泥用量，又可改善混凝土拌和物的和易性，減少泌水和離析現(xiàn)象，改善混凝土的工作性能，提高混凝土的強(qiáng)度。因此礦物超細(xì)粉對改善混凝土的孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性和耐久性十分有利。</p><p>　　第3章 高性能混凝土的施工配合比設(shè)計</p><p>　　3.1 施工配合比設(shè)計原則</p><p>　　在高性能混凝土所用材

41、料選定之后接下來的工作就是對施工配合比進(jìn)行設(shè)計。高性能混凝土的施工配合比設(shè)計與普通混凝土不同，首先應(yīng)保證耐久性的要求。目前尚無高性能混凝土配合比設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)方法，只能根據(jù)工程的要求和現(xiàn)有的高強(qiáng)混凝土的配合比設(shè)計方法及高性能混凝土的實際工程經(jīng)驗，設(shè)計初步配合比，然后通過試配確定最終配合比。HPC配合比設(shè)計必須堅持的四項原則見下圖3-1。</p><p>　　圖3-1 HPC設(shè)計原則</p><p&

42、gt;　　高性能混凝土配合比設(shè)計是確定生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)的重要依據(jù)，是高性能混凝土質(zhì)量控制的最重要環(huán)節(jié)。在設(shè)計中，必須首先了解混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，設(shè)計劣化外力，劣化現(xiàn)象和容許劣化狀態(tài)等。一般的劣化外力主要是氣溫、濕度、太陽輻射熱和關(guān)于中性化的劣化外力。特殊的劣化外力主要是關(guān)于鹽害的劣化外力、關(guān)于凍害的劣化外力以及酸性土壤、腐蝕性物質(zhì)等方面的作用。高性能混凝土質(zhì)量控制有一項很重要的內(nèi)容就是如何控制耐久性，但是耐久性是一項綜合指標(biāo)，而且受到試驗

43、設(shè)備和方法的限制，無法在質(zhì)量驗收工作中用某個具體指標(biāo)來衡量。在設(shè)計思想中應(yīng)充分考慮使用環(huán)境中的劣化因素，運用數(shù)學(xué)方法進(jìn)行壽命預(yù)測，在所提供的配合比報告單中給出有關(guān)耐久性的多項指標(biāo)試驗數(shù)據(jù)，并給出具體環(huán)境中的建議性使用年限，做到HPC設(shè)計的科學(xué)化、系統(tǒng)化和規(guī)范化。通過嚴(yán)格的流變性能檢測、強(qiáng)度檢測、抗?jié)B性和抗凍性、體積穩(wěn)定性、溫變性能、碳化等性能檢測保證了高性能混凝土的工作性、強(qiáng)度和耐久性，但是經(jīng)濟(jì)性要求不可忽視。高性能和高價格，低性能和低

44、價格都不行，只有高性能加上合理的價格才能促進(jìn)高性能混凝土的繼續(xù)發(fā)展。</p><p>　　3.2 施工配合比設(shè)計要求</p><p>　　(1)高耐久性的要求</p><p>　　為了保證混凝土的耐久性，在高性能混凝土配合比設(shè)計時，必須考慮：抗碳化性，抗化學(xué)侵蝕性，抗凍性，堿-骨料反應(yīng)，抗干燥收縮的體積穩(wěn)定性，抗大氣作用性，耐磨性。這些性能受水灰比的影響很大，水灰比

45、低，混凝土的密實度高，耐磨性，抗碳化，抗?jié)B性等方面的性能好，體積穩(wěn)定性也好。故高性能混凝土希望水灰比小于0.4，為了提高高性能混凝土的抗化學(xué)腐蝕和抗堿-骨料反應(yīng)，提高強(qiáng)度和密實度，一般都要以礦物質(zhì)超細(xì)粉取代相應(yīng)的水泥。</p><p>　　(2)高施工性的要求</p><p>　　一般新拌混凝土的施工性和易性評價，也即混凝土在運輸，澆筑以及成型中不分離，易于操作的程度，這是新拌混凝土的一項

46、綜合性能。坍落度是新拌混凝土流動性的一個指標(biāo)，從施工操作來說，坍落度越大，流動性也越好，則認(rèn)為和易性也越好。但坍落度大時，一般單位用水量也越大，容易產(chǎn)生離析，均質(zhì)性差。因此在施工操作允許的條件下應(yīng)盡可能降低坍落度，高性能混凝土的坍落度一般在18～20cm之間。高性能混凝土比大多用于高層鋼筋混凝土建筑，這種建筑配筋率大，混凝土澆筑困難，坍落度若小于15cm則施工很困難，故工程中一般采用18cm的坍落度。</p><p&

47、gt;　　3.3 高性能混凝土組成材料的確定</p><p>　　3.3.1 水膠比的確定</p><p>　　高性能混凝土的水膠比一般在0.4以下，從抗壓強(qiáng)度考慮，一般利用水灰比與抗壓強(qiáng)度成直線關(guān)系反算水膠比。低強(qiáng)混凝土的水膠比與抗壓強(qiáng)度的關(guān)系仍適用于高性能混凝土。但當(dāng)水泥用量增加到一定值后，再增加水泥用量將不會提高強(qiáng)度，這是由于需水量也增加了。設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為50MPa時，試配強(qiáng)度為55

48、～60MPa，其水膠比在0.35～0.40之間，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為60MPa，則水膠比在0.30～0.35以下，最終以實際試配確定水膠比。</p><p>　　3.3.2 單位用水量的確定</p><p>　　在和易性允許的條件下，混凝土的單位用水量應(yīng)盡可能小，對于高性能混凝土來說，由于其骨料最大粒徑和坍落度波動范圍很小（分別為10～25mm和18～21cm），而且坍落度可通過調(diào)整減水劑用量來

49、控制。用水量與強(qiáng)度的關(guān)系見表3-1：</p><p>　　表3-1 最大用水量與試配強(qiáng)度的關(guān)系</p><p>　　3.3.3 水泥用量的確定</p><p>　　由上述水膠比和單位用水量可計算得到水泥的用量。但應(yīng)注意當(dāng)水泥用量超過某一最佳值后，在等流動性下，混凝土強(qiáng)度不會再提高，尤其對于引氣混凝土，增加水泥用量時，對于強(qiáng)度的貢獻(xiàn)還不及在非引氣混凝土中。水泥用量超過

50、一定數(shù)值后，混凝土將變的干硬，坍落度損失也增大，故將水泥摻和料和砂進(jìn)行試配，以考察水泥用量對混凝土澆筑性的影響。</p><p>　　3.3.4 超細(xì)粉的摻量的確定</p><p>　　高性能混凝土一般要摻超細(xì)粉、礦物質(zhì)超細(xì)粉在膠凝材料中起填充空隙與化學(xué)反應(yīng)兩方面的作用，使水泥石致密，使硬化混凝土的強(qiáng)度與耐久性提高。經(jīng)實驗表明：硅粉、礦渣和沸石粉可等量代替水泥，混凝土中以5%～7%的硅粉置

51、換相應(yīng)的水泥，在用水量相同時，流動性不降低，但強(qiáng)度卻提高10%左右。對于天然沸石粉以5%～10%的超細(xì)粉代替水泥，流動性不變，強(qiáng)度也提高10%左右，用礦渣取代10%的水泥，混凝土的強(qiáng)度也提高10%左右，流動性也有所改善。硅粉和沸石粉的適宜摻量約為10%，礦渣約為25%。當(dāng)以硅粉，礦渣或粉煤灰復(fù)合摻加時，效果更好，兩者的適宜比例為硅粉10%，粉煤灰或礦渣15% 。而粉煤灰應(yīng)采用超量取代法摻入，超量取代系數(shù)為1.4～1.2,粉煤灰的適宜取代

52、量約為水泥量的25%，但應(yīng)這時為了達(dá)到改善混凝土強(qiáng)度與抗?jié)B性的目的，在常溫下至少需濕養(yǎng)護(hù)28天。</p><p>　　3.3.5 砂率的確定</p><p>　　高性能混凝土的砂率一般取決于骨料的級配和顆粒的形狀，水泥漿的流變性和混凝土的工作性，由于高性能混凝土中水泥漿體積相對較大，故砂率偏高，但砂的體積不超過骨料總體積的40%，通常對于28天抗壓強(qiáng)度為60～120MPa的高性能混凝土，砂

53、率大多在34%-44%的范圍內(nèi)，當(dāng)強(qiáng)度在80-100MPa之間時，砂率主要集中在38%-42%之間，且隨著混凝土強(qiáng)度的增高，砂率呈減少的趨勢。</p><p>　　3.3.6 高效減水劑的確定</p><p>　　為了獲得一定的坍落度，混凝土必須使用新型的減水劑，既能增大坍落度，又能控制坍落度的損失，以固體用量計，高效減水劑的摻量通常為膠凝材料總重的0.8%-2.0%,第一次試配摻加1%，

54、但為了同時獲得所要求的工作性，凝結(jié)性能和經(jīng)濟(jì)性，往往需要根據(jù)施工條件，通過多次實驗確定最佳摻量。</p><p>　　由以上可得出C30、C60的高性能混凝土配合比見下表3-2: 表3-2 HPC的配合比</p><p>　　第4章 高性能混凝土施工過程管理</p><p&g

55、t;　　高性能混凝土在材料選定與施工配合比確定之后，接下來的工作就是對具體的施工過程進(jìn)行管理控制。它包括高性能混凝土的攪拌、運輸、澆筑、振搗、泵送施工及養(yǎng)護(hù)等相關(guān)的工作。</p><p>　　4.1 高性能混凝土的施工工藝</p><p><b>　　4.1.1 攪拌 </b></p><p>　　HPC由于水膠比低、粘性大同時又有較高的密實性

56、要求， 對攪拌機(jī)的種類與攪拌工藝有一定的要求。因此，自落式攪拌機(jī)和翻轉(zhuǎn)攪拌機(jī)都無法滿足．應(yīng)采用臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)來攪HPC。 </p><p>　　不同的投料順序與拌合方式對HPC拌合物的性能有很大響，應(yīng)結(jié)合實際情況選用。當(dāng)采用雙錐式攪拌機(jī)時可用圖4-1表示的投料順序。在攪拌 HPC時，應(yīng)注意高效減水劑的投入時。應(yīng)在其它材料充分拌合后再加入，而不能使其與水泥接觸。則將嚴(yán)重影響HPC質(zhì)量并導(dǎo)致離析。若高效減水劑制成溶

57、液后加入，則在拌合水中扣除這部分溶液用水。</p><p>　　圖4-1 HPC的攪拌過程 </p><p><b>　　4.1.2 運輸 </b></p><p>　　從攪拌站到施工現(xiàn)場的運輸主要應(yīng)解決好坍落度損失問題。這就需要攪拌站和施工現(xiàn)場之間密切配合，使運送速度和澆筑速度相協(xié)調(diào)：運輸時應(yīng)盡可能縮短運輸?shù)牡缆泛蜁r間。采有效的保溫、防熱、防

58、雨和防風(fēng)措施。另外，還可以采用如下方法： </p><p>　　(1)分次添加高效減水劑。即在攪拌時加入一部分，在運輸中或運抵現(xiàn)場后再次投入余下部分。 </p><p>　　(2)使用載體流化劑，使高效減水劑逐漸緩慢的釋放出來或使用復(fù)合型高效減水劑。 </p><p>　　4.1.3 澆筑和振搗 </p><p>　　澆筑 HPC之前要作好準(zhǔn)

59、備工作，基于 HPC拌合物的特性，準(zhǔn)備工作應(yīng)注意以下兩點： </p><p>　　(1)對模板的要求 </p><p>　　由于HPC的坍落度大、流動性高，對模板的壓力增大，接近于液體壓力，因此設(shè)計時對側(cè)壓力的取值，對模板的選型、選材都要經(jīng)過特別的計算，同時還應(yīng)考慮模板的形狀和大小、配筋情況、澆筑速度和高度、凝結(jié)速度、環(huán)境溫度等因素。 </p><p>　　(2)對

60、填充性的檢查 </p><p>　　填充性是評價 HPC工作性的重要指標(biāo)，在某些有特殊要求或配筋復(fù)雜的情況下，混凝土拌合物的填充性決定了其硬化后的質(zhì)量，因此，在澆筑之前要作填充性檢查。方法是在泵送前的位置設(shè)置類似于結(jié)構(gòu)物的鋼筋阻礙物，以要求的速度通過，不能正常通過該裝置的混凝土則認(rèn)為填充不合格。環(huán)境溫度和水化熱對 HPC拌合物的坍落度和硬化后的強(qiáng)度都有較大的影響。減小水化熱的影響主要應(yīng)采取措施降低內(nèi)外溫差。在酷暑

61、期減小環(huán)境溫度對強(qiáng)度的影響，則應(yīng)采取一定的冷卻措施，如降低拌合物溫度，澆筑安排在夜間等。HPC并不就是免振自密實混凝土，不經(jīng)振搗的HPC強(qiáng)度和抗?jié)B性均有所降低。因此，短時間的振搗是必要的。針對HPC的高粘性，振搗工序應(yīng)采取相應(yīng)措施：澆筑薄板時．不宜將振搗棒水平拖動，宜采用小間距、淺插頻換插點的辦法；澆筑梁、柱或墻時，則應(yīng)上下振動，垂直緩慢拔棒，以免留下孔洞。</p><p>　　4.1.4 泵送施工 </p

62、><p>　　高性能混凝土泵送施工時，由于HPC材料或性能等造成的泵送困難問題應(yīng)采取相應(yīng)措施。泵送困難產(chǎn)生原因： </p><p>　　(1)從攪拌至泵送入模，經(jīng)歷時間太長，由此產(chǎn)生坍落度損失。 </p><p>　　(2)水灰比低，粘性高，故拌合物在泵送管內(nèi)流動的阻力大。 </p><p>　　(3)若外加劑的含氣量過度，氣泡將泵送壓力吸收．停

63、止加壓時又將其釋放不能對混凝土形成足夠的推力。 </p><p>　　相關(guān)的預(yù)防措施有以下幾種： </p><p>　　(1)考慮減水劑的添加方式(如分次添加)或在膠凝材料的選擇上采取措施，減小坍落度損失。 </p><p>　　(2)選用引氣作用適宜的高效減水劑。 </p><p>　　(3)增加泵送壓力和速度，輸送管不得使用鋁質(zhì)材料，以免

64、與堿性成分反應(yīng)生成氣體，增加含氣量。</p><p><b>　　4.1.5養(yǎng)護(hù)</b></p><p>　　混凝土的養(yǎng)護(hù)是混凝土澆筑成型以及在成型后硬化的早期階段，保護(hù)混凝土不受低溫、干燥、溫度激烈變化等有害影響以及振動、沖擊及荷載等作用，為了使混凝土結(jié)構(gòu)獲得充分的強(qiáng)度和耐久性所必不可少的一項工作。</p><p>　　高性能混凝土由于用水量

65、低、水灰比低、易發(fā)生自收縮而產(chǎn)生裂縫，所以澆筑搗實后，蓋上濕布或濕草簾進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù)，以保證內(nèi)部水分不逸散，是保證高性能混凝土性能的重要工藝措施。混凝土的強(qiáng)度來源于水泥的水化，而水化只有在被水充滿的毛細(xì)孔中才能發(fā)生。如果混凝土在干燥環(huán)境下養(yǎng)護(hù)，水泥水化作用會隨著水分的逐漸蒸發(fā)而停止，引起了千縮裂縫及結(jié)構(gòu)松散，從而影響其各技術(shù)性能。所以必須采取一定措施來控制水分蒸發(fā)，促使水泥最大程度的水化。當(dāng)質(zhì)量優(yōu)良的混凝土澆注于工作區(qū)中，養(yǎng)護(hù)是保證其在壽

66、命期內(nèi)獲得良好工作能的必要條件。養(yǎng)護(hù)對混凝土的耐久性也有重要影響，如果缺乏良好的養(yǎng)護(hù)操作，即使質(zhì)量優(yōu)良的混凝土也會劣化，引起混凝土結(jié)構(gòu)耐久性的降低。而在我國歷史建筑中，混凝土耐久性不足引起的結(jié)構(gòu)破壞問題非常嚴(yán)重。其原因之一是過去的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不考慮耐久性，忽視了結(jié)構(gòu)的壽命，加上養(yǎng)護(hù)管理不當(dāng)，施工偏差，致使結(jié)構(gòu)的破壞速度極快，達(dá)不到預(yù)定的目標(biāo)就需要加固處理，加重了國家、企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。再者水泥工業(yè)是一個高能耗、高污染的產(chǎn)業(yè)，若因為養(yǎng)護(hù)不良使

67、結(jié)構(gòu)的耐久性不高而導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)，勢必造成人居環(huán)境的破壞及能源的極度消耗，這在目前能源緊張的環(huán)境下，</p><p>　　高性能混凝土養(yǎng)護(hù)的具體措施應(yīng)在澆筑成型即用薄膜覆蓋，以免混凝土中的水分蒸發(fā)，終凝后即開始澆水，以保證環(huán)境濕度。灑水養(yǎng)護(hù)時間，對于采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7天，對于抗?jié)B性要求高的混凝土及高性能混凝土，不得少于14天，而且只有當(dāng)混凝土強(qiáng)度

68、達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的70%以上時，方可停止養(yǎng)護(hù)。為保證養(yǎng)護(hù)期內(nèi)的濕潤狀態(tài)，在一般氣溫下約15OC～20OC,開始養(yǎng)護(hù)的最初3天，每隔2～3天澆水一次，以后可視氣溫高低而調(diào)整澆水次數(shù)。當(dāng)日平均氣溫低于5 OC時，不得澆水養(yǎng)護(hù)，但混凝土表面仍需覆蓋。</p><p>　　4.2 生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制</p><p>　　高性能混凝土生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制，是指在生產(chǎn)過程中，根據(jù)規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)，對混凝土

69、性能進(jìn)行經(jīng)常性的抽檢，及時糾正偏差，以保持生產(chǎn)過程中混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定性。根據(jù)目前的施工體制，生產(chǎn)過程中控制階段包括了根據(jù)設(shè)計配合比進(jìn)行的工廠攪拌和現(xiàn)場施工，高性能混凝土生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制階段分為工廠控制和施工過程控制兩部分。</p><p>　　4.2.1 工廠生產(chǎn)控制</p><p>　　工廠生產(chǎn)控制包括了原材料質(zhì)量抽檢、含水率測定、配料、計量、攪拌、工作性評價、自檢試件留置等一系列工

70、藝過程的控制。通過繪制質(zhì)量管理圖(單值管理圖、移動平均管理圖、級差管理圖、移動級差管理圖等)進(jìn)行控制，對于異常變化趨勢的準(zhǔn)確判斷需要技術(shù)人員具有足夠的經(jīng)驗。在這一系列與質(zhì)量有關(guān)的活動中盡可能地提高各個工序的自動化程度，使用各種快速試驗方法，并盡量減少人員誤差，來保證高性能混凝土出廠時的質(zhì)量。工廠控制的一系列活動是由攪拌站來進(jìn)行，其目的是內(nèi)部質(zhì)量自檢和監(jiān)控生產(chǎn)的穩(wěn)定性。由于施工過程中的一系列因素的影響，僅僅工廠控制還不足以保證用于構(gòu)件高性

71、能混凝土的質(zhì)量。高性能混凝土的施工過程控制涉及了現(xiàn)場工作性檢查、運輸、評定試件留置、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)等工藝。目前的高性能混凝土質(zhì)量控制既存在體制上的缺陷，又存在技術(shù)上的不合理，生產(chǎn)的自動化和現(xiàn)場施工的手工化同時并存。生產(chǎn)的自動化并不能確?；炷恋馁|(zhì)量。多單位配合的生產(chǎn)工藝對高性能混凝土質(zhì)量控制來說弊大于利，生產(chǎn)和施工脫離，不利于明確責(zé)任，也不利于混凝土技術(shù)的進(jìn)步和推廣。假設(shè)所澆筑的構(gòu)件質(zhì)量出現(xiàn)問題，存在三種可能：工廠生產(chǎn)不合格或者現(xiàn)場施

72、工方法不正確，也有可能</p><p>　　4.2.2 施工過程控制</p><p>　　經(jīng)過工廠生產(chǎn)的嚴(yán)格控制，高性能混凝土的質(zhì)量在很大程度上決定于它的施工過程的質(zhì)量控制狀況。因為施工階段是高性能混凝土工程質(zhì)量形成最重要的階段，在施工過程中，受施工人員素質(zhì)、機(jī)具設(shè)備狀態(tài)及外部環(huán)境等因素變異的影響，使工程質(zhì)量的形成受到嚴(yán)重干擾。因此，施工過程中的質(zhì)量控制一直是人們極為關(guān)注的問題。要實現(xiàn)對高

73、性能混凝土施工過程的控制，就必須建立一種控制方法，這種方法應(yīng)該具有以下特點：</p><p>　　(1)首先這種控制方法必須要和高性能混凝土分項工程的最終合格驗收盡可能相一致，因為控制就是為了最大可能地要通過驗收。</p><p>　　(2)高性能混凝土的施工并不是一次完成，具有階段性，這種方法要能夠適合階段性操作。</p><p>　　(3)高性能混凝土的檢驗采取

74、抽樣檢驗，樣本數(shù)量一般較少，要能夠充分利用此前階段的樣本數(shù)據(jù)，能夠及時反映當(dāng)前的質(zhì)量狀況。</p><p>　　(4)通過對已澆筑批的強(qiáng)度數(shù)據(jù)來預(yù)測下一批高性能混凝土強(qiáng)度可能分布狀</p><p><b>　　況。</b></p><p>　　由于高性能混凝土的質(zhì)量控制是以質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)為最終控制目標(biāo)，用于評定的高性能混凝土試件的組數(shù)少于或者超過

75、10組，抗壓強(qiáng)度的質(zhì)量評定分別采用非數(shù)理統(tǒng)計和數(shù)理統(tǒng)計方法。高性能混凝土工程質(zhì)量控制分段進(jìn)行，試件組數(shù)一般少于10組，采用非統(tǒng)計法評定。當(dāng)整個工程的試件組數(shù)超過10組，需采用統(tǒng)計法評定。</p><p>　　4.3 施工后的質(zhì)量檢驗</p><p>　　為了保證高性能混凝土的實際質(zhì)量達(dá)到規(guī)定的合格質(zhì)量水平，除切實做好施工前控制和施工中質(zhì)量控制外，還應(yīng)進(jìn)行施工后控制，也就是合格控制。即在交付

76、使用前，根據(jù)規(guī)定的質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)對混凝土分項工程進(jìn)行合格驗收。高性能混凝土質(zhì)量的合格評定是整個控制系統(tǒng)中最后一道控制，其評定結(jié)果是對整個混凝土工程是否合格的最終評價。對于高性能混凝土質(zhì)量的施工前控制和施工中控制不夠健全和完善的情況下，為保證混凝土質(zhì)量符合規(guī)定的合格質(zhì)量水平，強(qiáng)度的合格控制就顯得尤為重要。但是應(yīng)該明確，合格控制只是一種延后控制，是為了保證結(jié)構(gòu)物安全而進(jìn)行的程序性驗收，在高性能混凝土質(zhì)量控制中僅是一種反饋控制。分項工程合格驗收

77、一般是在整個工程交工驗收之前才進(jìn)行的，一旦評定為不合格，引起的損失不可估量，所以高性能混凝土質(zhì)量控制的重點還是施工前控制和施工中控制階段。按照高性能混凝土的設(shè)計初衷，無疑應(yīng)該將耐久性指標(biāo)列入合格控制。但是由于高性能混凝土的設(shè)計過程己經(jīng)充分考慮了耐久性因素并進(jìn)行了相關(guān)指標(biāo)的快速試驗，所以仍舊將影響結(jié)構(gòu)安全的強(qiáng)度作為主要控制指標(biāo)。雖然合格控制對于高性能混凝土工程的施工過程質(zhì)量控制幫助不大，但是制定合理、科學(xué)的驗收方案對于保</p>

78、;<p><b>　　(1)批量的劃分</b></p><p>　　需要檢驗的一批產(chǎn)品中所包含的單位產(chǎn)品的總數(shù)叫批量。高性能混凝土批量的劃分首先應(yīng)該考慮生產(chǎn)的基本條件必須一致，這樣強(qiáng)度的分布才有比較明確的規(guī)律性，從中抽樣得到的樣本信息來估計整批混凝土的質(zhì)量才比較可靠。所以組成一個驗收批的混凝土應(yīng)具有相同強(qiáng)度等級，相同的設(shè)計要求齡期，以及相同的生產(chǎn)工藝條件和配合比。批量的劃分要合

79、理:劃分過大，一旦出現(xiàn)樣本強(qiáng)度通不過驗收標(biāo)準(zhǔn)，就會增加進(jìn)一步處置的工作量;但是批量過小，樣本容量也相應(yīng)減小，對總體質(zhì)量的判斷容易失誤。</p><p>　　(2)抽樣規(guī)則與樣本容量的確定</p><p>　　樣本原則上應(yīng)從同一批量中隨機(jī)抽取。由于檢驗?zāi)康牟煌?，試樣的取樣地點，養(yǎng)護(hù)條件和強(qiáng)度測試齡期要求也不同。在高性能混凝土的質(zhì)量控制過程中的強(qiáng)度試樣的取樣分為兩次:第一次取樣是在攪拌站的出料

80、口，用于各種性能的快速試驗和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)，主要目的是攪拌企業(yè)用于生產(chǎn)質(zhì)量控制，作為衡量生產(chǎn)狀態(tài)、配合比調(diào)整和出廠產(chǎn)品質(zhì)量保證的依據(jù);第二次取樣是在澆筑地點進(jìn)行，是為了保證澆筑到結(jié)構(gòu)的混凝土材料質(zhì)量，用于質(zhì)量合格驗收，也作為施工企業(yè)現(xiàn)場施工質(zhì)量控制使用。</p><p>　　目前的取樣方法是以三個150x 150x 150mm試塊為一組，用抗壓強(qiáng)度平均值作為樣本容量的一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以期減少試驗誤差，提供可靠的樣本信息。

81、勻質(zhì)性是高性能混凝土的一大特點，對于高性能混凝土可以選用兩個或者一個試塊為一組，作為樣本的一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)。這樣相同的試驗工作量可以獲得較大的樣本容量，從數(shù)理統(tǒng)計角度看是合理的，但是取樣工作應(yīng)該由專業(yè)人員進(jìn)行，對于每次取樣的組數(shù)根據(jù)需要確定。</p><p>　　第5章 高性能混凝土的耐久性的質(zhì)量控制</p><p>　　5.1高性能混凝土耐久性研究的意義</p><p&g

82、t;　　高性能混凝土是用于嚴(yán)酷環(huán)境中的結(jié)構(gòu)，最重要的是要有較好的長期性能和耐久性。高性能混凝土水灰比低、密實度高、體積穩(wěn)定性好，故耐久性好，這是高性能混凝土的特點。一般情況下，人們往往只對混凝土的強(qiáng)度特別感興趣,但是很多實際的混凝土結(jié)構(gòu)，卻由于耐久性不足而發(fā)生過早破壞，使設(shè)計強(qiáng)度也發(fā)生破壞。北海Stavanger近海混凝土鉆井平臺Alexander Kjell號1980年3月突然破壞，導(dǎo)致123人死亡。前蘇聯(lián)的切爾諾貝力核電站混凝土反應(yīng)

83、堆外殼開裂泄漏，造成了大面積的放射性污染，生態(tài)環(huán)境遭受了嚴(yán)重的破壞。在日本海沿岸，許多港灣建筑、橋梁等，建成后不到10年的時間，由于堿骨料反應(yīng)致使混凝土表面開裂、剝落，鋼筋銹蝕外露。在中國北京的三元立交橋橋墩，建成后不到兩年，個別地方發(fā)生“人字形”的裂紋，有人認(rèn)為也是堿骨料反應(yīng)所致。更嚴(yán)重的是1987年，山西大同市的鋼筋混凝土大水塔突然開裂毀壞，水流像山洪暴發(fā)一樣的沖下，造成人員很大的傷亡和建筑設(shè)施等嚴(yán)重毀壞。進(jìn)人20世紀(jì)70年代以來，

84、許多已建混凝土工程，特別是早年修建的橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施，由于混凝土老化而引起的問題日漸突出，其維修或更新不僅耗資巨大，而且還會嚴(yán)重擾</p><p>　　5.2 影響耐久性的各種性能的控制</p><p>　　5.2.1 滲透性能的控制</p><p>　　混凝土的抗?jié)B性是指混凝土在壓力水的作用下抵抗?jié)B透的能力。在鋼筋混凝土中，由于水分與空氣的滲透，會引起鋼筋的銹蝕。鋼

85、筋的銹蝕導(dǎo)致其體積增大，造成混凝土保護(hù)層的開裂與剝落，使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)失去其耐久性。</p><p>　　在高性能混凝土中，由于水灰比低，且以一部分礦物質(zhì)摻和料代替相應(yīng)的水泥，泌水離析現(xiàn)象得到相應(yīng)的解決，氫氧化鈣在界面上的富集與結(jié)晶定向排列得到了解決，界面的黏結(jié)強(qiáng)度比普通混凝土高，抗?jié)B性也相應(yīng)的提高。</p><p>　　高性能混凝土一般水灰比都比較低，而且摻入了部分超細(xì)礦物質(zhì)摻和料，其滲

86、透系數(shù)是比較低的。但對于耐久性來說，除了考慮水的滲透以外，還有一個重要方面，就是考慮氯離子滲透引起的對混凝土及鋼筋混凝土的破壞，而氯離子在水泥漿中的擴(kuò)散系數(shù)隨著溫度的提高而線性增大。氯離子的擴(kuò)散首先受到材料的孔分布控制。氯離子在大孔的擴(kuò)散，滲透比小孔容易，因此改善結(jié)構(gòu)可降低擴(kuò)散系數(shù)。提高高性能混凝土的抗?jié)B性能的有效途徑是摻入超細(xì)粉。</p><p>　　5.2.2 硫酸鹽腐蝕性能的控制</p>&l

87、t;p>　　高性能混凝土與外界硫酸鹽離子相接觸時，很容易受到腐蝕。這是由于水化作用的產(chǎn)物與硫酸鹽反應(yīng)以后，生成膨脹性的鹽，引起膨脹，使表層開裂或軟化。為了防止硫酸鹽對高性能混凝土的腐蝕，通常有幾種方法：（1）加入天然火山灰。 火山灰具有與石灰反應(yīng)的能力，可以改善混凝土的耐久性。（2）摻入粉煤灰。 Dustan提出了粉煤灰抗硫酸鹽侵蝕理論分析的概念，粉煤灰中CaO和Fe2O3含量對水泥混凝土抗硫酸鹽的影響的重要因素。（3）摻入高爐水

88、淬礦渣。由于高爐礦渣具有改善抗硫酸鹽的特性，在許多國家得到了廣泛的應(yīng)用。（4）加入硅粉。硅粉與水泥中的氫氧化鈣反應(yīng)，游離的氫氧化鈣低，硅粉能與鋁酸鹽反應(yīng)明顯地降低水泥漿中的能與硫酸鹽反應(yīng)生成膨脹性的復(fù)鹽。</p><p>　　5.2.3 堿-骨料反應(yīng)性能的控制</p><p>　　破壞高性能混凝土耐久性的各種主要因素中，最受關(guān)心的是由堿-骨料反應(yīng)造成的。它可分為堿-氧化硅反應(yīng)，堿-碳酸鹽反

89、應(yīng)及堿-硅酸鹽反應(yīng)。</p><p>　　堿-骨料反應(yīng)的機(jī)理是活性硅和水泥漿細(xì)孔溶液中堿的反應(yīng)。通過有關(guān)的實驗表明，礦物質(zhì)超細(xì)粉對堿-骨料反應(yīng)具有抑制作用。硅粉對堿-骨料的抑制作用是通過降低滲透性和改變孔結(jié)構(gòu)，它可降低全部氧化鈣和二氧化硅的比。天然沸石加入水泥漿中能通過離子交換而降低硬化水泥漿細(xì)孔溶液中的堿離子濃度。</p><p>　　5.2.4 凍融性能的控制</p>&

90、lt;p>　　高性能混凝土的凍害是由于混凝土細(xì)孔中的水分受到凍結(jié)，伴隨著這種相變，產(chǎn)生膨脹壓力，剩余的水分流到附近的空隙和毛細(xì)管中。在水運動過程中，產(chǎn)生的液體壓力，膨脹壓力及液體壓力，使混凝土被破壞。混凝土的抗凍害的影響因素有：（1）氣泡間隔系數(shù)。混凝土攪拌時引入空氣，硬化后成為氣泡殘留在混凝土中，對抗凍性影響最大的是氣泡的間隔系數(shù)。當(dāng)含氣量相同時，氣泡越細(xì)小氣泡間隔系數(shù)越小，抗凍害越有利。為了獲得良好的抗凍性，氣泡間隔系數(shù)應(yīng)控制

91、在200～250微米之間。（2）水灰比與養(yǎng)護(hù)條件。水灰比是決定混凝土的組織致密性，水灰比低，養(yǎng)護(hù)條件好，混凝土越致密，抗凍性能越好。（3）骨料對抗凍性的影響。高性能混凝土的水灰比相同，養(yǎng)護(hù)條件相同，使用的骨料不同，抗凍性也不同，而骨料對抗凍性的作用是吸水率的影響。混凝土中含有一定的引氣劑可大大改善抗凍性，當(dāng)混凝土強(qiáng)度與含氣量保持一個常數(shù)時，摻入礦渣可稍微改善抗凍性。</p><p>　　5.2.5 早期裂縫問題的

92、控制</p><p>　　混凝土，尤其是高性能混凝土，混凝土早期收縮較大，這是由于混凝土的水化熱大多數(shù)集中在早期釋放，而此時混凝土的抗拉強(qiáng)度和極限拉應(yīng)變相對較低，易造成混凝土的早期開裂，使混凝土抗?jié)B性降低，強(qiáng)度降低，嚴(yán)重危害混凝土的耐久性和正常使用。目前，有效地抑制混凝土早期干縮微裂縫及離析裂紋產(chǎn)生的主要途徑包括:降低混凝土的單方用水量;增加礦物超細(xì)粉用量，減小水泥用量;在混凝土中引入微小氣孔，減小混凝土總收縮值

93、;在混凝土中摻入纖維，避免連通毛細(xì)孔的形成;加強(qiáng)混凝土的早期濕養(yǎng)護(hù)等。</p><p>　　5.2.6 脆性問題的控制</p><p>　　試驗表明，當(dāng)混凝土強(qiáng)度較高時，其抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值會降低，即脆性變大，混凝土脆性增大的直接后果就是混凝土容易出現(xiàn)脆性開裂及發(fā)生破壞，防止混凝土脆性破壞通常是通過結(jié)構(gòu)上的設(shè)計來避免，如在構(gòu)件的受力區(qū)域布置鋼筋，但是由于混凝土本身的脆性并未得到改善，

94、往往使得構(gòu)件受拉區(qū)鋼筋的保護(hù)層首先發(fā)生開裂，進(jìn)而鋼筋開始銹蝕，而鋼筋的銹蝕又進(jìn)一步促進(jìn)混凝土的開裂，最終導(dǎo)致構(gòu)件的破壞，因而，提高混凝土本身的延性和韌性是非常重要的。而改善混凝土本身的脆性，提高混凝土的變形性能目前主要通過添加纖維來實現(xiàn)。</p><p>　　5.2.7 中性化問題的控制</p><p>　　硬化混凝土中，存在著水泥水化生成物氫氧化鈣等，是強(qiáng)堿性的，但是混凝土從表面吸收空氣

95、中的二氧化碳，漸漸地氫氧化鈣變成碳酸鈣，為此失去堿性，PH值降到8.5～10左右，這種現(xiàn)象稱之為中性化。混凝土中性化后，質(zhì)量、孔結(jié)構(gòu)、孔體積與強(qiáng)度等均發(fā)生變化，而最主要的影響是對鋼筋的腐蝕。在混凝土的組成中影響中性化的主要原因有水泥品種，骨料品種以及水灰比等，水灰比越低，中性化的速度越慢。抑制中性化的方法有提高混凝土氣密性或水密性方法和涂裝氣密性裝飾材料等。</p><p>　　第6章 實際工程中高性能混凝土的質(zhì)

96、量控制</p><p>　　高性能混凝土是混凝土技術(shù)的一個重要發(fā)展方向，其高強(qiáng)度、高耐久性、高施工性能以及高體積穩(wěn)定性等性能能夠適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高層、重載以及形式復(fù)雜化方向的發(fā)展。在我國高性能混凝土技術(shù)，已被國家建設(shè)部的“建筑施工企業(yè)技術(shù)進(jìn)步十年規(guī)劃”，混凝土高性能化將是該混凝土的重要特征。該技術(shù)的成功運用，特別是僅通過提高原材料質(zhì)量，優(yōu)化配合比，嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝、施工工藝、采用地產(chǎn)材料即可達(dá)到設(shè)計要求，

97、為高層超高層鋼筋混凝土建筑的興起提供了技術(shù)準(zhǔn)備。下面分析了一項實際工程中如何進(jìn)行高性能混凝土的質(zhì)量控制：</p><p><b>　　6.1 工程概況</b></p><p>　　徐州國際貿(mào)易中心位于徐州市古彭廣場北側(cè)，地上45層，地下2層，建筑高度為168m，為雙塔結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)方案為外框內(nèi)筒，全部采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土。該建筑物建成后是徐州乃至江蘇長江以北地區(qū)的最高建筑，

98、因而具有重要的政治和經(jīng)濟(jì)意義。在該項工程中運用了C80的高性能混凝土。</p><p>　　6.2 具體施工過程的質(zhì)量控制</p><p><b>　　(1)材料選擇控制</b></p><p>　　施工時采用常規(guī)地產(chǎn)材料，單方水泥用量控制在450kg，采用大摻量粉煤灰，并加入新型外加劑，該外加劑采用聚梭酸系和萘系復(fù)合，該混凝土采用泵送工藝。C

99、80高性能混凝土總體來說混凝土比較粘稠，單方用水量較小，外加劑敏感，對砂石等材料要求高。</p><p>　?、僭牧?根據(jù)工程情況本次施工為7月份，屬高溫季節(jié)，砂子、石子應(yīng)作遮陽處理，水采用地下水。</p><p>　　②水泥 選用的是徐州淮海水泥廠產(chǎn)巨龍52.5P水泥使用溫度≤85℃且28天后的強(qiáng)度≤60MPa，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量≤0.270 kg/m3。</p><

100、;p>　?、鄯勖夯?彭城電廠或徐州電廠產(chǎn)I級灰，需水量比≤95%，進(jìn)貨前應(yīng)向供應(yīng)商提出品質(zhì)穩(wěn)定要求。</p><p>　?、芡饧觿?采用江蘇省建筑科學(xué)研究院研制并生產(chǎn)的JM一100混凝土增強(qiáng)劑，該外加劑應(yīng)達(dá)到如下技術(shù)條件：減水率大于28%，且增強(qiáng)效果明顯，2小時內(nèi)混凝土塌落度損失率小于20%,具有顯著降低水泥早期水化熱的性能,與所選用的水泥適應(yīng)性好,且堿含量和氯離子含量低。</p><

101、;p>　?、萆白?選用潔凈的天然江砂或河砂，細(xì)度模數(shù)大于2.8，含泥量小于1.0%，泥塊含量小于0.5%。亦可采用清洗工藝，但應(yīng)提前清洗，自然堆放好后，進(jìn)行翻堆，使含水率小于4%。</p><p>　?、奘?選用質(zhì)地堅硬的石灰?guī)r或玄武巖，且不具有活性，母巖強(qiáng)度大于100MPa，石子壓碎值小于8，石子級配符合連續(xù)級配要求，最大顆粒不大于25mm。針片狀顆粒含量不大于5.0%，含泥量不大于0.5%，泥塊含

102、量不大于0.2%，不得混入風(fēng)化顆粒，石子采用清洗工藝。</p><p><b>　　(2)生產(chǎn)過程控制</b></p><p>　　①投料 投料前試驗室須向攪拌樓控制室提供混凝土配合比及坍落度流動控制值。試驗室應(yīng)每班檢測兩次骨料含水率，如因外界影響需調(diào)整配合比時應(yīng)及時檢測骨料含水率。外加劑池必須處于攪拌狀態(tài)，使溶液均勻，其濃度由試驗室標(biāo)定。上料前需檢查上料系統(tǒng)的設(shè)備

103、運輸是否正常，嚴(yán)防產(chǎn)生混料，外加劑應(yīng)與水一起加人。</p><p>　　②混凝土攪拌 混凝土攪拌時間應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，并延長攪拌時間45s～60s，以保證拌和料均勻。</p><p>　?、刍炷脸隽?混凝土出料時，操作工應(yīng)目測混凝土和易性和流動性。試驗室應(yīng)每班不少于3次檢測坍落度、流動度，并制作混凝土試塊，在每一個工作班內(nèi)，如配合比由于外界影響而波動時，應(yīng)及時檢測。當(dāng)出料混凝土坍落度超