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1、10-8 高性能混凝土高性能混凝土是用现代混凝土技术制备的混凝土。 它是相对于普通混凝土而 言，因而它不是混凝土的一个品种， 而是以广义的动态的可持续发展为基本要求 并适合工业化生产与施工的混凝土的组合。 高性能混凝土的基本条件是有与使用 环境相适应的耐久性、工作性、体积稳定性和经济性。高性能混凝土水化硬化特点： 高性能混凝土配制的特点是低水胶比、 掺用高 效减水剂和矿物细掺料， 因而改变了水泥石的亚微观结构， 改变了水泥石与骨料 间界面结构性质， 提高了混凝土的致密性。 高性能混凝土的制备不应该仅是水泥 石本身，还应包括骨料的性能，配比的设计，混凝土的搅拌、运输、浇筑、养护 以及质量控制，这
2、也是高性能混凝土有别于以强度为主要特征的普通混凝土技术 的重要内容。10-8-1 高性能混凝土原材料1水泥并不是所有水泥都适合配制高性能混凝土， 配制高性能混凝土的水泥应该有 更高的要求，除水泥的活性外，应考虑其化学成分、细度、粒径分布等的影响。 在选择时应考虑下述原则：（1）宜选用优质硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。无论是在水泥出厂前还是 在混凝土制备中掺入的矿物掺合料， 都需要比水泥熟料更大的细度和更好的颗粒 级配。（2）宜选用 42.5 级或更高等级的水泥。如果所配制的高性能混凝土强度等 级不太高，也可以选用 32.5 级水泥。（3）应选用 C3S 含量高、而 C3A 含量低（少于 8%）的
3、水泥。 C3A 含量过 高，不仅水泥水化速度加快， 往往会引起水泥与高效外加剂相互适应的问题， 不 仅会影响超塑化剂的减水率， 更重要的是会造成混凝土拌合物流动度的经时损失 增大。在配制高性能混凝土时，一般不宜选用C3A 含量高、细度细的 R 型水泥。（4）水泥中的碱含量应与所配制的混凝土的性能要求相匹配。在含碱活性 骨料应用较集中的环境下，应限制水泥的总碱含量（Na2O+0.658K2O）不超过0.6%。（5）在充分试验的基础上，考虑其他高性能水泥。2外加剂 用于高性能混凝土的外加剂主要是高效减水剂，其次还有缓凝剂、引气剂、 泵送剂等。（1）高效减水剂高性能混凝土离不开高效减水剂。 任何一种
4、外加剂都有一个与水泥等胶凝材 料适应性问题，应通过试验来确定。高效减水剂的减水率应该在 20%以上，有时甚至高达 25%以上；普通减水 剂不仅减水率低（一般 10%以下），而且掺量较低（如木钙不能超过 0.3%），超 过了反而有害， 而高效减水剂则可高比例掺入水泥， 除经济因素外， 对混凝土并 无不利影响。 常用的高效减水剂主要是三聚氰胺系、 萘系和胺基磺酸盐系。 目前 国内高效减水剂以萘系为主，产品型号有 NF、UNF 、FDN 、NSZ、DH 、SN 及 NNO 等。三聚氰胺系为树脂类高效减水剂，产品型号有 SM 、JZB-1、SP401 等。 胺基磺酸盐系有 AN3000、 DFS-II
5、 等。为了改善高效减水剂的性能， 降低成本， 常常将高效减水剂与缓凝剂一起使 用。通过优化各外加剂的比例和掺量， 可以获得改善混凝土强度增长性质， 改善 拌合物工作性和减少流动性经时损失。 目前我国生产的高效减水剂产品多是这样 复合配制而成的，有时在复合配制时掺入“载体”以降低成本，如此对配合比设 计带来麻烦。 建议选购合适的高效减水剂母体， 再根据性能要求和所用原材料进 行试配。即使同为萘系高效减水剂， 不同生产厂家使用的原料和工艺也不尽相同， 这更提出了注重复合配制和试配的重要性。（2）其他外加剂在高性能混凝土中， 为了改善拌合物及硬化后混凝土的性能， 常常也引入一 些其他的外加剂，如缓凝
6、剂、引气剂、防冻剂、泵送剂等。预拌混凝土的大量使用， 常常需要调剂混凝土拌合物的凝结时间， 在夏季施 工以及大体积混凝土施工中更为突出，往往需要复合使用缓凝剂。缓凝剂的缓凝效果和水泥组成、 水胶比、缓凝剂掺入顺序、 外界环境等有关。 如 C3A 和碱含量低的水泥，缓凝效果较好；在混凝土搅拌 24min 后掺入，比将 缓凝剂加入拌合水中，凝结时间可延长 23h。掺有粉煤灰的高性能混凝土，凝 结时间随掺量增大而不断延缓， 掺矿渣粉或硅粉等对凝结时间影响相对较小。 不 同缓凝剂亦存在与高效减水剂和水泥的相容性问题，应通过试验确定。引气剂配制高性能混凝土， 虽然混凝土的强度等级不是很高， 但提高了混凝
7、 土的工作性和均质性， 改善了混凝土的抗渗性和抗冻性。 用于混凝土的引气剂主 要是聚乙二醇型的非离子表面活性剂。 引气剂在混凝土中形成大量均匀分布、 稳 定而封闭的微小气泡，可以进一步提高混凝土的流动性和改善混凝土的耐久性。 但是由于气泡的引入提高了混凝土的孔隙率， 因而使混凝土的强度及耐磨性有所 降低。加入引气剂的混凝土，必须采用机械搅拌，搅拌时间不小于3mi n,也不宜大于5min，采用插入式振动器时，振动时间不应超过 20s。3矿物细掺合料矿物细掺合料是高性能混凝土的主要组成材料， 它起着根本改变传统混凝土 性能的作用。 在高性能混凝土中加入较大量的磨细矿物掺合料， 可以起到降低温 升，
8、改善工作性，增进后期强度，改善混凝土内部结构，提高耐久性，节约资源 等作用。其中某些矿物细掺合料还能起到抑制碱 -骨料反应的作用。可以将这种 磨细矿物掺合料作为胶凝材料的一部分。 高性能混凝土中的水胶比是指水与水泥 加矿物细掺合料之比。矿物细掺合料不同于传统的水泥混合材， 虽然两者同为粉煤灰、 矿渣等工业 废渣及沸石粉、 石灰粉等天然矿粉， 但两者的细度有所不同， 由于组成高性能混 凝土的矿物细掺合料细度更细， 颗粒级配更合理， 具有更高的表面活性能， 能充 分发挥细掺合料的粉体效应， 其掺量也远远高过水泥混合材。 如磨细矿渣的掺量 可以占胶凝材料总量的 70，甚至到 80。高性能混凝土应首选用需水量小的 矿物细掺合料。不同的矿物细掺合料对改善混凝土的物理、 力学性能与耐久性具有不同的效 果，应根据混凝土的设计要求与结构的工作环境加以选择。 使用矿物细掺合料与 使用高效减水剂同样重要，必须认真试验选择。（1）粉煤灰高性能混凝土所用粉煤灰从原材料上有所要求， 要选用含碳量低、 需水量小