高性能混凝土性能研究及工程应用

论文摘要

混凝土是现代工程结构的主要材料,高性能混凝土(High Performance Concrete)是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。本文通过回顾混凝土技术的发展历程及现状,讨论了目前水泥混凝土技术的发展趋势。当前一个时期混凝土技术发展的主要趋势为高强化、高性能化、绿色化、高技术化和复合化。阐述了目前高性能混凝土(HPC)的定义、组成、组织结构、性能、配合比设计及养护还有其对混凝土性能的影响。在工程中要配制高性能混凝土离不开外加剂,不同的外加剂可以影响新拌混凝土各个方面性能,可以提高和改善新拌混凝土的流动性、粘聚性和保水性。外加剂对混凝土的力学性能及耐久性能也起着至关重要的作用,可有效降低混凝土的收缩,降低水化放热速度,提高混凝土抵抗外界介质侵蚀的能力,外加剂种类和性能直接决定了混凝土性能的优劣。在现代混凝土中,矿物掺合料已经与水泥、集料、水、外加剂同样重要,成为混凝土中的一个组分。粉煤灰和矿渣均能明显降低水化,降低温升,延缓水泥的水化放热,明显降低混凝土的绝热温升。因为粉煤灰和矿渣微粉在水泥混凝土中部具有三个基本效应,即形态效应、火山灰效应和微集料效应,有利于改善混凝土和易性和坍落度保持能力。混凝土中掺入一定量的粉煤灰还可以减少收缩,明显抑值混凝土徐变性能,从而提高混凝土结构的质量和耐久性。高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比,选用优质原材料,并除水泥、集料外,必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。要实现混凝土的高性能化,应以耐久性和抗裂性为目标进行原材料优选和配合比设计。本文提出了配制高性能混凝土的原材料性能指标和技术要求,并提出了保证高性能混凝上的原材料技术要求,关键配合比参数,提出了以耐久性为主、同时考虑抗裂性、工作性和强度的高性能混凝土配合比设计新方法。养护是获得高性能混凝土的重要环节,但目前对于养护效率评价的手段十分有限,很难确定现场养护的状况,使得养护在施工过程中常常被忽视,从而影响混凝土的性能,尤其是耐久性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高性能混凝土产生的背景
• 1.2.1 混凝土的发展简况
• 1.2.2 高性能混凝土产生的背景
• 1.3 高性能混凝土的定义
• 1.4 高性能混凝土的研究现状
• 1.4.1 高性能混凝土国外研究现状
• 1.4.2 高性能混凝土国内研究现状
• 1.5 论文研究的目的和意义
• 1.6 论文研究的内容
• 第二章 高性能混凝土组成、结构及其与性能的关系
• 2.1 高性能混凝土的组成
• 2.1.1 水泥
• 2.1.2 集料
• 2.1.3 水
• 2.1.4 外加剂
• 2.1.5 矿物掺合料
• 2.2 高性能混凝土的结构
• 2.2.1 高性能混凝土的微观结构
• 2.2.2 高性能混凝土的界面结构和性质
• 2.3 高性能混凝土的特征
• 2.3.1 普通混凝土与高性能混凝土特征指标的差异
• 2.3.2 普通混凝土与高性能混凝土组成材料的差异
• 2.3.3 普通混凝土与高性能混凝土水胶比的差异
• 2.3.4 普通混凝土与高性能混凝土微观结构的差异
• 2.3.5 普通混凝土与高性能混凝土宏观性能的差异
• 2.4 高性能混凝土的性能分析
• 第三章 高性能混凝土的配合比试验
• 3.1 高性能混凝土的设计方法
• 3.2 高性能混凝土配合比设计步骤
• 3.3 高性能混凝土配合比试验
• 3.3.1 配合比的正交设计
• 3.3.2 混凝土的制备与试验
• 3.3.3 正交试验的分析及最佳配合比的确定
• 3.4 高性能混凝土的受压破坏过程
• 第四章 高性能混凝土试验结果的机理分析
• 4.1 受压混凝土破坏的演化过程及内在机理
• 4.2 混凝土的强度理论
• 4.3 粉煤灰掺量对混凝土强度的影响及机理分析
• 4.4 硅灰掺量对混凝土强度的影响及机理分析
• 4.5 矿物掺合料（粉煤灰和硅灰）双掺对混凝土强度影响及机理分析
• 第五章 高性能混凝土的养护及养护对其性能的影响
• 5.1 高性能混凝土的养护
• 5.1.1 养护的概念
• 5.1.2 高性能混凝土养护的特殊性
• 5.1.3 高性能混凝土养护的研究进展
• 5.2 高性能混凝土养护效率评价方法的研究
• 5.2.1 表面渗透性能评价
• 5.2.2 电性能评价
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表