第一章高性能溷凝土发展史0906课件.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 高性能混凝土与传统混凝土的区别 由于HPC的低水胶比和掺加大量活性矿物细掺料与使用高效外加剂，尤其是前两者的复合作用，与传统的常规混凝土有着本质区别。 由于水胶比低、用水量少及水化作用不同于常规混凝土，HPC由水化引起的早期自收缩率大大超过常规混凝土，但总收缩率较低，必须十分重视初凝后即开始的早期养护。 HPC中由于存在大量活性矿物掺合料，使水泥石的组分结构发生很大改变： ①Ca(OH)2晶体：传统水泥混凝土的水泥石中占20-25％,HPC的水化结构中可以大大减少以至消除； ②C-S-H凝胶的钙硅比下降，低钙硅比的C-S-H凝胶品质要好得多。水化产物的形貌更细致。 ③当HPC水化程度只及常规混凝土60％时，两者结构强度相近。从长期角度来说,HPC水化程度提高后，凝胶数量增多，强度、密实性继续提高。 ④孔数量与结构的不同：常规混凝土、水泥石孔分布集中在100～200?，凝胶孔隙率26.7％；高性能混凝土、水泥石孔分布集中在20?，凝胶孔隙率18.8％，HPC具有很高的密实性。 ⑤骨料与水泥基材料界面有明显不同，薄弱的界面得到强化。 性能与功能上的差别是极为悬殊的，尤其体现在耐久性上的巨大差别。 高性能混凝土的组成与结构 (1)高性能混凝土的界面结构和性能 (2)高性能混凝土结构的模型 胶凝材料与混凝土界面 水泥作为一种胶凝材料，与陶瓷、玻璃等硅酸盐材料除了化学成分相近以外，并没有共同之处。用它粘结粗细骨料、钢材、纤维等形成的复合材料，是多相非均质的材料。 Mehta在《混凝土：微结构，性能与材料》一书中对此做了精辟的论述 ，他认为：“混凝土微结构高度的非均质和动态的本质，是对预测工程材料通常很有帮助的微结构－性能关系模型，对混凝土则没有多少实用价值的首要原因。 然而，绝大多数研究至今仍聚焦硬化浆体的微结构(其孔径为nm级，比掺引气外加剂剂引入的μm级气孔要小3个数量级，而界面过渡区的孔径则可能还要大3个数量级，即mm级。 裂缝扩展的路径和方向 骨料 水泥石 骨料周围的过渡区 薄弱的过渡区 骨料 水 可见泌水 内泌水 骨料 过渡区 水泥石本体 C-S-H CH 钙矾石 骨料 氢氧化钙 钢筋 沉降裂缝 水囊 混凝土表面 混凝土沉降形成的缝隙 钢筋 混凝土 钢纤维 双膜 氢氧化钙 水泥浆本体 多孔层 (1) 高性能混凝土的界面结构和性能  高性能混凝土的界面特点主要也是由低水胶比和掺入外加剂与矿物细粉带来的： 低水胶比提高了水泥石强度和弹性模量，使水泥石和集料弹性模量的差距变小，使界面处水膜层厚度减少，晶体生长的自由空间减少； 掺入的活性矿物细粉与Ca(OH)2反应后，会增加C-S-H和AFt，减少Ca(OH)2含量，并且干扰水化物的结晶，因此水化物结晶颗粒尺寸变小，富集程度和取向程度下降，硬化后的界面孔隙率也下降。 (2) 高性能混凝土结构的模型 1) 孔隙率很低，基本上不存在大于100nm的大孔。 2) 水化物中Ca(OH)2减少，C-S-H和AFt增多。 3) 未水化颗粒多，未水化颗粒和矿物细粉等各级中心质增多（H/L增大），各中心质间的距离缩短，有利的中心质效应增多，中心质网络骨架得到强化。 4) 界面过渡层厚度小，并且孔隙率低、Ca(OH)2数量减少，取向程度下降，水化物结晶颗粒尺寸减少，更接近于水泥石本体水化物的分布，因而得到加强。 科学技术的任务已从过去“最大限度向自然索取财富”变为合理利用资源，保护环境及保持生态平衡。绿色高性能混凝土将是多少代混凝土工作者的奋斗目标。 ------------吴中伟 * * * * * * * * * * 青藏公路三叉河大桥被冻融破坏的混凝土墩 美术馆地下室顶板钢筋锈蚀情况 3、水泥的功与过 ⑴ 水泥之功，功不可没 应该说水泥与现代建筑紧密相连，“没有水泥，就没有今天的世界”。 水泥－→混凝土－→建筑设计 砂浆－→建筑施工 可以说水泥是一剂灵丹妙药，它使建筑这个行业完成了一次本质性的跨跃。今天的大跨度桥梁、海底隧道、高层建筑、水库大坝都离不开水泥。 水泥之所以如此重要是因为它有优良的胶凝性能。四大类型矿物，可以在短时间内水化形成坚强的石状结构，且在大气、水中稳定存在。应该是一