现代混凝土设计-高礼雄.ppt

现代混凝土的设计理念与工程实践 高 礼 雄 博士 石家庄铁道学院 早期混凝土的特征 早期混凝土——组分少（仅有粗细骨料、水泥和水） 早期混凝土的设计——大量工程实践经验的总结——符合工程实际的需要 混凝土设计——基本组分的比例 现代混凝土的特征 1） 组分明显增多 2） 水灰比（水胶比）变化范围可以很大 3） 拌合物的工作度变化范围可能很大 4） 不同组分对水胶比、工作度的影响各异 使现代混凝土设计面临极大的挑战 用整体论方法指导配合比设计 以实际工程对混凝土性能的要求、原材料以及施工环境条件为依据进行配合比设计： 综合考虑组分材料的特性、工作性能要求、强度龄期要求（包括拆模、预应力张拉等）、相关耐久性要求、施工期温度变化范围（环境和混凝土本体）和以往经验的积累，提出一个大致预估范围，并根据温度可能波动幅度，确定预拌试验配合比；再根据预拌结果进行调整、优化并尽可能通过试浇注，以得到一整套适应不同温度范围浇注的最终配合比设计。 耐久性 通常认为结构物的耐久性不足，既不是设计，也不是材料的原因所引起。大多数情况下，都认为是施工操作不当的责任。混凝土振捣和养护不当、钢筋保护层不足以及接缝渗漏是施工存在问题的一些例子。然而现今一个严重的问题是：许多新结构的施工操作和过去保持一致，而过早劣化的现象却在不断增多。这意味着除非我们深入地了解现今的建设实践，深刻地认识影响混凝土结构劣化的主要原因，否则混凝土结构过早劣化的现象还将以很高的速度不断延续。 裂缝-耐久性关系 根据混凝土劣化的整体模型，不是强度，而是混凝土的坚固性（没有裂缝）对其运行条件下保证混凝土的水密性和耐久性起关键的作用。 P. K. Mehta. Durability-Critical Issues for the Future. Concrete International July 1997. 高性能混凝土 工作度满足所用工艺和浇注构件的需要 强度发展满足设计和施工需要 不出现或少出现可见裂缝 满足环境条件要求的相关耐久性能 * * 是套用检验产品质量的方法—— 固定其他参数，只变更产品样本进行比较。这种方法适用于评价产品质量的稳定性，但用于设计混凝土这类工程材料，就很容易脱离工程实际、脱离整体 。 现行混凝土设计方法 实例 175 175 175 175 水 0.50 1.6 680 1150 105 245 0.50 1.6 680 1150 70 280 0.50 1.6 680 1150 35 315 0.50 1.6 680 1150 0 350 水胶比 外加剂 砂 石子 粉煤灰 水泥 C30掺粉煤灰混凝土配合比设计示例(kg/m3) 150 200 1220 680 1.6 105 0.30 科学思想分为两大派系：整体论（综合）与还原论（分解），过去整体论用得最普遍——中医辨证施治可为一例。近代科研手段精进，还原论用得更为普遍。即将科研对象还原或分解到可能达到的最小单位，进行具体的量化研究，还原论对当代自然科学与技术科学的发展，已产生很大作用，但缺点是分得愈细，愈易脱离整体和实际，因此无法从整体来全面有效地解决问题或认识事物的本质。 吴中伟 绿色高性能混凝土与科技创新 建筑材料学报 第1卷第1期 1998年3月 对高性能混凝土的误区 高工作度 高强度 高耐久性 —可泵送的高强混凝土 —掺有矿物掺合料的混凝土 工作度 Workability 1）碾压混凝土 拌合物需要足够地干硬以支撑非常沉重的振动压实机械不致下陷而正常地行进和工作。 2）低塑性混凝土 拌合物需要具备适当的坍落度(2~5cm)，使摊铺机正常地行进和工作。 3）自密实混凝土 拌合物的流动性和粘聚性良好，在没有外加振捣的条件下能够成型密实。 高强混凝土与开裂 高强混凝土已被证明是对早期开裂非常敏感的材料。这不仅是水化热的结果，由于自干燥作用产生的自收缩和硫酸盐相的化学反应，可能也是重要起因。结构混凝土或大体积混凝土意外地出现开裂，不能总是归因于现场工程师缺乏经验，该领域里许多问题尚缺乏了解，激发全世界许多人去进一步开展研究。 Thermal Cracking in Concrete a