高性能混凝土技術(shù)介紹

      1、混凝土裂縫防治技術(shù)

      （1）主要技術(shù)內(nèi)容

      混凝土裂縫已成為混凝土工程質(zhì)量通病，如何防治混凝土裂縫是工程技術(shù)人員迫切希望解決的技術(shù)難題。然而防治混凝土裂縫是一個(gè)系統(tǒng)工程，包括設(shè)計(jì)、材料、施工中每一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。本技術(shù)主要是敘述防治裂縫的一些關(guān)鍵技術(shù)，提高混凝土抗裂性能，從而達(dá)到防治混凝土裂縫的目的。本技術(shù)的主要內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施、混凝土原材料（水泥、摻合料、細(xì)骨料、粗骨料）的選擇、混凝土配合比對(duì)抗裂性能影響因數(shù)、抗裂混凝土配合比設(shè)計(jì)以及抗裂混凝土配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)方法以及施工中的一些技術(shù)措施等。

      （2）技術(shù)指標(biāo)

      對(duì)于如何評(píng)價(jià)混凝土厚材料及混凝土抗裂性能，本技術(shù)提供了相應(yīng)的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，使其具有可操作性。

      （3）適用范圍

      本技術(shù)適用于具有較高抗裂要求的混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、原材料的選擇、抗裂混凝土配合比的設(shè)計(jì)和施工以及對(duì)混凝土抗裂性能的評(píng)價(jià)。

      （4）已應(yīng)用的典型工程

      已在試點(diǎn)工程中應(yīng)用，取得良好的效果。并給出具體的工程實(shí)例。

      2、自密實(shí)混凝土技術(shù)

      （1）主要技術(shù)內(nèi)容

      混凝土在自重的作用下，不采取任何密實(shí)成型措施，能充滿整個(gè)模腔而不留下任何空隙的勻質(zhì)的混凝土稱之為自密實(shí)混凝土。本技術(shù)提供的主要技術(shù)內(nèi)容：對(duì)混凝土原材料的技術(shù)要求、自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)要點(diǎn)即流動(dòng)性、充填性、抗離析性以及保塑性和自密實(shí)混凝土配合比設(shè)計(jì)等。

      （2）試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)

      本技術(shù)給出了相應(yīng)的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)，并給出如阿在工地控制自密實(shí)混凝土拌合物性能的具體規(guī)定。

      （3）使用范圍

      適用于難以用機(jī)械振搗的混凝土的澆筑。由于自密實(shí)混凝土細(xì)粉含量較大，更應(yīng)重視混凝土抗裂性能。在采取抗裂措施的情況下，自密實(shí)混凝土抗裂性能相對(duì)較差。不適用于連續(xù)墻、大面積樓板的澆筑。

      （4）工程應(yīng)用實(shí)例

      本技術(shù)給出了自密實(shí)混凝土在深圳賽格廣場(chǎng)鋼管混凝土應(yīng)用實(shí)例。從混凝土原材料的選擇、混凝土配合比設(shè)計(jì)、混凝土拌合物驗(yàn)證性試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)直至現(xiàn)場(chǎng)施工，敘述了自密實(shí)混凝土技術(shù)的全過程，并制訂了《自密實(shí)混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》、《生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》和《施工技術(shù)規(guī)程》以確保自密實(shí)混凝土的施工質(zhì)量。

      3、混凝土耐久性技術(shù)

      （1）主要技術(shù)內(nèi)容

      在以往的混凝土配合比設(shè)計(jì)中，主要考慮的是強(qiáng)度指標(biāo)，對(duì)耐久性考慮較少。高性能混凝土以高工作性、高強(qiáng)度、高耐久性為特征，區(qū)別于普通混凝土。對(duì)于海洋工程、噴灑化冰鹽的公路與橋梁工程、鹽漬地區(qū)的工程，由于氯鹽侵入混凝土導(dǎo)致鋼筋銹蝕，引起混凝土膨脹開裂，嚴(yán)重影響了建筑物使用壽命。提高其耐久性的最重要的技術(shù)措施就是采用高抗氯離子滲透性的高性能混凝土，從根本上提高混凝土本身的護(hù)筋性能。采用常規(guī)材料、常規(guī)工藝可以在常溫下配制出抗氯離子滲透能力和抗凍融能力都較強(qiáng)的高性能混凝土。配制的關(guān)鍵在于選用與水泥相匹配的高效減水劑，在水膠比不大于0.35的條件下，使用粉煤灰、磨細(xì)礦渣粉、硅粉等礦物摻和料替代部分水泥作膠凝材料。這些磨細(xì)礦物摻和料在拌制的混凝土中發(fā)揮填充效應(yīng)和火山灰反應(yīng)，使混凝土變得更加致密，從而降低混凝土的滲透性。降低混凝土拌和物的用水量，采用低水膠比是提高混凝土耐久性的關(guān)鍵。

      （2）技術(shù)指標(biāo)

      抗氯鹽污染高性能混凝土耐久性的檢驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行水運(yùn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水運(yùn)工程混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》JTJ269的有關(guān)規(guī)定，且表征其氯離子滲透性的電通量不應(yīng)大于1000庫(kù)侖。我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》JTJ27 5-2000對(duì)海港工程混凝土結(jié)構(gòu)要求的高性能混凝土提出了如下技術(shù)指標(biāo)：

      對(duì)混凝土原材料也提出了相應(yīng)技術(shù)要求。減水劑的減水率不低于20％。摻和料應(yīng)選用細(xì)度不小于4000 cm2／g的磨細(xì)高爐礦渣、I、II級(jí)粉煤灰和硅粉等。細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)在2.6-3.2之間。粗骨料最大粒徑不宜大于25mm。在進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)通過降低水膠比和調(diào)整摻和料的摻量使抗氯離子滲透性指標(biāo)達(dá)到規(guī)定要求?；炷翑嚢钁?yīng)采用強(qiáng)制攪拌機(jī)，攪拌時(shí)間應(yīng)比常規(guī)混凝土廷長(zhǎng)4Os以上?；炷聊婧?，應(yīng)立即覆蓋。終凝后，混凝土頂面應(yīng)立即開始持續(xù)潮濕養(yǎng)護(hù)，在常溫下，至少養(yǎng)護(hù)15d。

      （3）適用范圍

      適用于海洋工程、冬季撒除冰鹽的公路與橋梁工程、鹽漬地區(qū)和距離海洋較近的岸上建筑物等處于氯鹽污染環(huán)境下的建構(gòu)筑物。

      （4）已應(yīng)用的典型工程

      該技術(shù)性價(jià)比較高，原材料容易獲得，配制工藝簡(jiǎn)單。所以近幾年來已經(jīng)在南北方的各類港口和跨海大橋工程中應(yīng)用。如上海洋山深水港工程、東海大橋、杭州灣大橋、鹽田港集裝箱碼頭、援巴基斯坦瓜達(dá)爾碼頭工程等。

      采用抗氯鹽污染的高性能混凝土較普通混凝土的單價(jià)提高相當(dāng)有限，但與其耐久性壽命成倍提高的效果相比，大大降低了建筑物的服務(wù)周期成本，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著，應(yīng)用前景十分廣闊。

      4、水混凝土技術(shù)

      清水混凝土是指結(jié)構(gòu)混凝土硬化后不再對(duì)其表面進(jìn)行任何裝飾，以混凝土本色直接作為建筑物的外飾面。以清水混凝土作為裝飾面，對(duì)美觀、色差、表面氣泡等方面都有很高要求，因此在混凝土配制、生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護(hù)等方面都應(yīng)采取相應(yīng)的措施。

      （1）　主要技術(shù)內(nèi)容

      ①混凝土配制

      混凝土應(yīng)使用同一種原材料和相同的配合比，混凝土拌合物應(yīng)具有良好的和易性、不離析、不泌水。

      礦物摻合料作為混凝土不可缺少的組分，在考慮摻合料活性的同時(shí)，充分利用各種摻合料的不同粒徑，在混凝土內(nèi)部形成緊密充填，增強(qiáng)混凝土的致密性，在外加劑方面應(yīng)進(jìn)一步重視解決外加劑和水泥的適應(yīng)性，減少混凝土的泌水率，減少混凝土坍落度的經(jīng)時(shí)損失。

      除了不同水膠比將導(dǎo)致硬化后混凝土顏色變化外，骨料對(duì)外觀的影響也不可忽視，因此同一個(gè)視覺面的混凝土工程，應(yīng)采用相同類型的骨料。

      ②混凝土模板

      為了使清水混凝土表面光滑無氣泡，應(yīng)根據(jù)不同強(qiáng)度等級(jí)混凝土選用不同材質(zhì)的模板，而脫模劑除了起到脫模作用外，不應(yīng)影響混凝土的外觀。

      ③混凝土施工

      混凝土澆注時(shí)，混凝土下料口與澆筑面之間距離不能過大，否則混凝土易離析，振搗時(shí)以混凝土表面出漿為宜，同時(shí)應(yīng)避免漏振和過振。

      ④混凝土養(yǎng)護(hù)
　
      混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)確?；炷帘砻娌皇芪廴?，充分合理的養(yǎng)護(hù)是保證混凝土硬化后表面和內(nèi)在質(zhì)量的關(guān)鍵。

      （2）技術(shù)指標(biāo)

      ①混凝土表面無裂縫、無明顯氣泡、無明顯色差、無明蜂窩麻面。
      ②混凝土表面平整、光滑，軸線、體型尺寸準(zhǔn)確。
      ③大截面、變截面結(jié)構(gòu)線條規(guī)則，棱角分明。
      ④梁柱接頭通順，無明確槎痕。

      （3）使用范圍

      清水混凝土以其古樸穩(wěn)重、自然、清純的質(zhì)感為建筑物增添了獨(dú)特的裝飾效果。一般多用于市政、交通、水利、航空等工程，近年來在住宅建筑上也逐漸被采用。

      （4）已應(yīng)用的典型工程

      ①楊浦和南浦大橋主塔清水混凝土
      ②上海廣播電視塔斜筒體清水混凝土
      ③磁浮列車工程墩身部分清水混凝土
      ④東方明珠電視塔
      ⑤浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)及首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)新航站樓等。

      5、超高泵送混凝土技術(shù)

      超高泵程混凝土技術(shù)一般是指泵送高度超越2 00m的現(xiàn)代混凝土泵送技術(shù)。

      改革開放以來，高層超高層建筑已達(dá)教千座，超高泵程混凝土技術(shù)已成為超高層建筑施工技術(shù)不可缺少的一個(gè)方面，并且已成為一種發(fā)展趨勢(shì)受到各國(guó)工程界的重視。

      （1）主要技術(shù)內(nèi)容

      ①原材料品質(zhì)

      配制超高泵程混凝土，其原材料較一般泵送混凝土有很大的區(qū)別。作為最基本的膠結(jié)材料——水泥，除了用量以外，還應(yīng)充分考慮水泥的流變性，即水泥與高性能減水劑的相容性問題，兩者相容性好才可獲得低用水量大流動(dòng)性、且坍落度經(jīng)時(shí)損失小的效果。對(duì)于細(xì)集料其品質(zhì)除了應(yīng)符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》（JGJ52）外，對(duì)于不同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土應(yīng)選用不同細(xì)度模數(shù)的中砂。而摻合料作為高性能高泵程混凝土的重要組成材料更需從活性、顆粒組成、減水效果、水化熱、泵送性能等諸方面加以平衡選擇。作為外加劑，單一成分的外加劑已不能很好發(fā)揮其作用，而單純以減水為目的外加劑也不能達(dá)到超高泵程的混凝土的使用目的，外加劑的多組分復(fù)合，以及針對(duì)具體工程配制特定要求的外加劑已成為外加劑生產(chǎn)廠家加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)的重要方面。

      ②混凝土配制

      超高泵程混凝土的配制同時(shí)也要研究新拌混凝土的整體性、流動(dòng)性與泵送性的相互關(guān)系。要研究混凝土泵送性的直接衡量指標(biāo)。

      ③泵送設(shè)備

      泵送混凝土離不開混凝土輸送泵，因此高壓力、大排量、耐磨損，適應(yīng)性強(qiáng)的泵送設(shè)備也是必不少的。此外泵送管道的設(shè)計(jì)，如何減小阻力，縮短路線也是泵送技術(shù)研究的一個(gè)方面。

      （2）技術(shù)指標(biāo)

      ①混凝土泵送高度>200m。
      ②硬化混凝土性能符合設(shè)計(jì)要求。
      ③混凝土擴(kuò)展度>600mm，倒錐法混凝土下落時(shí)間<2OS

      （3）適用范圍

      超高泵程混凝土適用于泵送高度大于200m的各種超高層建筑。

      （4）已應(yīng)用的典型工程

      ①金茂大廈。泵送高度382.5m，一次泵送174m³。
      ②恒隆廣場(chǎng)。泵送高度288m，主樓標(biāo)準(zhǔn)層每層1000多m³混凝土量。

      6、改性瀝青路面施工技術(shù)

      （1）主要技術(shù)內(nèi)容

      ①在配合比設(shè)計(jì)方面：使用瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)及圖表制作計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)，自動(dòng)計(jì)算礦料配合比、生成并調(diào)整級(jí)配曲線圖；自動(dòng)繪制馬歇爾試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)與瀝青用量的關(guān)系圖，計(jì)算最佳瀝青用量；提供砂篩分記錄表和篩分曲線圖。計(jì)算速度較人工提高20倍以上。

      ②施工技術(shù)及施工工藝方面：

      A 面層各層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)該層在使用中要求的性能與作用選擇，路面三層均應(yīng)選用骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，不宜選用懸浮結(jié)構(gòu)。

      B 混合料最佳出料溫度、攤鋪溫度、壓實(shí)溫度；改性瀝青混合料在運(yùn)輸、攤鋪、壓實(shí)過程中的溫度損失規(guī)律；有效防止在運(yùn)輸、攤鋪、碾壓過程中的溫度損失的措施，最大限度地控制了攤鋪、碾壓成型過程中的溫度差異造成的壓實(shí)度不均勻性；混合料碾壓設(shè)備的合適組合和碾壓控制。

      C 對(duì)于改性瀝青SMA路面，改變傳統(tǒng)的碾壓工藝，采用增大壓實(shí)功，使混合料在高溫下成型，壓實(shí)度高，石料不被壓碎，瑪蹄脂不上浮，表面構(gòu)造深度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)高限要求。

      （2）技術(shù)指標(biāo)

      ①改性瀝青混合料施工過程中工程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

      （3）適用范圍
　
      適用于高等級(jí)公路、廠礦道路、機(jī)場(chǎng)跑道等熱拌改性瀝青路面單層、雙層結(jié)構(gòu)的鋪筑施工。

      （4）已應(yīng)用的典型工程

      該技術(shù)已在河北石黃高速辛滄路面三合同（SAC結(jié)構(gòu)表面層），江蘇連徐高速AB-24標(biāo)、汾灌高速OPQ23標(biāo)、汾灌高速OPQ21標(biāo)，徐宿高速21標(biāo)（改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)），浙江抗臺(tái)衢高速8標(biāo)（AK抗滑結(jié)構(gòu)），山西大運(yùn)高速7標(biāo)，福建寧德高速B1標(biāo)（AC結(jié)構(gòu)），京珠高速湖北二合同（Superpave12.5結(jié)構(gòu)）等工程成功應(yīng)用。從2000年起到2003年底，累計(jì)修改性瀝青路面267.821km。這些工程都己完工，交工時(shí)均為優(yōu)良工程，投入使用后，使用性能得到業(yè)主和社會(huì)認(rèn)可，有良好社會(huì)信譽(yù)。

      改性瀝青路面施工技術(shù)是由中國(guó)路橋集團(tuán)第一公路工程局研究開發(fā)的，是中國(guó)路橋集團(tuán)重點(diǎn)資助的科技開發(fā)項(xiàng)目。