100年耐久性混凝土

100年耐久性混凝土

一、100年耐久性混凝土定义

1. 国家还未发布

2. 一般人认为100年耐久性混凝土为高工作性、高耐久性的混凝土

二、改变观念

1. 普通混凝土的概念在大家的头脑中根深蒂固

2. 不能用普通混凝土的理念来理解100年耐久性混凝土，要以高性能混凝土的理念来认识。

三、100年耐久性混凝土技术路线：“双掺”。 四、100年耐久性混凝土原材料、配合比设计及施工

1. 原材料 （1）水泥

6种水泥

水泥品种 100年耐久性混凝土用：普通硅酸盐及硅酸盐水泥

水泥

硬练 300 400 500 600 700

水 泥 强 度 的 演 变 软练 325 425 525 625

（2）细骨料

级配好 中砂（细度模数2.6～2.8最好）

细骨料 含泥量

碱活性

cl 含量≤0.02％

1

ISO 32.5 42.5 52.5

比表面积（300m 2/kg） 游离氧化钙 ≤1.0％ 碱含量≤0.8％

技术要求 C 3A （非氯盐环境≤8.0％，氯盐环境≤10％）

cl -含量：钢筋混凝土≧0.10％，预应力混凝土≤0.06％

C30 ≤3.0％ C30～C45≤2.5％ ≥C50 ≤2.0％

-

（3）粗骨料

碎卵石 压碎指标值：≤16％（＜C30），≤12％（≥C30）

16％（石灰岩. 砂岩）

砼强度等级＜C30 变质岩或深成火成岩≤20％ （片麻岩、石英岩、花岗岩）

压碎指标值 30％（玄武岩）

沉积岩（水成岩） ≤10％

砼强度等级≥C30 变质岩或深成火成岩≤12％

火成岩 ≤13％ 混凝土结构 ≤8％ 坚固性（5 预应力混凝土结构≤5％

粗骨料

粒形好 1500kg/m3

紧密空隙率：＜40％ 吸水率：＜20％

级配:二级或多级级配

粒形 ≤10％（＜C30）

针片状 ≤10％（C30～C45） ≤8％（≥C50）

几何性质：圆度（棱角度）、球度（颗粒表面积及其体积比）、表

面组织（表面粗糙度）

园盘状：b/a＞2/3,c/b＜2/3

球 状：b/a＞2/3,c/b＞2/3

圆度、球度使用的简单方法 叶片状：b/a＜2/3,c/b＜2/3

表面组织：探针测深度及高度

棒 状：b/a＜2/3,c/b＞2/3

碱活性

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（4）外加剂 第一代 普通减水剂

（木钙）

减水率:8％以上

第二代 高效减水剂 （FDN. UNF）

减水率:15％以上

第三代 聚羧酸

减水率高 30％以上

坍落度损失小（30：180，60：150） 适量引气（非抗冻≥3.0，抗冻≥4.5）

保水性好

（5）矿物外加剂（矿物掺合料） a 粉煤灰

-

350m 2/kg

C50以下≤5.0％（8.0％）

烧失量

C50及以上≤3.0％（5.0％）

SO 3含量≤3％ cl 含量≧0.02％

MgO 含量≤14％

SO 3≤4％

b 磨细矿渣 350～500m 2/kg

烧失量≤3.0％

-

cl 含量≧0.02％

比表面积18000 m2/kg，

烧失量≤6.0％

c 硅 灰 SiO 2含量≥85％ cl 含量≧0.02％

d 复合增强剂 比表面积800 m2/kg

作用机理：①粉体效应

②火山灰效应 ③滚动效应 ④微填充效应

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-

（6）水：

a 混凝土拌合水应满足下表要求：

b 用拌合水和蒸馏水（或符合国家标准的生活饮用水）进行水泥净浆试验所得的水泥初凝时间差及终凝时间差均不得大于30min ，其初凝和终凝时间尚应符合水泥国家标准的规定。

c 拌合水不得采用海水。 2 配合比设计

（1）设计方法：计算试配法 （2）基本步骤 ① 计算骨料用量

掺矿物外加剂混凝土的骨料所占体积与其最大粒径的关系如下表：

注：1）掺有引气型外加剂混凝土取骨料所占体积上限值；

2）上表未列出的骨料最大粒径值，宜插入选用（如30mm 或25mm ，取40mm 与20mm 间值）。

骨料所占体积 × 混合密度 ＝ 骨料用量（kg/m3） ② 确定砂率，计算砂用量 ③ 计算碎石用量 ④ 计算浆体用量

浆体用量＝ 2400 kg/m3-骨料用量

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⑤ 计算配制强度 ⑥ f 配＝1.645σ＋f 设 ⑦ W /C =

Af 灰f 配＋A ∙Bf 灰

来源f 配＝Af 灰⑧ 计算用水量

(

-B

)

⑨ 确定胶凝材料用量

C30：水泥强度等级32.5，用量不超过400kg ／m 3

C35～C40：水泥强度等级32.5、42.5，用量不超过450 kg／m 3 C50：水泥强度等级42.5，用量不超过500 kg／m 3

矿物外加剂掺量≦胶凝材料总量20％；当粉煤灰掺量≧30％时，混凝土水胶比≧0.45；预应力混凝土及抗冻混凝土中粉煤灰掺量≧30％。

100年耐久性混凝土最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）

（钢筋混凝土及预应力钢筋混凝土结构）

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100年耐久性混凝土最大水胶比和最小胶凝材料用量（kg/m3）

（素混凝土结构）

3）

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⑩ 试拌校正 3 配合比设计举例

例C50混凝土 砂率40％ 粉煤灰掺量30％ 取骨料体积700L

粗骨料表观密度2.7，细骨料表观密度2.65，混合表观密度2.675

700×2.675＝1873kg 1873×0.38＝749kg 1873-749＝1124kg 2400-1873＝527kg 527×0.33＝174kg （水） 527-174＝353kg

353×0.3＝106kg （粉煤灰） 353-106＝247kg （水泥）

4、混凝土检测项目

① 混凝土拌合物：水胶比、坍落度、坍落度损失、含气量、自然泌水率、压力泌 水率、凝结时间；

② 混凝土力学及耐久性：抗压、静压弹性模量、抗折、钢筋握裹力、碳化、收缩、抗渗、抗裂、抗冻、电通量。

5、施工

混凝土施工的基本要求：

① 备料足够 ② 计量准确 ③ 搅拌均匀

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④ 运输不离析 ⑤ 布料合理 ⑥ 捣固密实 ⑦ 养护充分

混凝土施工流程

(1)材料场

(2) 拌合站

350L 500L

15～20m 3／时／台 20～30m 3／时／台 90～120m 3／时／台 体积法 部分重量法 全部重量法 (3) 搅拌

混凝土最短搅拌时间（min ）

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场地足够大

水泥库：先来先用，注意静停时间和水泥温度 砂石波动大，分仓，抽检合格后使用

建站计量（砝码校验） 运行中校准

（4）计量偏差：砂、碎石为±2％

胶凝材料（水泥、矿物外加剂）、外加剂、水为±1％

混凝土凝结时间

(5) 运输

坍落度损失 不得随意加水

混凝土罐车：2～4r/min，到施工现场后高速运转20～30s

泵砂浆（布置在新老混凝土接茬） 最好汽车泵，布料

(6)泵送 目前最主要解决隧道二衬布料问题 布料

入模温度：炎热气候 ≧30℃

冬 期 ≦5℃

混凝土的浇筑层厚度

梅花型布置

(7)捣固 快进慢出

插入式移动间距 ≧作用半径1.5倍

埋入下层混凝土5～100mm 捣棒距模板距离100mm 每点振捣时间≧20～30s

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振捣充分的标志：混凝土拌合物不沉落，不出现气泡，表面呈现浮浆 (8)养生

节水养护膜 塑料膜 浇水 喷养护剂

蒸汽养护（静停、升温、恒温、降温）

（9）拆模

a 侧模应在混凝土强度达到2.5MPa 以上，且其表面及棱角不因拆模而受损，方可拆除；

b 底模应在混凝土强度符合下表规定后方可拆除。

拆除底模时混凝土所需达到的强度

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(10) 测温：桥墩、隧道、洞口、预制梁注意测温

(11) 混凝土表面处理：起砂、色斑、裂缝

(12) 对高性能混凝土评价