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一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 1页第 09 讲特种混凝土第 09 讲特种混凝土（四）特种混凝土1.高性能混凝土高性能混凝土（High Performance Concrete，简称 HPC）是一种新型高技术混凝土。高性能混凝土应用技术规程（CECS207-2006）对高性能混凝土的定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。这种混凝土特别适用于高层建筑，桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑物。（1）特性1）自密实性好自密实性好。高性能混凝土的用水量较低，流动性好，抗离析性高，具有较优异的填充性。因此，配合比恰当的大流动性高性能混凝土有较好的自密实性。2）体积稳定性体积稳定性。高性能混凝土的体积稳定性较高，具有高弹性模量、低收缩与徐变、低温度变形。普通混凝土的弹性模量为 2025GPa，采用适宜的材料与配合比的高性能混凝土弹性模可达 4050GPa。采用高弹性模量、高强度的粗集料并降低混凝土中水泥浆体的含量降低混凝土中水泥浆体的含量，选用合理的配合比配制的高性能混凝土 90 天龄期的干缩值低于 0.04%90 天龄期的干缩值低于 0.04%。3）强度高强度高。高性能混凝土的抗压强度已超过 200MPa200MPa。28d 平均强度介于 100120MPa 的高性能混凝土已在工程中应用。高性能混凝土抗拉强度与抗压强度值比较高强混凝土有明显增加，高性能混凝土的早早期强度发展较快，而后期强度的增长率却低于普通强度混凝土期强度发展较快，而后期强度的增长率却低于普通强度混凝土。4）水化热低水化热低。由于高性能混凝土的水灰比较低，会较早的终止水化反应，因此，水化热相应的降低水化热相应的降低。5）收缩量小收缩量小。高性能混凝土的总收缩量与其强度成反比，强度越高总收缩量越小总收缩量与其强度成反比，强度越高总收缩量越小。但高性能混凝土的早期收缩率，随着早期强度的提高而增大。相对湿度和环境温度相对湿度和环境温度仍然是影响高性能混凝土收缩性能收缩性能的两个主要因素。6）徐变少徐变少。高性能混凝土的徐变变形显著低于普通混凝土，高性能混凝土与普通强度混凝土相比较，高性能混凝土的徐变总量（基本徐变与干燥徐变之和）有显著减少。7）耐久性好耐久性好。高性能混凝土除通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土通常的抗冻性、抗渗性明显高于普通混凝土之外，高性能混凝土的 Cl渗透率明显低于普通混凝土。高性能混凝土具有较高的密实性和抗渗性，其抗化学腐蚀性能显著优于普通高性能混凝土具有较高的密实性和抗渗性，其抗化学腐蚀性能显著优于普通强度混凝土强度混凝土。8）耐高温（火）差耐高温（火）差。高性能混凝土在高温作用下会产生爆裂、剥落。为克服这一性能缺陷，可在高在高性能混凝土中掺入有机纤维性能混凝土中掺入有机纤维，在高温下混凝土中的纤维能熔解、挥发，形成许多连通的孔隙，使高温作用产生的蒸汽压力得以释放，从而改善高性能混凝土的耐高温性能。高性能混凝土是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价的使用年限，降低工程造价。【2018 年真题】与普通混凝土相比，高性能混凝土的明显特性有（）。A.体积稳定性好B.耐久性好C.早期强度发展慢D.抗压强度高E.自密实性差正确答案ABD答案解析本题考查的是特种混凝土。高性能混凝土自密实性好、体积稳定性好、强度高、水化热低、收缩量小、徐变少、耐久性好、耐高温（火）差。高性能混凝土的早期强度发展较快，而后期强度的增长率却低于普通强度混凝土。参见教材 P138。获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 2页（2）制备高性能混凝土的技术途径单方高性能混凝土用水量不宜大于 175kg/m3。胶凝材料胶凝材料总量宜为 450600kg/m3，其中矿物微细粉用量不宜超过胶凝材料总量的 30%。水胶比不宜大于 0.38。砂率宜为 3744%水胶比不宜大于 0.38。砂率宜为 3744%。高效减水剂掺量根据坍落度要求而定。1）选用优质的、符合要求的水泥和粗细集料。2）选用高效减水剂。3）选用微细粉。选用具有一定潜在活性或者火山灰活性的矿物掺合料，如硅粉、粉煤灰、磨细矿渣粉、天然沸石粉、偏高岭土粉及复合微细粉等。4）改善混凝土的施工工艺。目前效果比较显著的有以下几种：水泥裹砂混凝土搅拌工艺。采用超声波振动或高频振动密实。对浇筑成型的新拌混凝土进行真空吸水。在真空吸水的同时，最好采用适当的机械振动从而促使新拌混凝土的“液化”而降低脱水阻力，有利于同相颗粒位置的调整，有利于气泡的排出。2.高强混凝土高强度混凝土是用普通水泥、砂石作为原料，采用常规制作工艺，主要依靠高效减水剂，或同时外加一定数量的活性矿物掺和料，使硬化后强度等级不低于 C60 的混凝土不低于 C60 的混凝土。1）高强混凝土的优点高强混凝土的优点高强混凝土可减少结构断面，降低钢筋用量减少结构断面，降低钢筋用量，增加房屋使用面积和有效空间，减轻地基负荷；高强混凝土致密坚硬，其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方面性能均优于普通混凝土；对预应力钢筋混凝土构件，高强混凝土由于刚度大、变形小刚度大、变形小，故可以施加更大的预应力和更早地施更早地施加预应力加预应力，以及减少因徐变而导致的预应力损失。2）高强混凝土的不利条件高强混凝土容易受到施工各环节中环境条件的影响，所以对其施工过程的质量管理水平要求高；高强混凝土的延性比普通混凝土差延性比普通混凝土差。（2）高强混凝土的物理力学性能1）抗压性能。与中、低强度混凝土相比密实的多相比密实的多，高强混凝土的抗压性能与普通混凝土相比有相当大的差别。2）早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大，早期强度发展较快早期与后期强度。高强混凝土的水泥用量大，早期强度发展较快，特别是加入高效减水剂促进水化，早期强度更高，早期强度高的后期增长较小，掺高效减水剂的混凝土后期强度增长幅度要低于没有掺减水剂的混凝土。3）抗拉强度。混凝土的抗拉强度虽然随着抗压强度的提高而提高，但它们之间的比值却随着强度的虽然随着抗压强度的提高而提高，但它们之间的比值却随着强度的增加而降低增加而降低。劈拉强度为立方体的抗压强度 fcu的 1/151/18，抗折强度约为 fcu的 1/81/12，而轴拉强度约为 fcu的 1/201/24。在低强混凝土中，这些比值均要大得多。4）收缩。高强混凝土的初期收缩大，但最终收缩量与普通混凝土大体相同初期收缩大，但最终收缩量与普通混凝土大体相同，用活性矿物拌和料代替部分水泥还可进一步减小混凝土的收缩。5）耐久性。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均明显优于普通混凝土性能均明显优于普通混凝土，尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土，其耐久性进一步提高。（3）对高强混凝土组成材料的要求对高强混凝土组成材料的要求获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 3页应选用质量稳定的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；粗骨料应采用连续级配，其最大公称粒径不应大于 25.0mm，岩石抗压强度应比混凝土强度等级标准值高 30%；细骨料的细度模数 2.63.0 的 2 区中砂，含泥量不大于 2.0%；高强度混凝土的水泥用量不应大于 550kg/m3。【2017 年真题】高强混凝土与普通混凝土相比，说法正确的有（）。A.高强混凝土的延性比普通混凝土好B.高强混凝土的抗压能力优于普通混凝土C.高强混凝土抗拉抗压强度的比值低于普通混凝土D.高强混凝土的最终收缩量与普通混凝土大体相同E.高强混凝土的耐久性优于普通混凝土正确答案BCDE答案解析本题考查的是特种混凝土。选项 A，高强混凝土的延性比普通混凝土差。参见教材 P139。【2015 年真题】与普通混凝土相比，高强度混凝土的特点是（）。A.早期强度低，后期强度高B.徐变引起的应力损失大C.耐久性好D.延展性好正确答案C答案解析本题考查的是特种混凝土。混凝土的耐久性包括抗渗性、抗冻性、耐磨性及抗侵蚀性等。高强混凝土在这些方面的性能均明显优于普通混凝土，尤其是外加矿物掺和料的高强度混凝土，其耐久性进一步提高。参见教材 P139。【2011 年真题】与普通混凝土相比，高强混凝土的优点在于（）。A.延性较好B.初期收缩小C.水泥用量少D.更适宜用于预应力钢筋混凝土构造正确答案D答案解析本题考查的是特种混凝土。高强度混凝土强度等级不低于 C60 的混凝土。高强混凝土的优点：（1）高强混凝土可减少结构断面，降低钢筋用量，增加房屋使用面积和有效空间，减轻地基负荷；（2）高强混凝土致密坚硬，其抗渗性、抗冻性、耐蚀性、抗冲击性等诸方而性能均优于普通混凝土；（3）对预应力钢筋混凝土构件，高强混凝土由于刚度大、变形小，故可以施加更大的预应力和更早地施加预应力，以及减少因徐变而导致的预应力损失。参见教材 P139。【2011 年真题改编】关于高强混凝土的材料应符合的要求有（）。A.硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥B.粗骨料最大粒径不大于 31.5mmC.水泥用量不应大于 550kg/m3D.细骨料的含泥量不大于 2%E.选用矿渣硅酸盐水泥正确答案ACD答案解析本题考查的是特种混凝土。对高强混凝土组成材料的要求：（1）应选用质量稳定的硅酸盐获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 4页或普通硅酸盐水泥；（2）粗骨料应采用连续级配，其最大公称粒径不应大于 25.0mm，岩石抗压强度应比混凝土强度等级标准值高 30；（3）细骨料的细度模数 2.63.0 的 2 区中砂，含泥量不大于 2.0%；（4）高强度混凝土的水泥用量不应大于 550kg/m3。参见教材 P140。【2010 年真题】高强混凝土要求（）。A.水泥等级不低于 32.5B.水泥用量不少于 600kg/m3C.水泥用量不少于 500kg/m3D.水泥用量不大于 550kg/m3正确答案D答案解析本题考查的是特种混凝土。对高强混凝土组成材料的要求：（1）应选用质量稳定的硅酸盐或普通硅酸盐水泥；（2）粗骨料应采用连续级配，其最大公称粒径不应大于 25.0mm，岩石抗压强度应比混凝土强度等级标准值高 30；（3）细骨料的细度模数 2.63.0 的 2 区中砂，含泥量不大于 2.0%；（4）高强度混凝土的水泥用量不应大于 550kg/m3。参见教材 P140。3.轻骨料混凝土轻骨料混凝土是指用轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于 1950kg/m3的混凝土。（1）轻骨料混凝土的分类1）按干表观密度及用途分为：保温轻骨料混凝土，干表观密度等级0.8t/m3；结构保温轻骨料混凝土，干表观密度等级为 0.81.4t/m3；结构轻骨料混凝土，干表观密度等级为 1.42.0t/m3。（2）轻骨料混凝土的物理力学性质。轻骨料本身强度较低，结构多孔，表面粗糙，具有较高吸水率，故轻骨料混凝土的性质在很大程度上强度较低，结构多孔，表面粗糙，具有较高吸水率，故轻骨料混凝土的性质在很大程度上受轻骨料性能的制约受轻骨料性能的制约。强度等级。强度等级划分的方法同普通混凝土，按立方体抗压标准强度分为 13 个强度等级：CL5、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45、CL50、CL55 和 CL60。表观密度。按干表观密度分为 14 个密度等级。在抗压强度相同条件下，其干表观密度比普通混凝土低 25%50%25%50%。耐久性。因轻骨料混凝土中的水泥水化充分，毛细孔少，与同强度等级的普通混凝土相比，耐久性毛细孔少，与同强度等级的普通混凝土相比，耐久性明显改善明显改善。轻骨料混凝土轻骨料混凝土的弹性模量比普通混凝土低 20%50%，保温隔热性能较好保温隔热性能较好，导热系数相当于烧结普通砖的导热系数。4.防水混凝土防水混凝土又叫抗渗混凝土，防水混凝土的抗渗性能不得小于 P抗渗性能不得小于 P6 6，设计抗渗等级有 P6、P8、P10、P12。防水混凝土的施工配合比应通过试验确定，试配混凝土的抗渗等级应比设计要求提高 02MPa。实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面：（1）提高混凝土的密实度提高混凝土的密实度获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 5页1）调整混凝土的配合比提高密实度。减少水灰比；提高水泥用量、砂率、灰砂比提高密实度。减少水灰比；提高水泥用量、砂率、灰砂比。2）掺入化学外加剂提高密实度，在混凝土中掺入适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度，增加抗渗性。3）使用膨胀水泥（或掺用膨胀剂）提高混凝土密实度，提高抗渗性。【2016 年真题】使用膨胀水泥主要是为了提高混凝土的（）。A.抗压强度B.抗碳化C.抗冻性D.抗渗性正确答案D答案解析本题考查的是特种混凝土。使用膨胀水泥（或掺用膨胀剂）提高混凝土密实度，提高抗渗性。参见教材 P141。（2）改善混凝土内部孔隙结构改善混凝土内部孔隙结构。在混凝土中掺入适量引气剂或引气减水剂，可以形成大量封闭微小气泡，这些气泡相互独立，既不渗水，又使水路变得曲折、细小、分散，可显著提高混凝土的抗渗性。防水混凝土施工技术要求较高，施工中应尽量少留或不留施工缝，必须留施工缝时需设止水带需设止水带；模板不得漏浆；原材料质量应严加控制；加强搅拌、振捣和养护工序等。【2011 年真题】可实现混凝土自防水的技术途径是（）。A.适当降低砂率和灰砂比B.掺入适量的三乙醇胺早强剂C.掺入适量的缓凝剂D.无活性掺和料时水泥用量不少于 280kg/m3正确答案B答案解析本题考查的是特种混凝土。实现混凝土自防水的技术途径有以下几个方面：（1）提高混凝土的密实度：调整混凝土的配合比提高密实度；掺入化学外加剂提高密实度，在混凝土中掺入适量减水剂、三乙醇胺早强剂或氯化铁防水剂均可提高密实度，增加抗渗性；使用膨胀水泥（或掺用膨胀剂）提高混凝土密实度。（2）改善混凝土内部孔隙结构，在混凝土中掺入适量引气剂或引气减水剂。参见教材 P141。5.碾压混凝土碾压混凝土是由级配良好的骨料、较低的水泥用量和用水量较低的水泥用量和用水量、较多的混合材料制成的超干硬性混凝土拌和物，经振动碾压等工艺达到高密度、高强度的混凝土，是道路工程、机场工程和水利工程中性能好、道路工程、机场工程和水利工程中性能好、成本低的新型混凝土材料成本低的新型混凝土材料。获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 6页（1）对碾压混凝土组成材料的要求1）骨料。最大粒径以 20mm 为宜最大粒径以 20mm 为宜，当碾压混凝土分两层摊铺时，其下层集料最大粒径采用 40mm下层集料最大粒径采用 40mm。【2015 年真题】分两层摊铺的碾压混凝土，下层碾压混凝土的最大粒径不应超过（）。A.20mmB.30mmC.40mmD.60mm正确答案C答案解析本题考查的是特种混凝土。由于礙压混凝土用水量低，较大的骨料粒径会引起混凝土离析并影响混凝外观，最大粒径以 20mm 为宜，当礙压混凝土分两层摊铺时，其下层集料最大粒径采用 40mm。参见教材 P141。2）混合材料。碾压混凝土施工操作时间长，碾压成形后还可能承受上层或附近振动的扰动，为此常加入缓凝剂缓凝剂。为使混凝土在水泥浆用量较少的情况下取得较好的和易性，可加入适量的减水剂减水剂；为改善混凝土的抗渗性和抗冻性可加入适量的引气剂引气剂。3）水泥。当混合材料掺量较高当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，以便混凝土尽早获得强度；当不用混合材料或用量很少不用混合材料或用量很少时，宜选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，使混凝土取得良好的耐久性。【2010 年真题】碾压混凝土掺用粉煤灰时，宜选用（）。A.矿渣硅酸盐水泥B.火山灰硅酸盐水泥C.普通硅酸盐水泥D.粉煤灰硅酸盐水泥正确答案C答案解析本题考查的是特种混凝土。碾压混凝土当混合材料掺量较高时宜选用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥，以便混凝土尽早获得强度；当不用混合材料或用量很少时，宜选用矿渣水泥、火山灰水泥或粉煤灰水泥，使混凝土取得良好的耐久性。参见教材 P141。（2）碾压混凝土的特点碾压混凝土的特点1）内部结构密实、强度高。2）干缩性小、耐久性好。3）节约水泥、水化热低。特别适用于大体积混凝土工程特别适用于大体积混凝土工程。6.纤维混凝土纤维混凝土是以混凝土为基体，外掺各种纤维材料而成，掺入纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。纤维的品种有高弹性模量纤维（如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维等）和低弹性模量纤维（如尼龙纤维、聚丙烯纤维）两类。纤维混凝土目前已逐渐地应用在高层建筑楼面，高速公路路面，荷载较大的仓库地面、停车场、贮水池等处。高弹性模量纤维中钢纤维应用较多；低弹性模量纤维不能提高混凝土硬化后的抗拉强度，当能提高混凝土的抗冲击强度，聚丙烯纤维应用较多。各类纤维中以钢纤维对抑制混凝各类纤维中以钢纤维对抑制混凝土裂缝形成、提高混凝土抗拉和抗弯强度、增加韧性效果最好土裂缝形成、提高混凝土抗拉和抗弯强度、增加韧性效果最好。大量材料性能和工程结构试验证明，纤维混凝土对增强混凝土早期抗拉强度，防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹，减少表现裂缝和开裂宽度，增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。纤维混凝土的作用如下纤维混凝土的作用如下：（1）很好地控制混凝土的非结构性裂缝。获取更多资料联系启晨教育QQ624619160一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）一级造价工程师-技术与计量（土木建筑）第 7页（2）对混凝土具有微观补强的作用。（3）利用纤维束减少塑性裂缝和混凝土的渗透性。（4）增强混凝土的抗磨损能力。（5）静载试验表明纤维混凝土可替代焊接钢丝网。（6）增加混凝土的抗破损能力。（7）增加混凝土的抗冲击能力。【2010 年真题】在混凝土中掺入玻璃纤维或尼龙不能提高混凝土的（）。A.抗冲击能力B.耐磨能力C.抗压强度D.抗震性能正确答案C答案解析本题考查的是特种混凝土。纤维混凝土是以混凝土为基体，外掺各种纤维材料而成，掺纤维的目的是提高混凝土的抗拉强度与降低其脆性。参见教材 P142。【2014 年真题】混凝土中掺入纤维材料的主要作用有（）。A.微观补强B.增强抗裂缝能力C.增强抗冻能力D.增强抗磨损能力E.增强抗碳化能力正确答案ABD答案解析本题考查的是特种混凝土。纤维混凝土作用：控制非结构性裂缝；微观补强、减少塑性裂缝和混凝土的渗透性；增强混凝土的抗磨损能力；静载试验表明可替代焊接钢丝网；增加混凝土的抗破损能力；增加混凝土的抗冲击能力。参见教材 P142。7.聚合物混凝土聚合物混凝土是由有机聚合物、无机胶凝材料、集料有效结合而形成的一种新型混凝土材料的总称。它是混凝土与聚合物的复合材料，克服了普通混凝土抗拉强度低、脆性大、易开裂、耐化学腐蚀性差等缺克服了普通混凝土抗拉强度低、脆性大、易开裂、耐化学腐蚀性差等缺点点，扩大了混凝土的使用范围，是国内大力研究和发展的新型混凝土。聚合物混凝土主要分为：聚合物浸聚合物浸渍混凝土、聚合物水泥混凝土和聚合物胶结混凝土（树脂混凝土）三类渍混凝土、聚合物水泥混凝土和聚合物胶结混凝土（树脂混凝土）三类。聚合物浸渍混凝土可作为高效能结构材料应用于特种工程特种工程，例如腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、海洋构筑物和路面、桥面板，以及水利工程中对抗冲、耐磨、抗冻要求高的部位。也可应用于现场修补构海洋构筑物和路面、桥面板，以及水利工程中对抗冲、耐磨、抗冻要求高的部位。也可应用于现场修补构筑物的表面和缺陷，以提高其使用性能筑物的表面和缺陷，以提高其使用性能。聚合物水泥混凝土可应用于现场灌筑构筑物、路面及桥面修补，混凝土储罐的耐蚀面层路面及桥面修补，混凝土储罐的耐蚀面层，新老混凝土的粘结以及其他特殊用途的预制品。聚合物胶结混凝土（树脂混凝土）可在工厂预制工厂预制。与水泥混凝土相比，具有快硬、高强和显著改善抗具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、耐磨、抗冻融以及粘结等性能渗、耐蚀、耐磨、抗冻融以及粘结等性能，可现场应用于混凝土工程快速快速修补、地下管线工程快速修建、隧道衬里等。获取更多资料联系启晨教育QQ624619160