《高强度混凝土结构技术规程》(CECS104)称强度等级大于等于C50的混凝土为高强度混凝土;施工附着力好、耐久性好、对称密实的混凝土称为高性能混凝土;具有上述特点的混凝土称为高强度、高性能混凝土;在《普通混凝土配合比设计规范》(JGJ55)中,强度等级大于等于C60的混凝土称为高强度混凝土;《混凝土结构设计规范》(GB50010)没有明确区分水泥混凝土或高强度混凝土,只明确钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不得低于C15,混凝土强度类别从C15开始~C80.更适合将大于或等于C60的混凝土称为高强度混凝土,综合国内外高强度混凝土的研究和应用实践,以及当代混凝土技术的发展。获得高强度、高性能混凝土最重要的途径是掺入高性能混凝土外加剂和活性混凝土,同时采用高强度水泥和优质石材。对于有特殊要求的混凝土,还可与纺织材料混合,以tigao抗拉性和抗弯性能的断裂韧性;也可与聚合物混合,以tigao压实度和耐磨性。
(一)高强度、高性能混凝土的原材料
(1)水泥
粉煤灰水泥和普通水泥一般用于水泥类型,矿渣水泥也可用于水泥类型。强度等级选择一般为:C50~C60混凝土的强度等级为42.5;52.5水泥用于C80以上。1m3混凝土中的水泥用量应控制在500kg以内,水泥用量应尽量减少。水泥和矿物外加剂的总量不得超过600kg/m3.
(2)掺合料
1.硅粉:这是硅铁生产过程中产生的烟灰,又称硅灰。它是高强度混凝土配置中应用最早、技术最完善、应用最广泛的掺合物。硅粉中活性SiO2成分超过90%,高于表面15000m2/kg。火山灰活性高,可增加水泥间隙,大大tigao混凝土的压实度和强度。硅灰的适宜掺量为水泥用量的5%~10%。
研究结果表明,当外掺6时,硅粉对tigao混凝土强度非常明显~硅灰8%时,混凝土强度一般可tigao20%以上,混凝土抗渗、耐冷、耐磨、耐碱-石材反射等耐久性。然而,硅灰也对混凝土产生了不利影响,如扩大混凝土收集值、降低混凝土抗裂性、降低混凝土流动性、加速混凝土坍塌损坏等。
2.研磨矿渣:通常将矿渣研磨到比表面高350m2/kg,具有优异的早期强度和耐久性。掺量一般控制在20%~中间50%。矿粉粒度越大,活力越大,增强效果越明显,但研磨成本也大大增加。与硅粉相比,增强效果略低,但其他特性优于硅粉。
3.优质煤灰:一般采用I级灰,利用玻璃微珠润滑效果降低水胶比、细粉添加效果和火山灰活性效果,tigao混凝土强度和综合性能。掺量一般控制在20%~中间30%。一级煤灰的功效与矿粉相似,抗裂性优于矿粉。
4.沸石粉:天然沸石含有大量的活性SiO2和微孔。研磨后作为混凝土外加剂,可发挥微粉和火山灰的活性。与表面500m2/kg以上相比,能有效缓解混凝土的粘结和保水性,增强内部维护,tigao混凝土后期的强度和耐久性。外加剂量一般为5%~15%。
5.偏高岭土:偏高岭土由700个高岭土制成~白色粉末在800℃环境下脱干,平均粒径1~2μm,SiO2和Al2O390%以上,尤其是Al2O3。混凝土中的作用机制与硅粉和其他火山灰相似。除了微粉的添加效应和粉煤灰水泥的加速水化外,活力SiO2和Al2O3通常与Ca相似(OH)2.CSH疑胶和凝固铝酸钙的作用(C4AH13)、C3AH6)硫铝酸钙凝固(C2AH8)。由于其极高的火山灰活性,因此被称为火山灰。