建設部頒發建筑業10項新技術（二）---高性能混凝土技術

2. 高性能混凝土技術 2.1 混凝土裂縫防治技術 (1) 主要技術內容 混凝土裂縫已成為混凝土工程質量通病，如何防治混凝土裂縫是工程技術人員迫切希望解決的技術難題。然而防治混凝土裂縫是一個系統工程，包括設計、材料、施工中每一個技術環節。本技術主要是敘述防治裂縫的一些關鍵技術，提高混凝土抗裂性能，從而達到防治混凝土裂縫的目的。本技術的主要內容包括：設計的構造措施、混凝土原材料（水泥、摻合料、細骨料、粗骨料）的選擇、混凝土配合比對抗裂性能影響因數、抗裂混凝土配合比設計以及抗裂混凝土配合比優化設計方法以及施工中的一些技術措施等。 (2) 技術指標 對于如何評價混凝土原材料及混凝土抗裂性能，本技術提供了相應的試驗方法和評價指標，使其具有可操作性。 (3) 適用范圍 本技術適用于具有較高抗裂要求的混凝土結構的設計、原材料的選擇、抗裂混凝土配合比的設計和施工以及對混凝土抗裂性能的評價。 (4) 已應用的典型工程 已在試點工程中應用，取得良好的效果。并給出具體的工程實例。 2.2 自密實混凝土技術 (1) 主要技術內容 混凝土在自重的作用下，不采取任何密實成型措施，能充滿整個模腔而不留下任何空隙的勻質的混凝土稱之為自密實混凝土。本技術提供的主要技術內容：對混凝土原材料的技術要求、自密實混凝土設計要點即流動性、充填性、抗離析性以及保塑性和自密實混凝土配合比設計等。 (2) 試驗方法及評價指標 本技術給出了相應的試驗方法和評價指標，并給出如何在工地控制自密實混凝土拌合物性能的具體規定。 (3) 使用范圍 適用于難以用機械振搗的混凝土的澆筑。由于自密實混凝土細粉含量較大，更應重視混凝土抗裂性能。在采取抗裂措施的情況下，自密實混凝土抗裂性能相對較差。不適用于連續墻、大面積樓板的澆筑。 (4) 工程應用實例 本技術給出了自密實混凝土在深圳賽格廣場鋼管混凝土應用實例。從混凝土原材料的選擇、混凝土配合比設計、混凝土拌合物驗證性試驗、現場模擬試驗直至現場施工，敘述了自密實混凝土技術的全過程，并制訂了《自密實混凝土質量標準》、《生產技術規程》和《施工技術規程》以確保自密實混凝土的施工質量。 2.3 混凝土耐久性技術 (1) 主要技術內容 在以往的混凝土配合比設計中，主要考慮的是強度指標，對耐久性考慮較少。高性能混凝土以高工作性、高強度、高耐久性為特征，區別于普通混凝土。對于海洋工程、噴灑化冰鹽的公路與橋梁工程、鹽漬地區的工程，由于氯鹽侵入混凝土導致鋼筋銹蝕，引起混凝土膨脹開裂，嚴重影響了建筑物使用壽命。提高其耐久性的最重要的技術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筋性能。采用常規材料、常規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的高性能混凝土。配制的關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。這些磨細礦物摻和料在拌制的混凝土中發揮填充效應和火山灰反應，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鍵。 (2) 技術指標 抗氯鹽污染高性能混凝土耐久性的檢驗應符合現行水運行業標準《水運工程混凝土質量控制標準》JTJ269 的有關規定，且表征其氯離子滲透性的電通量不應大于1000 庫侖。我國行業標準《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》JTJ275-2000 對海港工程混凝土結構要求的高性能混凝土提出了如下技術指標： 混凝土拌和物 硬化混凝土 水膠比 膠凝物質總量（kg/m3） 坍落度（mm） 強度等級 抗氯離子滲透性（C） ≤0.35 ≥400 ≥120 ≥C45 ≤1000 對混凝土原材料也提出了相應技術要求。減水劑的減水率不低于20%。摻和料應選用細度不小于4000cm2/g 的磨細高爐礦渣、I、II 級粉煤灰和硅粉等。細骨料細度模數在2.6-3.2 之間。粗骨料最大粒徑不宜大于25mm。在進行配合比設計時應通過降低水膠比和調整摻和料的摻量使抗氯離子滲透性指標達到規定要求?；炷翑嚢钁捎脧娭茢嚢铏C，攪拌時間應比常規混凝土延長40S 以上?；炷聊婧?，應立即覆蓋。終凝后，混凝土頂面應立即開始持續潮濕養護，在常溫下，至少養護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、鹽漬地區和距離海洋較近的岸上建筑物等處于氯鹽污染環境下的建構筑物。 (4) 已應用的典型工程 該技術性價比較高，原材料容易獲得，配制工藝簡單。所以近幾年來已經在南北方的各類港口和跨海大橋工程中應用。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提高相當有限，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周期成本，經濟效益和社會效益十分顯著，應用前景十分廣闊。 2.4 清水混凝土技術 清水混凝土是指結構混凝土硬化后不再對其表面進行任何裝飾，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、施工、養護等方面都應采取相應的措施。 (1) 主要技術內容 ① 混凝土配制 混凝土應使用同一種原材料和相同的配合比，混凝土拌合物應具有良好的和易性、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，充分利用各種摻合料的不同粒徑，在混凝土內部形成緊密充填，增強混凝土的致密性，在外加劑方面應進一步重視解決外加劑和水泥的適應性，減少混凝土的泌水率，減少混凝土坍落度的經時損失。除了不同水膠比將導致硬化后混凝土顏色變化外，骨料對外觀的影響也不可忽視，因此同一個視覺面的混凝土工程，應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，應根據不同強度等級混凝土選用不同材質的模板，而脫模劑除了起到脫模作用外，不應影響混凝土的外觀。 ③ 混凝土施工 混凝土澆注時，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，振搗時以混凝土表面出漿為宜，同時應避免漏振和過振。 ④ 混凝土養護 混凝土的養護應確?；炷帘砻娌皇芪廴?，充分合理的養護是保證混凝土硬化后表面和內在質量的關鍵。 (2) 技術指標 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、體型尺寸準確。 ③ 大截面、變截面結構線條規則，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重、自然、清純的質感為建筑物增添了獨特的裝飾效果。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 浦東國際機場及首都國際機場新航站樓等。 2.5 超高泵送混凝土技術 超高泵程混凝土技術一般是指泵送高度超越200m 的現代混凝土泵送技術。改革開放以來，高層超高層建筑已達數千座，超高泵程混凝土技術已成為超高層建筑施工技術不可缺少的一個方面，并且已成為一種發展趨勢受到各國工程界的重視。 (1) 主要技術內容 ① 原材料品質 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別。作為最基本的膠結材料----水泥，除了用量以外，還應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性、且坍落度經時損失小的效果。對于細集料其品質除了應符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法》（JGJ52）外，對于不同強度等級的混凝土應選用不同細度模數的中砂。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揮其作用，而單純以減水為目的外加劑也不能達到超高泵程的混凝土的使用目的，外 加劑的多組分復合，以及針對具體工程配制特定要求的外加劑已成為外加劑生產廠家加強現場服務的重要方面。 ② 混凝土配制 超高泵程混凝土的配制同時也要研究新拌混凝土的整體性、流動性與泵送性的相互關系。要研究混凝土泵送性的直接衡量指標。 ③ 泵送設備 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，適應性強的泵送設備也是必不少的。此外泵送管道的設計，如何減小阻力，縮短路線也是泵送技術研究的一個方面。 (2) 技術指標 ① 混凝土泵送高度 > 200m。 ② 硬化混凝土性能符合設計要求。 ③ 混凝土擴展度 > 600 mm，倒錐法混凝土下落時間<20S (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。泵送高度288 m，主樓標準層每層1000 多m3混凝土量。 2.6 改性瀝青路面施工技術 (1) 主要技術內容 ① 在配合比設計方面：使用瀝青混凝土配合比設計及圖表制作計算機輔助系統，自動計算礦料配合比、生成并調整級配曲線圖；自動繪制馬歇爾試驗各項指標與瀝青用量的關系圖，計算最佳瀝青用量；提供砂篩分記錄表和篩分曲線圖。計算速度較人工提高20 倍以上。 ② 施工技術及施工工藝方面： A 面層各層結構應根據該層在使用中要求的性能與作用選擇，路面三層均應選用骨架密實結構，不宜選用懸浮結構。 B 混合料最佳出料溫度、攤鋪溫度 、壓實溫度；改性瀝青混合料在運輸、攤鋪、壓實過程中的溫度損失規律；有效防止在運輸、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度不均勻性；混合料碾壓設備的合適組合和碾壓控制。 C 對于改性瀝青SMA 路面，改變傳統的碾壓工藝，采用增大壓實功，使混合料在高溫下成型，壓實度高，石料不被壓碎，瑪蹄脂不上浮，表面構造深度達到標準高限要求。 (2) 技術指標 ① 改性瀝青混合料施工過程中工程質量控制標準 檢測項目 檢測頻率 質量要求和允許偏差 檢測方法 施工溫度 出廠溫度 攤鋪溫度 1 次/車 應符合改性瀝青施工溫度控制對照表中規定 溫度計測量 碾壓溫度 隨時 礦料級配(與生產設計標準級配的差) 0.075 每臺拌和機1～2次/日（上下午各一次） ±1% 抽提后的礦料篩分 <2.36 ±2% >4.75 ±3% 瀝青用量(油石比) 同上 ±0.1% 抽提試驗 馬歇爾試驗、穩定度、流值、密度、空隙率 同上 符合表5 的要求 拌和廠取樣成型試驗 浸水馬歇爾試驗 必要時 同上 同上 壓實度(隨機抽樣) 每700m2檢查一次，或采用無破損密度檢測，鉆孔每公里不超過2個 馬歇爾試驗密度97%，試驗段鉆孔密度99% 現場鉆孔，核子 密度儀 抗滑表層構造深度 每200 米1 處 ≥0.5mm ≥42BPN 砂鋪法 擺式儀 外觀 隨時 表面平整密實,無輪跡、裂縫、推移、擁包、離析、花白料 目測 接縫 隨時 緊密平整、順直、無跳車、6m 直尺測不超過2mm 目測，6m直尺 ② 改性瀝青施工溫度控制對照表 項目 普通瀝青 SBS 改性瀝青 改性瀝青SMA 瀝青類型 AH—50、AH—70、 AH—90、AH—60 SBS 改性瀝青 瀝青加熱溫度（℃） 150～170 170～185 160～180 礦料加熱溫度（℃） 160～180 180～190 180～190 混合料出廠溫度（℃） 140～165 170～185 170～180 運到現場溫度（℃） 不低于120～150 170～180 不低于165 攤鋪溫度（℃） 不低于110～130 不低于165，最好175 以上 不低于160，低于140 作為廢料 碾壓溫度（℃） 110～140 160～170 不低于130 終壓溫度 （℃） 鋼輪 不低于70 120～130 --- 膠輪 不低于80 125～130 不低于110 振動壓路機 不低于65 110～120 (3) 適用范圍 適用于高等級公路、廠礦道路、機場跑道等熱拌改性瀝青路面單層、雙層結構的鋪筑施工。 (4) 已應用的典型工程 該技術已在河北石黃高速辛滄路面三合同(SAC 結構表面層)，江蘇連徐高速AB-24 標、汾灌高速OPQ23 標、汾灌高速OPQ21 標，徐宿高速21 標(改性瀝青SMA 結構),浙江杭金衢高速8 標(AK 抗滑結構)，山西大運高速7 標,福建寧德高速B1 標(AC 結構)，京珠高速湖北二合同(Superpave 12.5結構)等工程成功應用。從2000 年起到2003 年底，累計修改性瀝青路面267.821 km。這些工程都己完工，交工時均為優良工程.,投入使用后，使用性能得到業主和社會認可，有良好社會信譽。 改性瀝青路面施工技術是由中國路橋集團第一公路工程局研究開發的，是中國路橋集團重點資助的科技開發項目。