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1   混凝土技术发展历程

1.1 混凝土技术发展历史衍变

（1）第一次革命：普通混凝土水泥的革命。

（2）第二次革命：钢筋混凝土材料组合的革命。

（3）第三次革命：预应力钢筋混凝土结构组合的革命。

（4）第四次革命：高强混凝土外加剂技术的出现（第1代、第2代）。

（5）第五次革命：绿色高性能混凝土高性能聚婈酸技术。

1.2 混凝土技术发展历史

1.2.1现场搅拌时期

1980年以前，混凝土制备采用现场搅拌的施工工艺。生产混凝土的原材料：水泥、水、石子、砂，无外加剂。

1.2.2商品混凝土时期

1980年，上海宝钢工程7100m³大体积基础底板浇筑，开创建工商品混凝土时代，八十年代混凝土配制采用木钙类外加剂、单掺粉煤灰，典型工程上海商城；海伦宾馆8700m³底板。

 上海商城

1994年，金茂大厦混凝土配制采用萘系类外加剂、单掺粉煤灰，超高泵送采用双掺技术。

 金茂大厦基础底板冷却水管

 金茂大厦泵送

上海环球金融中心全面采用聚羧酸系外加剂，采用粉煤灰和矿粉双掺技术，开启高性能混凝土施工新时代。

 上海环球底板浇筑

海伦宾馆基础底板混凝土，300号混凝土45天龄期，水泥标号425 。

（1）外加剂第一代，木钙类；

（2）骨料级配，5~40mm；

（3）水泥标号采用旧标准GB175-85。

1.2.3混凝土原材料衍变

（1）基准=水泥+砂+石子+水。

（2）基准+木钙类外加剂+粉煤灰。

（3）基准+萘系外加剂+掺合料。

（4）基准+聚羧酸外加剂+掺合料。

（5）基准+外加剂+掺合料+纤维等。

2  高性能混凝土定义及关键技术

2.1 定义及特点

2014年两部委联合发布住建部、工业和信息化部（建标【2014】117号）“关于推广应用高性能混凝土的若干意见”，“以建设工程设计、施工和使用对混凝土性能特定要求为总体目标，选用优质常规原材料，合理掺加外加剂和矿物掺合料，采用较低水胶比并优化配合比，通过预拌和绿色生产方式以及严格的施工措施，制成具有优异的拌合物性能、力学性能、耐久性能和长期性能的混凝土”。

以往的认识：仅关注性能（工作性、耐久性、体积稳定性）。

新的认识：原材料、设计、配制、生产、施工、检测的全过程控制。

传统混凝土：水泥、水、细集料、粗集料，经过优化配合比与工艺，诸如增加矿物掺合料、化学外加剂等，形成高性能混凝土，其组成特点组分复杂、水灰比低、胶凝材料多，性能特点流动性大、力学性能优异、耐久性能好。

2.2 制备关键技术

2.2.1最佳堆积理论

（1）粉料

 富勒曲线：最大密度曲线

水泥颗粒主要集中在（3～32𝜇𝑚），水泥颗粒粒径分布较富勒紧密堆积曲线粒径分布要窄，矿物掺合料来改善胶凝材料粒度分布最佳堆积。

（2）骨料

为探究骨料的最佳堆积密度，对两种级配5～10mm和10～20mm进行复合，合理设定复合比例，以紧密空隙率为控制指标确定最佳复合比例。

 

2.2.2 高性能外加剂合成与复配技术

（1）合成母液的解决途径

（2）复配凝结时间解决途径

葡钠、糖类增加粘性，特别的聚合物保持粘塑性。

 

2.3 拌合物控制技术

2.3.1双控技术之一-坍落度与扩展度

  混凝土全部塌陷

  混凝土向两侧流动，中心残留

2.3.2 双控技术之二-流动性与流变性检测装置

 流动性检测 

流变性检测 

扩展度与流变参数区间

2.3.3 双控技术之三-圆度与边角包裹性

 

2.4 高性能混凝土变化

2.4.1原材料

（1）高性能水泥

高性能水泥性能良好，水泥强度前期增长缓慢，后期强度增加幅度较大。

 标准试块强度增长

（2）高品质石子 

5-10mm精品石

 

10-20mm精品石

复合技术得到级配5-20mm精品石

高品质石子针片状颗粒含量不大于3%；含泥量不大于.5%；泥块含量0%；压碎值指标不大于4%。

（3）高性能外加剂

高性能外加剂主要是包裹性、保坍性、粘滞性、凝结时间、流动性等性能。

2.4.2配制技术

（1）低用水量，上海中心大厦基础混凝土底板用水量160kg；

（2）低水胶比，水胶比从0.5降为0.36；

（3）适宜浆骨比，保证砂浆包裹骨料的同时满足润滑的要求。

 

2.4.3混凝土性能

高工作性，混凝土扩展度可达700±50mm，且泵送过程中保坍性良好；高体积稳定性，混凝土自收缩小，抗开裂能力强；高强度，上海中心底板混凝土强度为C50，主体结构混凝土最高为C70，进行120MPa混凝土泵送试验。

扩展度测试

 自收缩检测

 120MPa混凝土泵送

3  高性能混凝土工程应用

3.1 超大超长超厚大体积混凝土

主楼区域基础底板平面长度为121m，厚度6.0m，混凝土强度等级C50R90，混凝土一次浇筑总量约60000m³，采用中低热水泥、粉煤灰和矿物掺合料双掺技术、聚羧酸系高性能减水剂。

 大体积混凝土水化热放热速率曲线

配合比设计流程

采用上海麦斯特建工高科技建筑化工有限公司生产高性能减水剂（聚羧酸系）同样可应用于超高泵送混凝土。

3.2 超高程混凝土泵送

采用湖州新开元精品石，公司由上海建工集团投资，是华东地区工艺设备先进，节能环保的大型建筑石矿企业，通过双掺、采用聚羧酸系高性能减水剂，C60泵送高度582m，C45泵送高度620m。

C60混凝土出厂前扩展度控制

自主研发测试仪器

 流变参数测试仪器

3.3 超高强混凝土泵送

验证性的将C100泵送到547m，120MPa混凝土泵送高度620m。

 入泵时混凝土状态

 混凝土620m泵送试验

 

出泵时砼状态

 

（整理自2017年中国建筑施工学术年会专题报告）

来源：科技建工，2017年中国建筑施工学术年会专题报告，如有侵权请联系删除。

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