• 国内
• 2000年建设部委托中国土木工程学会与清华大学土木系就建 筑物耐久性与使用年限的课题进行研究。
• 2001年、2002年两次学术会议上并在会后广泛征求意见并多 次修改，2003年6月对《混凝土结构耐久性设计与施工指南》 进行审查和鉴定并获得通过。该《指南》作为中国土木工程 学会技术标准。
由于混凝土桥面板开裂普遍，因此转向使用高强 混凝土，但是看来这无济于事。根据美国国家公路合 作研究计划1995年检查的结果表明：10万座混凝土桥 面板是在混凝土浇筑后一个月内就出现间隔1~3米的贯 穿性裂缝。
★ 据统计：在正常工作条件下，混凝土结构从建成 到拆除重建的周期平均为40～50年。
正常情况下，混凝土建筑40—50年毁坏 非正常情况-------• 日本沿海港湾建筑、桥梁——10年开裂 、剥落、钢筋锈蚀外露 • 中国——安徽佛子岭水库(年亏1700万) • 北京西直门桥
筑物
这些建筑物耐久的共同特点：
• ● 采用符合现代耐久要求的胶凝材料(培 烧粘土.石灰.石膏.火山灰. 糯米汁.羊桃藤 汁等)
• ● 复合使用有机外加剂（动物油脂~牛油. 桐油.乳液.动物血~牛.猪血等 ）
• ● 低水灰比 • ● 工作性好，易于施工 • ● 匀质性好 • ● 具有合理的孔结构和密实度 • ● 采用严格的施工工艺
（旧标准）硬练:500:600:700 （旧标准）软练:425:525:625 （新国标）ISO:32.5:42.5:52.5
水泥细度是影响水泥的凝结硬化速度、强度、需水 性、干缩性、水化热等一系列性能。水泥必须控制一定 的粉磨细度，水泥颗粒越细，凝结越快，早期强度发挥 越快，泌水性小，但也不能太细，否则，一方面水泥的 需水量大幅度增加，干缩大，水化放热集中；另一方面， 大大降低了磨机产量，增加电耗。在高性能混凝土中，水 泥细度过大，容易导致混凝土早期开裂，还会影响外加剂 的作用效果。一般比表面积为300~350 m2/kg
• 铁道部也同期进行研究，(2001年6月29日开工修建的青藏线--50年耐久性混凝土）并于2005年开始在铁路系统大面积推 广高性能混凝土。
• 高性能混凝土 以耐久性为基本要求并用常规材料和常
规工艺制造的水泥基混凝土。
• 这种混凝土在配比上的特点是掺加合格的矿物掺和 料和高效减水剂，取用较低的水胶比和较少的水泥 用量，并在制作上通过严格的质量控制，使其达到 良好的工作性、均匀性、密实性和体积稳定性。
高性能混凝土
一.混凝土发展历史及相关问题：
混凝土(定义---类别—水泥,沥青,聚合物,硫磺) ➢5000年前，甘肃省秦安县大地湾地区（草筋墙.炕） ➢2000年前，古罗马（地下水道.剧场、万神庙等）
建筑发展： ➢宋代明代安徽和州城墙、南京城墙、河堤、桥等 ➢1824年，英国工人烧制出“波特兰水泥”——硅酸 盐水泥原型(石灰石.粘土混合锻烧~~生成硅酸二钙. 硅酸三钙) ➢上天、入地、下水
2.高性能混凝土的提出：
20世纪80年代，美国国家材料委员会提出：要 为新世纪的基础设施建设开发高性能的建筑材料， 包括钢材、混凝土、塑料等。 (挪威)
1990年5月，在美国马里兰州由美国国家 标准与技术研究院( NIST) 和 美国混凝土学会 (ACI )主办了第一次关于HPC的国际研讨会，会议 首次提出关于高性能混凝土的定义。(美国 及 日本 学派)
2、什么结构物是高性能混凝土
根据《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》, 混凝土结构 设计使用年限级别见表1：
表1 混凝土结构设计使用年限级别
3、高性能混凝土的耐久性评价指标
京沪高速铁路混凝土耐久性技术要求，见表2 表2 混凝土的耐久性能
二 高性能混凝土用原材料
1、水泥
➢ 水泥应选用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥 （简称“普通水泥”），混合材宜为矿渣 或粉煤灰。
（1）水泥品种
六大通用水泥中矿物掺合料含量： 硅酸盐水泥：≤5% 普通硅酸盐水泥：6～15% 矿渣硅酸盐水泥：20～70% 火山灰硅酸盐水泥：20～50% 粉煤灰硅酸盐水泥：20～40% 复合硅酸盐水泥：两种混合材以上 15～50%
表3 通用硅酸盐水泥
（2）水泥强度等级及细度
提高水泥强度的主要措施是增加C3A和C3S含量和增加 比表面积，易导致水泥水化速率过快,水化热大,混凝土收 缩大,抗裂性下降,微结构不良,抗腐蚀性差,所以水泥强度 等级够用就行，不得随意提高水泥强度等级。
2005年中国土木工程学会标准: 混凝土结构耐久性设计与施工指南 （CECS2004-01）
主要内容
➢ 高性能混凝土基本概念 ➢ 高性能混凝土用原材料 ➢ 高性能混凝土配合比设计 ➢ 高性能混凝土施工
一 高性能混凝土基本概念
1、什么是高性能混凝土
耐久性混凝土属于高性能混凝土的范畴，国家对高性能混凝 土没有定义。一般认为，高性能混凝土是高工作性、高耐久性。
古罗马万神殿：公元128年(哈德联)大帝时期建造的 一座建筑物，它的圆形壁厚6.1m;穹顶的直径43.3m、高 21.6m，使用了12000吨轻混凝土。
万神殿内景
古罗马圆形剧场
当代也有历时100多年的波特兰水泥混凝土 建筑物
• ● 英国南安普墩海港工程 • ● 美国西雅图海滨海上水泥船 • ● 大连、厦门的混凝土炮台 • ● 沿海、沿江商埠大量保存的混凝土建
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石家庄百孔桥大桥—盐的腐蚀
青藏公路桥梁墩柱冻融剥蚀
一
座
桥
何
拆 除
以 只 有
前
二
的
十
西
年
直 门 桥
寿 命 ？
为什么混凝土结构不耐久？
• ◆ 水泥质量—过细、水化过快 （C3A） • ◆ 水泥用量—过多 • ◆ 水灰比—过大 • ◆ 混凝土早期强度—过高 • ◆ 外加剂—过乱 • ◆ 施工质量—较差
➢ 处于严重化学侵蚀环境时（硫酸盐侵蚀环 境作用等级为H3或H4）应选用C3A含量不大 于6%的硅酸盐水泥 。
水泥的技术要求
注：1 当骨料具有碱—硅酸反应活性时，水泥的碱含量不应超过0.60%。 2 C40及以上混凝土用水泥的碱含量不宜超过0.60%。
➢ 重点: 水泥品种、水泥强度等级及细度、水泥矿物成份 C3A
近代误区：片面追求强度——力学性能
1.近代误区—后遗症
1987年美国材料顾问委员会提交的一篇报告引起 了轰动，统计表明：美国近期混凝土腐蚀损失每年 2760亿美元（中国约2000亿人民币），约25.3万座桥 梁的混凝土桥面板，其中部分使用不到20年，就已不 同程度地破坏，且每年还将新增3.5万座。