高性能混凝土应用技术指南0513文档格式.docx

1、混凝土是当今最大宗的建筑材料，也是最大宗的结构材料，一直是支撑我国建设发展的关键性材料之一。目前我国混凝土年产量已经超过40亿m3,是世界上混凝土产量和用量最大的国家。但是，我国混凝土质量却存在许多问题，例如在原材料方面：混凝土原材料中的细骨料质量下降，主要是由于河砂已经不能支撑建设所需混凝土规模的需求，河砂逐步匮乏，供应混凝土用的河砂变细，含泥量、杂质和石子含量大，质量越来越差，虽然机制砂取代河砂是大势所趋，但是，由于机制砂生产装备落后，导致混凝土用机制砂的石粉含量高，粒型和级配差，质量很差，再者，我国混凝土用砂主要是个体生产，又都是小生产，并无人管理，基本处于失控状态，所以，混凝土用砂的质

2、量不能保证，直接影响了混凝土质量；混凝土原材料中的矿物掺合料质量下降，主要也是由于优质的粉煤灰和矿渣粉等矿物掺合料供不应求，于是出现造假、掺假、以次充好、降低质量水平、乱掺等现象，应用者掺用矿物掺合料的目的主要是降低成本，很少考虑技术要求，为了追求经济利益，往往过掺价低质差的矿物掺合料，直接影响了混凝土质量。又如在混凝土施工方面：由于施工人员主要是农民工，缺乏专业技术知识及其相应的培训，不仅操作水平差，而且会违规操作：在浇筑混凝土时加水，浇筑混凝土后缺乏养护等等，导致混凝土发生事故或质量问题。上述方面只是影响混凝土质量的部分问题，实际上还有许多其它影响混凝土质量的重要问题，推广应用高性能混凝土

3、对解决混凝土质量的重要问题具有实际意义，也是是编制本指南的重要目的。以往建筑重视混凝土强度，随着混凝土技术和科学理念的进步，混凝土耐久性逐步得到重视，尤其在西方发达国家。混凝土耐久性的提高，将延长建筑物的使用寿命，减少建筑物运行期间的维修成本，大大降低工程全寿命周期的综合成本，是极大的资源节约、环境保护和可持续发展。美国等发达国家有关调查统计表明，由于混凝土劣化和耐久性不足导致结构损坏产生的维修成本有些超过初建投入，如果重建则更不用说了。我国近年来虽然开始重视混凝土耐久性，但是在工程实际中，落实往往不足，混凝土耐久性技术实施和耐久性质量检验不到位，混凝土工程的耐久性质量并未得到提高，许多重要工

4、程过早就进行维修，当然，这与前面所述的混凝土质量问题是一脉相承的。高性能混凝土的重要特点就是耐久性技术，推广高性能混凝土对于提高混凝土耐久性，延长建筑物使用寿命，降低工程全寿命周期的综合成本，节约资源和可持续发展具有重要作用。我国混凝土生产基本是粗放的，绝大多数是开放性生产，因此资源利用和控制污染成为我国混凝土生产的薄弱环节。目前，我国环境污染形势严峻，粉尘、废弃物和水土污染等方面的污染受到高度重视，生态环境应成为立国之本之一。我国混凝土生产在精细化生产、粉尘控制、废弃物排放等方面与发达国家差距很大，例如：加拿大加拿大预拌混凝土工业环境管理指南规定，当混凝土企业的大气污染物年排放量超过限值时，

5、应向环境保护部提交NPRI报告，并规定有大气污染物排放限值。在我国，这项工作处于起步阶段，住建部行业工程标准 预拌混凝土绿色生产及管理技术规程JGJ/T 328编制完毕并已发布。该标准规定了大气污染物排放限值，鉴于我国实际情况，排放指标不可能一步到位。再有，我国混凝土企业生产废水、废浆、废弃混凝土的处理再生利用，节约资源并实现零排放的企业比例非常低，可以说刚起步，但任务却十分迫切。生态环境作为一项立国之本，环境友好应是高性能混凝土的属性之一，因此，高性能混凝土应为环境友好型材料，本指南将混凝土绿色生产纳入高性能混凝土生产内容，并作为本指南编制目的之一，是十分必要的。近年来，预拌混凝土搅拌站数量

6、、产能、产量快速增加，目前出现了产能严重过剩的现象；但企业的集约化程度较低，以中小型企业为主，生产和管理手段相对落后，缺乏技术创新；缺少相关专业技术人才，对专业技术人才的培养理念较为淡薄；市场竞争激烈，利润微薄、垫资较多，这些问题，影响了行业的健康发展。高性能混凝土在原材料选用、配制制作和施工操作等方面都与原有粗放、凑合的生产方式有明显的不同，尤其在加大投入发展装备，提高产业集中度，淘汰落后，通过精细化生产，制作上档次、高质量产品方面更为突出。在原材料制作和优选、提高混凝土性能尤其是耐久性能、混凝土绿色生产、提高施工水平等重要方面，都与先进的生产方式和现代装备以及相应管理紧密相连，没有这些基础

7、，推广应用高性能混凝土是有难度的，如果建立了先进的生产方式和现代装备以及相应的管理，产品档次和质量会有本质上的改善，进而推进产业结构调整与升级，改变过去粗放的、低水平的、装备落后的、低资源效率的、廉价低质量竞争的运行模式。因此，推广高性能混凝土对于推动混凝土及建筑业的产业结构调整与升级具有重要意义。1.0.2 指导思想本指南的指导思想是针对高性能混凝土在实际工程中推广应用的技术需求，借鉴国内外高性能混凝土应用的成功经验和先进成果，结合我国有关标准规范的技术要求，通过采用优质原材料及其控制技术、矿物掺合料和外加剂掺用技术、合理的水胶比和胶凝材料用量等配合比优化技术、混凝土性能控制技术以及绿色生产

8、施工和质量检验措施，制成符合工程要求和本指南控制要求、具有优异拌合物性能、力学性能、长期和耐久性能的混凝土，最终实现本指南的编制目的。1.0.2 讲解说明编制高性能混凝土应用技术指南涉及具体指标的确定和操作方面的规定等，用以指导实践，这需要大量工作基础的支撑，在借鉴国内外高性能混凝土应用的成功经验和先进成果方面，国内外有许多采用高性能混凝土的工程经验，也有许多提出重要的论证和观点的文献资料，还有许多针对性的研究项目成果，这些都具有重要的价值，有借鉴意义，例如中国建筑科学研究院承担的科技部绿色高性能混凝土关键技术研究研究项目，就在外加剂和掺合料应用技术、高性能混凝土收缩开裂性能及抑制措施、高性能

9、混凝土脆性能及改善措施、高性能混凝土抗硫酸盐腐蚀性能、荷载作用下混凝土抗氯离子渗透性、城市再生水与搅拌站循环水应用等方面进行了研究，许多研究成果已成功实现了实际工程应用。国内有关标准规范对编制高性能混凝土应用技术指南具有重要价值，具体标准可参见本章第1.0.5条技术依据，另有类似名称标准如我国的高性能混凝土应用技术规程CECS 207:2006，又如美国的桥梁高性能混凝土规范及实践等。吴中伟院士在高性能混凝土一书中提出：“针对不同用途的要求，高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高

10、效外加剂。”这一技术思想，可以通过采用优质原材料及其控制技术、矿物掺合料和外加剂掺用技术、合理的水胶比和胶凝材料用量等配合比优化技术、混凝土性能控制技术以及绿色生产施工和质量检验措施，制成符合工程要求和本指南控制要求、具有优异拌合物性能、力学性能、长期和耐久性能的混凝土来加以实现。高性能混凝土的内涵丰富，目前的共识至少有以下方面：（1）高性能混凝土可采用常规材料和工艺生产，保证混凝土结构所要求的各项力学性能，并具有高耐久性、良好的工作性和体积稳定性。“性能”是一个综合的概念，而不仅仅是单一的某项性能指标。（2）高性能混凝土强调应以工程所需性能为目标，根据工程类别、结构部位和服役环境的不同，提供

11、“个性化”和“最优化”的混凝土。（3）高性能混凝土不排斥具体场合对强度要求不高，而对其它性能要求极高的混凝土。（4）高性能混凝土强调原材料优选、配合比优化、严格生产施工措施、强化质量检验等全过程质量控制的理念，（5）高性能混凝土强调绿色生产方式和资源的合理利用（如粉煤灰、矿渣粉、尾矿等的利用），最大限度地减少水泥熟料用量，实现节能减排和环境保护的可持续发展战略。随着技术的进步、经济和社会的发展，人们对高性能混凝土的认识不断深化，其定义和内涵也在不断发展完善。高性能混凝土概念反映了现阶段对现代混凝土技术发展方向的认识，代表着混凝土技术发展的方向和趋势，应充分把握这一大局。1.0.3 基本要求本指

12、南的基本要求有以下几点：（1）突出高性能混凝土的技术特点； （2）具有科学性、先进性和可操作性；（3）与我国有关政策法规和技术标准规范规基本协调；（4）具有指导性，可以起到技术普及的作用。1.0.3 讲解说明为了保证本指南提出的具体技术要求一方面能真实反应国内外当前高性能混凝土研究与应用领域的先进技术水平，一方面能充分锲合我国国情实际以及建筑业，特别是混凝土行业中长期发展规划，明确提出了贯穿本指南的核心基本要求。早在1990年，著名学者Metha和Atcin明确提出了高性能混凝土的三大性能特征，即高工作性、高强度及高耐久性。随后在1998年，ACI（美国混凝土协会）在对高性能混凝土的注释中指出

13、了其可能比较关键的特性包括：易于浇筑、振捣过程中不产生离析、早期强度、长期强度与力学性能、渗透性、密度、水化热、韧性、体积稳定性、严酷环境下的长期寿命。由此不难看出，国外对于高性能混凝土的技术特点已经淡化了高强度这一指标要求，摆脱了“高强即高性能，高性能必高强”的这一简单认识，重点关注工作性、长期和耐久性能等。我国2006年颁布的高性能混凝土应用技术规程 CECS 207:2006中，也明确了适合于我国工程应用实际情况的高性能混凝土的技术特征，即在保证混凝土结构所要求的各项力学性能的前提下，混凝土具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性。这也和国际上提出高性能混凝土的技术特点一致。上述关键技术特点

14、也在本指南中重点明确并作相关具体规定，同时针对性的进行上下游技术延伸，本指南中对高性能混凝土的结构设计要求、原材料控制要求、配合比控制要求、生产于施工技术措施、检验、验收与评价这几个主要方面提出了明确细致的技术要求，这些具体条文的提出一方面基于大量可靠的国内外相关研究与应用成果，确保了本指南的科学性与先进性，一方面充分结合我国混凝土设计、生产、施工实际水平，保证了本指南的可操作性。高性能混凝土的推广应用符合国家政策法规层面的实际需求。住房和城乡建设部在建筑业“十二五”发展规划中提出：“十二五”期间高性能混凝土的用量要达到10%以上。在2013年12月，住房和城乡建设部和工业和信息化部联合发文关

15、于成立高性能混凝土推广应用技术指导组的通知（建标实函2013133号），由行业内专家组成高性能混凝土推广应用技术指导组，在材料及制品生产、结构设计施工和政策及标准规范领域开展具体工作。除此以外，国家持续倡导可持续发展，发展循环经济、推行清洁生产等等，都为高性能混凝土实现推广应用提供了强有力的政策法规支撑。本指南编制内容也将充分体现这些政策法规层面的主导思想。随着我国混凝土行业的不断发展进步，高性能混凝土相关生产应用技术也日趋成熟，相关的技术细节也随着具体标准规范的制修订工作而融入其中。这些标准规范也成为推动高性能混凝土行业发展的最有效技术支撑。为了有效确保本指南的可操作性，在编制中与国家现行相

16、关标准进行了充分协调统一，主要涉及的标准规范参见本章第1.0.5条。长期以来，由于业主、设计、生产、施工、监理等相关方面对高性能混凝土的认识和理解不同，造成了技术推广工作难以推开。本指南旨在消除这一认知上的隔阂，从各个具体的技术细节入手，达成各相关方面关于高性能混凝土应用的统一认识，体现本指南技术内容的普遍指导性，从而实质有效的推进实现我国高性能混凝土应用的常规化。1.0.4 适用范围本指南适用于高性能混凝土的原材料控制、性能要求、配合比控制要求、生产施工措施、检验和评价。1.0.4 讲解说明本指南初步在建筑工程和市政工程方面采用，其它建设行业也可参考采用。我国目前正处于工业化和城镇化快速发展

17、的时期，各种建筑和基础设施建设工程量巨大。现代混凝土结构也向着高层、大跨、超深、特种结构等方向发展。国内许多标志性建筑物都采用了高性能混凝土，如上海环球金融中心、广州国际金融中心、京基100等。同时，市政工程建筑对混凝土性能提出了更高的要求，如须能够抵御严酷的环境和具有更大的承载力等。高性能混凝土以其优越的性能广泛应用于道路桥梁施工，能够克服严寒、高温的建筑施工艰难的环境，现如今高性能混凝土已在市政工程领域获得了业界的广泛关注和应用。此外，高性能混凝土也在其它建设行业实现了相当规模的成功应用，其中典型应用工程实例包括三峡工程、青藏铁路、南水北调工程、田湾核电站等。今后，高性能混凝土必将在更广阔

18、的行业范围内获得应用，特别是对于工程质量、应用环境和使用性能有更高、更具体的要求的工程类型。（1）海洋工程，中国有18000公里海岸线，沿海城市一直是中国改革开放的重点和目前经济最发达地区。在“十二五”海洋科学技术发展规划中明确支持地区沿海经济发展，这为高耐久性的海工混凝土材料和结构的规模化应用提供了契机。在海洋工程中，高性能混凝土广泛用于很多长大跨桥梁的建造，利于延长桥梁的使用年限和获得更好的经济效益。除此之外，在海港工程中采用的其它混凝土结构，如码头、防波堤、护岸、海上钻井平台等，同样重点关注的是其结构安全性和耐久性这两大基本性能，高性能混凝土成为不二之选。根据当前我国海港工程建设发展需要

19、，交通运输部组织制定了海港工程高性能混凝土质量控制标准（JTS 257-2-2012），为进一步在海洋工程中推广高性能混凝土应用提供了必要的技术支撑。（2）交通工程，预计到2020年，我国要投入20000亿人民币用于铁路建设，其中建设12000公里的高铁客运专线，为了满足高铁的耐久性使用，高性能混凝土在铁路建设中率先得到了广泛应用。同时，我国高速公路的耐久性问题亟待解决，高性能混凝土在公路应用中，其耐久性优点极为突出：一方面它可以提高路基施工质量，确保路基不下沉；另一方面解决了公路混凝土强度等级低，以及水泥用量少与耐久性要求之间的矛盾。同时，我国目前大量的公路桥梁待建。这些实际需求为高性能混凝

20、土在交通行业领域的深化应用创造了有利条件。（3）水电工程，目前国家政府大力发展可再生能源，水电工程建设持续保持高速发展，继三峡大坝之后，类似规模的水电工程都在相继规划、设计或已开工建设。大坝混凝土的耐久性作为工程质量和安全性的重要保证将继续受到高度重视。（4）核电工程，由于核电工程自身的特殊性，对混凝土结构设施的安全性具有更加具体、更加严苛的要求，高性能混凝土因其自身优异的性能在核电工程中获得成功应用，如用于屏蔽结构的防辐射重混凝土、用于筏基等基础结构的大体积混凝土、用于浇筑结构模块的自密实混凝土等。1.0.5 主要技术依据（1） 通用硅酸盐水泥GB 175（2） 中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水

21、泥 低热矿渣硅酸盐水泥GB 200（待核实）（3） 道路硅酸盐水泥GB 13693（待核实）（4） 用于水泥和混凝土中的粉煤灰GB/T 1596（5） 用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉GB/T 18046（6） 用于水泥和混凝土中的钢渣粉GB/T 20491（7） 用于水泥和混凝土中的粒化电炉磷渣粉GB/T 26751（8） 高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T 18736（9） 水泥砂浆和混凝土用天然火山灰质材料JG/T 315（10） 砂浆和混凝土用硅灰GB/T 27690（11） 混凝土外加剂GB 8076（12） 混凝土膨胀剂GB 23439（13） 混凝土防冻剂JC 475（14）

22、 混凝土外加剂应用技术规程GB 50119（15） 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 52（16） 轻集料及其试验方法GB/T 17431（17） 混凝土和砂浆用再生细骨料GB/T 25176（18） 混凝土用再生粗骨料GB/T 25177（19） 再生骨料应用技术规程JGJ/T 240（20） 混凝土用水标准JGJ 63（21） 建筑材料放射性核素限量GB 6566（22） 普通混凝土配合比设计规程JGJ 55（23） 普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T 50080（24） 普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081（25） 普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准G

23、B/T 50082（26） 混凝土耐久性检验评定标准JGJ/T 193（27） 混凝土强度检验评定标准GB/T 50107（28） 混凝土结构设计规范GB 50010（29） 混凝土结构工程施工规范GB 50666（30） 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204（31） 预拌混凝土GB/T 14902（32） 混凝土质量控制标准GB 50164（33） 预拌混凝土绿色生产及管理技术规程JGJ/T 328（34） 混凝土搅拌站（楼）GB/T 10171（35） 混凝土泵送施工技术规程JGJ/T 10（36） 大体积混凝土施工规范GB 50496（37） 轻骨料混凝土技术规程JGJ 51（

24、38） 高强混凝土应用技术规程JGJ/T 281（39） 纤维混凝土应用技术规程JGJ/T 221（40） 补偿收缩混凝土应用技术规程JGJ/T 178（41） 清水混凝土应用技术规程JGJ 169（42） 自密实混凝土应用技术规程JGJ/T 283（43） 人工砂混凝土应用技术规程JGJ/T 241（44） 海沙混凝土应用技术规程JGJ 206（45） 重晶石防辐射混凝土应用技术规程GB/T 50557（46） 石灰石粉混凝土GB/T 30190（47） 防混凝土碱骨料反应技术规范GB/T 50733（48） 预拌砂浆应用技术规程JGJ/T 223（49） 建筑结构检测技术标准GB/T 50

25、344（50） 混凝土中氯离子含量检测技术规程JGJ/T 223（51） 防辐射混凝土（国家产品标准，在编）1.0.5 讲解说明高性能混凝土是普通混凝土的现代升级，为了更加切合我国当前混凝土实际生产应用，尽快实现高性能混凝土的推广应用，本指南编制中尽可能多的与国家现行标准规范中的相关规定要求衔接，保证使用者能够快速深入了解并掌握本指南。通用硅酸盐水泥GB 175-2007为现行国家标准。2013年10月14日国务院出台了关于化解产能过剩指导意见，指出加快制修订水泥、混凝土产品标准和相关设计规范，推广使用高标号水泥和高性能混凝土，尽快取消32.5复合水泥产品标准，逐步降低32.5复合水泥使用比重

26、。鼓励依托现有水泥生产线，综合利用废渣发展高标号水泥和满足海洋、港口、核电、隧道等工程需要的特种水泥等新产品。据此该标准目前正在进行修订，并计划于2014年内完成标准修订工作。国家现行标准砂浆和混凝土用硅灰GB/T 27690-2011已于2012年8月1日起实施。硅灰作为掺合料用于制备混凝土，特别是高强高性能混凝土已有相当一段时间。硅灰的正面作用已经获得业内普遍认可。在该标准出台前，在高强高性能混凝土用矿物外加剂GB/T 18736-2002中对硅灰提出了相关技术要求，但是其适用范围、技术要求、检验项目及试验方法等内容均与现行工程使用和企业控制要求有差异，且与相关国际标准要求有较大的差异。该

27、标准的发布实施利于进一步推广和规范硅灰在建筑领域的应用。新修订的国家标准混凝土外加剂应用技术规程GB 50119-2013已于2014年3月1日起实施，距上一版标准（GB 50119-2003）已有十年时间。本次修订中增加了与高性能混凝土用外加剂等相关技术内容，如聚羧酸系高性能减水剂和阻锈剂相应的技术内容。按照行业主管部门要求，国家现行标准普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准JGJ 52-2006将于2015年正式启动标准修订工作。现行国家标准轻集料及其试验方法GB/T 17431分为两个部分，即第1部分：轻集料（GB/T 17431.1-2010）和第2部分：轻集料试验方法（GB/T 174

28、31.2-2010）。该版本距上一版（GB/T 17431-1998）已有十余年时间。该版本重点修订了轻集料的密度等级上限、增加了粗细混合轻集料级配的技术指标、增加了轻集料中氯化物含量的技术要求、更正了表观密度计算公式等关键技术要求，保证适应当前轻集料混凝土的生产应用技术水平。国家现行标准普通混凝土配合比设计规程JGJ 55-2011于2011年正式发布实施，距上一版标准（GB 50119-2000）已有十余年时间。新修订标准体现了与高性能混凝土相关技术内容，包括增加并突出了混凝土耐久性的规定、增加了高强混凝土配制的相关规定等。普通混凝土拌合物性能试验方法标准GB/T 50080-2002为现

29、行国家标准，该标准已于2013年正式启动修订工作。按照行业主管部门要求，国家现行标准普通混凝土力学性能试验方法标准GB/T 50081-2002将于2015年正式启动标准修订工作。现行国家标准混凝土结构工程施工规范GB 50666-2011于2012年正式发布实施。本规范是混凝土结构工程施工的通用标准，提出了混凝土结构工程施工管理和过程控制的基本要求。本规范在控制施工质量的同时，为贯彻执行国家技术经 济政策，反映建筑领域可持续发展理念，加强了节能、节地、节水、节材与环境保护等要求。本规范积极采用了新技术、新工艺、新材料。现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50204-2002已于2

30、011年正式启动修订工作，2014年初通过审查验收待发布实施。新修订国家标准预拌混凝土GB/T 14902-2012已于2013年9月1日起实施，距上一版标准（GB/T 14902-2003）已有十余年时间。新修订标准增加与高性能混凝土相关技术规定，包括细化并完善了特制品的混凝土种类，包含了高强混凝土、自密实混凝土等；增加了混凝土的耐久性能等级；将最大混凝土强度等级提高到C100等。新制定行业标准预拌混凝土绿色生产及管理技术规程JGJ/T 328-2014即将实施，本标准旨在规范预拌混凝土绿色生产及管理技术，保证混凝土质量并满足节地、节能、节材、节水和环境保护要求，做到技术先进、经济合理、安全适用。按照行业主管部门要求，国家现行标准轻骨料混凝土技术规程JGJ 51-2002将于2015年正式启动标准修订工作。新制定行业标准高强混凝土应用技术规程JGJ/T