高强混凝土进展与应用
高强混凝土在工程中的应用

高强混凝土在工程中的应用一、引言高强混凝土是一种具有高强度、高耐久性和高耐久性的新型建筑材料,近年来在工程领域得到了广泛应用。
本文将从高强混凝土的概念、性能、优点等方面入手,详细介绍高强混凝土在工程中的应用。
二、高强混凝土的概念和性能1. 概念高强混凝土是指在常规混凝土中添加适量的高强度材料或掺合料,通过优化混凝土配合比、材料掺合比例和粒度分布等工艺,使混凝土的抗压强度达到超过60MPa的一种混凝土。
2. 性能高强混凝土具有以下性能:(1)高抗压强度:高强混凝土的抗压强度通常在60MPa以上,是普通混凝土的2-3倍;(2)高抗拉强度:高强混凝土的抗拉强度比普通混凝土高出数倍;(3)高耐久性:高强混凝土通过精细的粒度控制和合理的掺合材料选择,具有较好的耐久性;(4)高抗渗性:高强混凝土的抗渗性能较好,可有效防止水的渗透;(5)高抗冻性:高强混凝土在低温环境下,其抗冻性能较好,不易受到冻融损伤;(6)高耐化学侵蚀性:高强混凝土具有较好的耐化学侵蚀性,可在酸、碱等强腐蚀性环境下使用。
三、高强混凝土的应用1. 桥梁工程高强混凝土在桥梁工程中应用广泛,主要用于桥墩、墩台、箱梁、桥面铺装等部位。
高强混凝土的高强度和高耐久性,可有效增强桥梁的承载能力和耐久性,提高桥梁的使用寿命。
同时,高强混凝土的施工周期短,可有效缩短工期,降低工程成本。
2. 建筑工程高强混凝土在建筑工程中的应用也越来越广泛,主要用于高层建筑、水利工程、地下工程、工业厂房等领域。
高强混凝土的高强度和高抗压性能,可有效提高建筑物的承载能力和抗震性能,增强建筑物的安全性。
同时,高强混凝土还具有较好的耐久性和抗渗性能,可有效保障建筑物的使用寿命。
3. 港口码头工程高强混凝土在港口码头工程中的应用也越来越广泛,主要用于码头桥梁、码头墩、码头岸墙等部位。
高强混凝土的高强度和高耐久性,可有效增强码头的承载能力和耐久性,提高码头的使用寿命。
同时,高强混凝土的施工周期短,可有效缩短工期,降低工程成本。
高性能混凝土讲稿—高性能混凝土的发展与应用

高性能混凝土讲稿—高性能混凝土的发展与应用高性能混凝土是一种结构性材料,它具有很高的强度、耐久性和耐久性等特点。
近年来,随着我国经济的快速发展和城市化进程的加速,高性能混凝土逐渐成为建筑行业重要的材料之一。
本文将从高性能混凝土的概念、特点、发展历程和应用领域等方面进行探讨。
一、高性能混凝土的概念和特点高性能混凝土是一种新型的混凝土材料,通常指强度等级在C50以上、特别是强度等级在C70以上的混凝土。
它具有优异的抗压强度、耐久性、渗透性、抗冻融性、防火性、耐酸碱性、抗腐蚀性等特点。
具体包括以下几个方面:1.强度高:高性能混凝土的抗压强度比通常的混凝土高出数倍,同时有很好的耐压性。
2.耐久性好:高性能混凝土具有很好的耐久性,不容易受到气候、环境等因素的损害。
3.渗透性低:高性能混凝土渗透性低,它可以避免水的渗透和钢筋腐蚀。
4.防火性好:高性能混凝土的耐火性能好,不易受到高温、火灾等因素的影响。
5.耐酸碱性好:高性能混凝土抗酸碱性和腐蚀性好,它可以适应不同的环境。
二、高性能混凝土的发展历程高性能混凝土的发展历程可以追溯到20世纪60年代初期。
当时,随着钢筋混凝土结构应用的不断扩大,要求混凝土的强度和耐久性都得到提高,为此,高强混凝土材料的研究逐步得到推广。
40年代末期,美国耐用材料协会ACC和美国铁路协会ARA两个机构先后提供了高强混凝土和高性能混凝土的定义和标准,并开始推广应用。
欧洲国家在20世纪70年代后期加入了这一研究。
高性能混凝土经过多年的发展,已经成为世界性的一个热点研究领域。
近年来,国内研究人员和企业也开展了大量的高性能混凝土试验和应用研究,逐步在高速公路、大桥、港口、地铁、商业建筑等领域得到了广泛应用。
三、高性能混凝土的应用领域1.公路和桥梁工程:高性能混凝土在公路和桥梁工程中具有广泛的应用。
它可以用于高速公路、隧道和桥梁等结构,具有良好的承载能力和耐久性能。
2.建筑工程:高性能混凝土在建筑工程中逐渐得到了广泛的应用。
高性能混凝土的发展和应用

高性能混凝土的发展和应用刘怡贵州省交通科学研究院有限责任公司一、高性能混凝土的发展高性能混凝土(High performanee concrete,简称HPC是一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。
它以耐久性作为设计的主要指标,针对不同用途要求,对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。
为此,高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比,选用优质原材料,且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。
1、高性能混凝土的定义1950年5月美国国家标准与技术研究院(NIST)和美国混凝土协会(ACI)首次提出高性能混凝土的概念。
但是到目前为止,各国对高性能混凝土提出的要求和涵义完全不同。
美国的工程技术人员认为:高性能混凝土是一种易于浇注、捣实、不离析,能长期保持高强、韧性与体积稳定性,在严酷环境下使用寿命长的混凝土。
美国混凝土协会认为:此种混凝土并不一定需要很高的混凝土抗压强度,但仍需达到55MPa 以上,需要具有很高的抗化学腐蚀性或其他一些性能。
日本工程技术人员则认为,高性能混凝土是一种具有高填充能力的的混凝土,在新拌阶段不需要振捣就能完善浇注;在水化、硬化的早期阶段很少产生有水化热或干缩等因素而形成的裂缝;在硬化后具有足够的强度和耐久性。
加拿大的工程技术人员认为,高性能混凝土是一种具有高弹性模量、高密度、低渗透性和高抗腐蚀能力的混凝土。
综合各国对高性能混凝土的要求,可以认为,高性能混凝土具有高抗渗性(高耐久性的关键性能);高体积稳定性(低干缩、低徐变、低温度变形和高弹性模量);适当的高抗压强度;良好的施工性(高流动性、高粘聚性、自密实性)。
中国在《高性能混凝土应用技术规程》(CECS207-2006对高性能混凝土定义为:采用常规材料和工艺生产,具有混凝土结构所要求各项力学性能,具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。
型钢高强混凝土的应用和发展

型钢高强混凝土的应用和发展1. 引言- 型钢高强混凝土的定义和发展现状- 写作的目的和意义2. 型钢高强混凝土的材料特性- 型钢的基本组成和性质- 高强混凝土的组成和性质- 型钢高强混凝土的特点和优势3. 型钢高强混凝土的应用领域- 结构工程方面的应用:桥梁、高层建筑、隧道等- 建筑装饰方面的应用:立柱、走廊、防护层等- 其他领域的应用:道路、码头、水利等4. 型钢高强混凝土的施工技术- 施工前的准备工作:材料准备、工具设备、施工方案等- 施工过程中需要注意的问题:施工顺序、施工基础、施工质量控制等- 施工后的验收标准:强度、耐久性、防火性、耐震性等5. 型钢高强混凝土的未来发展- 技术创新:新型型钢材料的应用、新型高强混凝土材料的开发等- 应用拓展:将型钢高强混凝土应用到更多的领域中,满足各类建筑和工程的需求- 发展趋势和挑战:可持续性和环保性、标准化、优化施工方案等6. 结语- 本文总结和归纳了型钢高强混凝土的应用和发展情况- 对未来的发展和应用趋势进行了展望- 逐渐深入人们的生产和生活,将会对社会发展产生积极影响。
第一章:引言型钢高强混凝土作为一种重要的建筑材料,被广泛地应用在各种工程和建筑中。
随着人们对于建筑的需求的不断提高,型钢高强混凝土因其独特的性能特点和广泛的应用领域而备受关注。
本文旨在探讨型钢高强混凝土在应用和发展方面的现状,分析材料特性及施工技术,并展望其未来发展的趋势和挑战。
通过对型钢高强混凝土的深入研究和探讨,提高建筑领域相应专业人员的技术水平,促进建筑行业的健康发展。
第二章:型钢高强混凝土的材料特性2.1 型钢的基本组成和性质型钢是由钢和其他角材料组成的一种构造材料,由于其具有较优异的力学性能和工艺加工性能,在建筑行业中得到了非常广泛的应用。
型钢的组成主要有热轧钢材、工字钢和角钢等材料。
型钢的优势在于其具有良好的抗压、抗拉能力和较高的刚性,能够承受较大的外力,使用寿命较长,因此在建筑工程中经常使用,例如龙骨、框架等。
超高强度混凝土的研究与应用

超高强度混凝土的研究与应用超高强度混凝土是一种新型的建筑材料,其强度可以达到普通混凝土的10倍以上,因此在工程建设中具有很大的潜力。
本文将介绍超高强度混凝土的研究现状、制备工艺和应用领域,并探讨其未来发展方向。
一、超高强度混凝土的研究现状超高强度混凝土是指强度在150MPa以上的混凝土,其主要由水泥、石英粉、硅灰、钢纤维等材料组成。
随着科技的不断发展,超高强度混凝土的研究也得到了很多重视。
目前,国内外学者在超高强度混凝土的研究方面已取得了很多进展。
1. 国外研究现状在国外,超高强度混凝土的研究始于上世纪80年代。
当时,法国学者Bernard德·拉福雷(Bernard de Larrard)首次提出了超高强度混凝土的概念,并在1992年成功制备了强度为200MPa的混凝土。
此后,美国、日本、德国等国家也相继开展了超高强度混凝土的研究工作。
其中,美国的普渡大学、日本的大阪大学、德国的斯图加特大学等高校在超高强度混凝土的研究方面取得了重大突破。
2. 国内研究现状我国在超高强度混凝土的研究方面起步较晚,但随着科技的不断发展,国内学者也取得了很多进展。
近年来,国内高校和科研机构相继开展了超高强度混凝土的研究工作,其中包括清华大学、同济大学、哈尔滨工业大学等。
他们主要从材料配比、制备工艺、性能研究等方面入手,不断探索超高强度混凝土的制备和应用。
二、超高强度混凝土的制备工艺超高强度混凝土的制备是一个复杂的过程,需要精确的材料配比和制备工艺。
目前,超高强度混凝土的制备工艺主要包括以下几个方面:1. 材料选择超高强度混凝土的材料主要包括水泥、石英粉、硅灰、钢纤维等。
其中,水泥的种类和配比对混凝土的强度和性能有着至关重要的影响。
石英粉和硅灰则是控制混凝土密实度和流动性的关键材料。
而钢纤维可以增强混凝土的韧性,提高其抗裂性能。
2. 配比设计超高强度混凝土的配比设计是制备过程中最为关键和复杂的一步。
配比设计需要考虑混凝土的强度、流动性、密实度等因素,并结合具体的施工环境和要求进行调整。
轻质高强混凝土在建筑工程中的应用与发展前景

轻质高强混凝土在建筑工程中的应用与发展前景
一、轻质高强混凝土的特点
轻质高强混凝土是一种由轻骨料、高强水泥和适量掺合料混合而成的材料,它具有重量轻、抗压强度高、隔热隔音性能好等特点。
其密度一般在1400kg/m³以下,抗压强度可达到50MPa以上。
与普通混凝土相比,轻质高强混凝土具有更好的力学性能和耐久性,适用于各种建筑结构。
1. 建筑结构:轻质高强混凝土可用于各种建筑结构中,包括楼板、梁柱、墙体等,其轻质的特性使得建筑结构更加轻盈,有助于减少结构自重,提高建筑整体性能。
2. 隔热隔音:轻质高强混凝土因其疏松的结构和良好的空气隔绝性能,可有效隔绝外界噪音和热量,提高建筑的舒适性和节能性能。
3. 装配式建筑:轻质高强混凝土多用于装配式建筑中,其轻便的特性有助于模块化设计和快速施工,提高建筑工程的效率和质量。
4. 基础与地下结构:轻质高强混凝土可用于地下室墙体、地下管道、基础等地下结构中,其耐久性和抗压强度能够有效应对地下水压和土压力。
5. 精细装饰:轻质高强混凝土因其表面平整度高和易成形的特点,常用于精细装饰工程中,如挂板、装饰墙体等。
1. 环保节能:轻质高强混凝土的轻量化特性和优秀的隔热隔音性能,符合现代社会对环保节能的需求,将在未来建筑工程中得到更广泛的应用。
3. 抗震耐久:轻质高强混凝土因其高强度和较好的韧性,对抗震和抗风能力较强,将在地震频发地区和台风频发地区得到更多的关注。
4. 新型材料应用:随着材料科学的不断进步和新型材料的不断涌现,轻质高强混凝土在未来的应用中可能会得到更多的创新和发展。
高性能混凝土技术发展与应用
高性能混凝土技术发展与应用高性能混凝土(Highperformanceconcrete)是一种适应新时代潮流,符合现代建筑风格和经济形势的新型建筑混凝土,其建筑特点最显著的就是耐久性,面对不同使用使用情况,高性能混凝土的工作性、强度、体积稳定性、经济性都是经得起考验的。
1研究背景随着国际经济形势逐渐严峻,中国建筑行业难免面临一些窘境,建筑材料高强度材料造价太高、造价低的建筑材料使用性能又不符合标准、材料源的采集合成过于复杂等等一些建筑行业前后两难的问题,所以必须尽可能解决建筑行业的建筑原材料问题,因此高性能混凝土应运而生。
随着国外与国内乡村城市化发展,基础设施建设与人民娱乐设施的不断完善以及对疫情的警惕与防止,混凝土应用在百姓眼中已经十分普遍,但是在发展混凝土的同时一定要对其性能把握准确。
因此高性能混凝土对材料源,质量检验,配合比,坍落度,施工条件的要求比一般混凝土的要求更苛刻。
2研究生产材料高强度混凝土是我们根据普通混凝土研究比对,加之一定科学理论的基础提出的新概念。
顾名思义,就是要适应太空中极端的恶劣环境,可以作为建筑材料的新型混凝土。
高强度混凝土是与普通混凝土不同的创新性新能源材料,虽然都是混凝土,但在成分比例功能上却大不相同。
我们以研究普通混凝土的结构性质等为基础,深度挖掘一种可以利用生物资源制成的新型材料。
通过比对二者之间的结构和性质,得出了太空混凝土这一大胆设想。
废旧建筑中具有丰富的资源,若能应用新型原位资源的开发与利用技术,将会极大地将增强我们在建筑原地中“自给自足”的能力,减少对原生材料的依赖。
而高强度正是完美的利用这一概念。
如果能重复利用建筑场地的砖瓦,钢筋,木材,岩石等材料,加建筑垃圾和建筑土壤组成的,利用原建筑中的原位资源与原生材料的进行二次有机结合,其结果具有无限的可能性。
因此,高强度混凝土的成功研制将为人类的有机住房打下建筑基础和具体可操作性,也为建筑产业的振兴计划做出重大贡献。
高强混凝土的应用
高强混凝土的应用摘要:高强混凝土是当前土木工程材料的重大研究应用课题。
与普通混凝土相比,存在着明显的技术优势。
可以预见,随着我国基础建设规模的不断扩大、城市化水平的不断提高、政府相关政策的深入实施、对混凝土耐久性要求的不断提高以及工程设计理念的创新变革,高强混凝土必将得到更多、更广泛的应用。
本文分析了高强混凝土在我国的技术现状,介绍了高强混凝土的技术特点及其应用范围,探讨了高强混凝土在工程中的应用,展望了高强混凝土的发展趋势。
关键词:高强混凝土技术现状特点范围发展趋势现代高强混凝土, 是指用常规的水泥、砂石作为原材料,使用常规的工艺生产配制的。
它主要靠外加高效减水剂, 或同时掺加一定数量的活性矿物材料, 使拌合料具有良好的工作度, 并在硬化后具有高强性能。
高强混凝土是当前土木工程界的一个重大的研究用应用课题,我国是以混凝土作为主要建筑材料的国家,而高强混凝土与普通混凝土相比有很多优越性。
因此它是我国混凝土技术发展的一个主要方向。
一、高强混凝土在我国的技术现状我国发展高强混凝土的起步较晚,上世纪80年代前在高层建筑中没有应用高强混凝土。
随后,高强混凝土开始在我国逐步使用和推广,目前已有相当数量的钢筋混凝土结构采用高强混凝土。
这里的原因主要有以下几点:现代化工程建设的需要.近年来我国的高层、超高层、大跨度建筑和桥梁、地铁、海洋采油平台等混凝土结构大量兴建,这就需要提高混凝土强度,以减小结构构件的截面尺寸,减轻自重,增加有效净面积,改善和提高使用功能。
已具备发展高强混凝土结构的物质技术基础。
我国研制成功和投入生产了多种型号的混凝土高效减水剂和其他外加剂。
现已能大量生产525 号以上的高标号水泥。
(3)从理论上对高强混凝土进行了较深入的研究。
近年来,国内许多科研单位对高强混凝土做了大量的试验研究工作,取得了不少研究成果。
这些科研成果为设计,施工提供了技术依据。
二、高强混凝土的技术特点及其应用范围与普通凝土相比, 高强混凝土具有以下特点:强度高, 变形小, 使用于大跨、重载、高耸结构;(2)耐久性和抗渗、抗冻性好, 能承受恶劣环境条件考验, 使用寿命长;(3)能减小截面尺寸, 大大降低结构自重和提高结构刚度;(4)能缩短加载龄期, 并承受大的预应力, 且预应力损失小。
高性能混凝土的发展和应用(模板)-大工论文(通过)
高性能混凝土的发展和应用(模板)-大工论文(通过)网络教育学院本科生毕业论文(设计)题目:高性能混凝土的发展和应用研究中心:层次:专业:年级:学号:学生:指导教师:完成日期:高性能混凝土的发展和应用内容摘要混凝土是现代工程结构的主要材料,高性能混凝土(HPC)是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。
本文通过回顾混凝土技术的发展历程及现状,讨论了目前高性能混凝土技术的发展趋势。
阐述了典型高性能混凝土与高性能混凝土的特点及工程应用,研究高性能混凝土和新型绿色高性能混凝土的特点和发展趋势后可得出结论:高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土,能最大限度地延长混凝土结构的使用年限,降低工程造价。
关键词:高性能混凝土;外加剂;矿物掺合料;配合比;工程应用I高性能混凝土的发展和应用目录III高性能混凝土的发展和应用III高性能混凝土的发展和应用引言混凝土是现代工程布局的主要材料,高性能混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。
本文通过回忆混凝土技术的发展历程及近况,会商了木钱水泥混凝土技术的发展趋向。
当前一个时期混凝土技术发展的主要趋向为高强化、高性能化、绿色化、高技术化和复合化。
论述了目前高性能混凝土(HPC)的定义、组成、组织布局、共同比设想及养护还有其对混凝土性能的影响。
混凝土正在向高强、高性能和生态化的方向发展,绿色高性能混凝土是混凝土材料的发展方向,其应从1824年波特兰水泥发明开始,混凝土材料至今已有100多年的历史,以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的发展,由普通混凝土向高性能混凝土发展。
从20世纪以来,混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料,混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料,其用量巨大。
据统计,当今我国每年混凝土用量约109m3,并且随着我国近年来工业化、城市化进程的加快,其用量将继续快速增长。
人类进入21世纪,随着科学技术的快速发展,一种又一种新型混凝土涌现出来。
高强混凝土的研究与应用
高强混凝土的研究与应用高强混凝土是一种具有高度抗压强度和耐久性的混凝土,它由高品质的材料和适当的配比制成。
近年来,随着建筑和工程技术的不断发展,高强混凝土的研究和应用也逐渐得到了广泛关注和应用。
一、高强混凝土的特点高强混凝土与普通混凝土相比具有以下显著特点:1.高强度:高强混凝土的抗压强度在60MPa以上,是普通混凝土的两倍以上,因此可以承受更大的荷载。
2.耐久性强:高强混凝土具有优异的耐久性能,能够长时间承受自然环境和化学腐蚀的侵蚀。
3.施工性好:高强混凝土的流动性好,易于浇筑,能够保证施工的顺利进行。
4.节能环保:高强混凝土的生产过程中使用的材料少,能够减少能源消耗和空气污染。
二、高强混凝土的研究高强混凝土的研究主要分为以下几个方面:1.材料研究:高强混凝土的材料选择是影响其性能的关键因素之一,目前常用的材料有高性能水泥、粉煤灰、细集料、超细颗粒材料等。
2.配合比设计:高强混凝土的配合比设计是保证其强度和耐久性的关键,需要在保证强度和耐久性的前提下,合理选择材料比例和水胶比。
3.混凝土性能测试:通过对高强混凝土的试验,可以评估其强度、抗裂性、抗渗性、耐久性等性能。
4.工程应用研究:高强混凝土的工程应用研究是将其理论研究与实践相结合,通过实际工程应用验证其性能和可行性。
三、高强混凝土的应用高强混凝土的应用范围非常广泛,可以应用于以下领域:1.高层建筑:高强混凝土能够承受更大的荷载,因此可以用于高层建筑的主体结构。
2.桥梁工程:高强混凝土的耐久性强,能够承受苛刻的自然环境和化学腐蚀,因此可以用于桥梁工程的主体结构、墩台、桥墩等部位。
3.水利工程:高强混凝土的抗渗性好,能够有效地防止水渗漏,因此可以用于水利工程的隧道、堤坝、水库等部位。
4.地下工程:高强混凝土的抗压强度高,能够有效地防止地下工程的塌陷和变形,因此可以用于地铁、地下车库等部位。
四、高强混凝土的施工技术高强混凝土的施工技术需要注意以下几个方面:1.材料的质量控制:需要对高强混凝土的原材料进行质量控制,确保其符合设计要求。
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高强混凝土应用与研究进展
前言
高强混凝土在我国房屋建筑中的使用比例仍处于非常低的水平。
推广应用高强混凝土有利于提高我国混凝土质量的总体水平。
通过分析高强混凝土工作学性能、强度与国内外对高强混凝土的应用,了解它的优点和意义。
并且从施工技术、结构、经济效益等方面分析高强混凝土存在的问题,指出需进一步深入研究的方向。
为高强混凝土这种土木工程材料的科研与工程应用提供了参考意见。
1.高强混凝土的定义
1930年前后,就已经出现了抗压强度为100Mpa以上的高强混凝土。
在1966年第五次预应力混凝土国际联盟大会上,阐述了高强混凝土技术的现状,并提出用强度为100Mpa的预应力混凝土结构,有可能比钢结构还要轻。
这个报告影响很大,从此高强混凝土的关心就多起来了。
高强混凝土(High Strength Concrete 简称HSC)对于划分高强混凝土的范围,国内外没有一个确定的标准。
在国外,规范强度(Mpa):
美国混凝土协会≥41
欧洲混凝土委员会 50~100
挪威 44~94
芬兰 60~100
日本 50~80
德国 65~115
荷兰 65~105
瑞典 60~80
法国 50~80
随着混凝土技术的提高,现在很多学者认为强度等级不低于C60的混凝土即
为高强混凝土。
由于这类混凝土有别于C60以下的普通混凝土,其原材料选择和施工质量控制更为严格,而且受压破坏表现出更大脆性,因而在结构计算和构造方法上与普通混凝土也有所差别。
通常还将强度大于C80的混凝土称为超高强混凝土。
从我国现今的结构设计和施工技术水平出发,也考虑到混凝土材料性的变化,一般把强度等级为C50~C80的混凝土称为高强混凝土。
【2】这标准与美国混凝土学会(ACI)在1984年提出的高强混凝土定义不相上下。
它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料,经常规工艺生产而获得高强的混凝土。
2.高强混凝土的特点
利用高强混凝土的高强、早强及高变形模量的特可以大幅度缩减底层墙柱的截面尺寸并增大建筑使用面积[3],可以扩大柱网间距并改善建筑使用功能,可以加快模板周转并缩短施工工期,可以增加结构刚度、减少高层房屋的压缩量与水平位移,采用高强混凝土之后 ,由于墙柱截面缩小,在保证构件配筋率提高的前提下仍有可能节约钢材,此外还减轻了结构自重和作用于地基的荷载。
高强混凝土在受弯构件中也能发挥作用,可以增加梁跨和减薄楼板厚度,并为房屋建筑采用更大跨度的预应力板以及在预应力梁中应用更高强度的钢索提供了可能。
高强混凝土有优异的抗渗性能,在遭受侵蚀物质作用的工业厂房、储罐、城市汽车库、海滨设施等建筑工程中也有广泛用途。
如以 C60~ C80 的混凝土取代 C30~ C40的混凝土, 生产钢筋混凝土构件, 可以大大减少混凝土及钢筋用量。
经计算表明,高层框架的普通钢筋混凝土柱, 底层体积配筋率高达6%,如果用 C60 的混凝土替代 C30 的混凝土, 每 m3混凝土减少钢筋用量 24kg[4]。
由此可见, 使用高强混凝土不但节省了材料, 还大大减轻了结构物自重, 同时对混凝土建筑物的设计与施工将会产生重要的影响。
这就充分表明高强混凝土的研究,有其重大的技术经济意义。
但混凝土强度越高,脆性愈显著。
在用于钢筋混凝土抗震柱时必须慎用。
高强混凝土几乎不透水,当发生火灾时,材料内部的结合水在高温下转变为高压蒸
汽不能逸出,于是造成材料崩裂,防火性能不如普通混凝土。
高强混凝土的坍落度损失快、低水灰比,凝固很快,施工技术要求高。
3.高强的应用
高强混凝土具有抗压强度高、抗冲击性能好、耐久性较好等特点,自问世以来,已在高层及大跨度建筑、桥梁工程、防护工程及海工基础等工程中得到广泛应用。
高强混凝土甚至动摇了钢结构在超高层建筑中的统治地位,现在世界上最高的建筑已不再是钢结构,而是让位与钢混结构的哈利法塔(828米)。
由于有美国世贸大楼的教训,哈利法塔采用的是钢混结构,而不是单纯的钢结构,目的是为能够承受飞机撞击以及大火的袭击。
哈利法塔高度为95m的第26层以下墙壁用C80A混凝土,碎石最大粒径为20mm; 高度为452m的第126层以下墙壁C80混凝土,碎石最大粒径14mm; 高度为570m的第154层以下墙壁用C60混凝土,所有楼层的楼板混凝土均为C50混凝土。
马来西亚吉隆坡的双子塔1483英尺(452米),88层。
这两座高楼于1998年完工,也是目前世界上最高的双子楼。
采用钢筋混凝土柱-筒体结构,楼层侧为钢-混凝土组合结构,其底部的柱与筒体用C80高强混凝土,往上改用C60混凝土,再高处用C40混凝土。
另外1980年前后铁道部率先建成了我国第一个采用泵送施工的C60级高强混凝土结构——红水河铁路斜拉桥预应力箱梁;但只是到80年代末期,高强混凝土才开始在多、高层房屋建筑中得到应用,其中以辽宁省应用较早,从1988年建成我国第一个采用高强混凝土的房屋建筑——辽宁省工业技术交流馆(共18层,底部12层柱用C60混凝土)以后的短短四五年内,辽宁地区在新建多、高层建筑中应用高强混凝土的就已超过白座,仅材料费用就节约3000万元以上。
4.高强混凝土的研究进展
4.1 高强混凝土收缩及塑性开裂研究
高强混凝土收缩开裂趋势的研究是目前国际混凝土科学研究的热点,也是混凝土工程中迫切需要解决的实际问题。
重庆大学的王海阳较为系统地研究了影响高强早期收缩及其开裂的主要因素,并探讨了改善塑性开裂的措施,取得一些试验结果。
中国建筑材料科学研究院的马丽媛高强混凝土与普通混凝土收缩开裂趋势的不同:并分析了水胶比及各种矿物掺合料对高强混凝土收缩开裂趋势的影响;探索了纤维、膨胀剂、减缩剂对高强混凝土收缩开裂趋势的改善效果。
同时也证明了纤维、膨胀剂、减缩剂对高强混凝土收缩开裂都着积极的作用。
4.2 高强混凝土耐火性研究
混凝土是良好的耐火材料,但高温对混凝土材料及结构构件有一系列不利影响,主要表现在:受火过程中,一系列的物理化学变化导致混凝土材料及结构构件材料强度及耐久性降低,构件刚度及承载力减小;温度梯度和骨料与水泥胶体间的热膨胀差异在混凝土结构构件内引起附加应力;混凝土,特别是高强混凝土高温爆裂导致结构构件面层破坏(如隔热防护层、混凝土保护层受损),构件截面尺寸减小,受力钢筋和内部的混凝土直接暴露在高温下,使得结构构件提早破坏。
广东工业大学的李友群,苏健波综述目前高强混凝土的抗火灾高温性能的研究进展,并对聚丙烯纤维、橡胶粉、钢纤维等对改善高强混凝土的高温性能情况进行比较,指出研究中所存在的问题和今后的研究发展方向,对高强混凝土的高温性能研究和应用起到指导作用。
昆明理工大学的刘利先认为对高强混凝土耐火性能的研究还缺乏系统性和深入性,特别是高强混凝土高温后在潮湿环境中,其强度具有恢复功能,可以降低火灾后混凝土结构构件的加固修复成本,具有重大的经济价值和社会意义,很有必要对此进行详细和深入的研究。
4.3 再生骨料高强混凝土研究
近年来,我国工程建设进入高速发展阶段,大量的建筑物因达到使用年限或因老化被拆毁,同时市政工程的动迁及重要基础设施的改造,均产生大量的建筑垃圾,对城市环境造成严重污染。
目前处理这些废弃混凝土块的方法有两种:一是作为回填材料简单使用,二是直接运往郊区堆放。
可以说废料都没有得到合理的利用。
如果能将旧建筑物的废弃混凝土块就地回收,经破碎、清洗、分级后作为骨料再利用,生产再生混凝土用到新建建筑物上,则不仅可以省掉运走废弃混
凝土的费用,还能减少远距离运送新骨料的支出,降低混凝土成本。
上海交通大学陈兵、吕子仪探讨用废弃混凝土块再生骨料代替天然骨料配制高强再生混凝土技术,并研究掺合料对其新拌混凝土的物理性能及力学性能的影响,提出用再生骨料配制高强混凝土的技术途径。
武汉大学的赵伟全面研究了再生细骨料和再生粗骨料各种物理性能,包括颗粒级配、视密度、空隙率、吸水率、吸水速率、压碎指标、坚固性、相对表面粗糙度等。
并提出了利用矿物超细掺合料和高效减水剂的“双掺技术”以及再生骨料预湿技术,可以实现再生骨料混凝土的高强高性能化。
4.4 钢纤维高强混凝土
高强混凝土能够减小结构断面,降低结构自重,对受压构件而言可节省混凝土30%~40%,对受弯构件可节省混凝土 10%~20%,特别适用于大跨和高层建筑。
但高强混凝土具有明显脆性,这在一定程度上限制和影响了它的推广和应用。
广工业大学的何东明,李丽娟,朱江,刘锋在高强混凝土中掺入钢纤维制成的钢纤维高强混凝土(SFRHSC)不但降低了高强混凝土的脆性,而且兼备钢纤维混凝土和高强混凝土的双重优势,它不仅具有钢纤维混凝土的抗拉、抗弯、抗冲击、耐疲劳、阻裂、限缩等方面的突出特点,同时也表现出高强混凝土的强度高、耐久性好等优异性能,是水泥基复合材料向高性能化发展的新方向。
5.结语
从总体上看,高强混凝土在我国房屋建筑中的使用比例仍处于非常低的水平。
当前应大力推广C50~C60级混凝土,有条件的地区要积极使用C70~C80级混凝土。
推广应用高强混凝土对于普通混凝土的工艺技术也有促进作用,有利于提高我国混凝土质量的总体水平。
此外,国外大量试验证明,水泥材料不管是在水中、空气中或海水中存放,其强度达到一定龄期后发展到最大值,然后逐渐下降。
这说明混凝土结构设计时,需要一定的强度储备并保证具有高耐久性,因此不仅高强度且高耐久性的混凝土必成为今后混凝土技术的发展方向。