我国混凝土技术发展概述及展望
我国混凝土技术发展概述及展望

我国混凝土技术发展概述及展望摘要: 100多年来,随着混凝土的应用与发展过程的加快,其强度与性能也的不断提高。
按混凝土强度和性能的提高进程,混凝土的发展可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土。
要提高混凝土结构的耐久性,延长使用寿命,最重要的是提高混凝土强度和性能,故高性能混凝土成为今后混凝土技术发展的方向。
本文分别介绍了各种混凝土的发展及特点,并对高性能混凝土的进一步研究方向和内容提出了展望。
关键词:普通混凝土,高强混凝土,高性能混凝土,智能混凝土引言:从1824年波特兰水泥的发明算起,混凝土材料至今已有100多年的历史。
混凝土已广泛应用于土木建筑、交通运输与海洋开发等方面,甚至航天工业也有混凝土的足迹,为人类的文明与建设做出了巨大的贡献。
混凝土在这100多年来的应用与发展的过程,也就是其强度与性能不断提高的过程。
按混凝土强度和性能的提高进程,混凝土的发展可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土。
普通混凝土(W/C>0.38),从水泥水化相图上来看,硬化水泥石中,有水泥凝胶、凝胶水和毛细管水,水泥石中有连通毛细管和界面的水膜层。
这种混凝土的抗渗性低,耐久性差,工作寿命短。
高强混凝土(W/C>0.38),硬化水泥石中有部分未水化的水泥颗粒和凝胶水,但没有毛细管水。
在界面上,由于Ca(OH)结晶的积聚和定向排列,对强度、抗2渗性和耐久性均有很大影响。
ASTMC 1202的导电量比较高。
高性能混凝土(W/C<O.38),掺入物质超细粉,硬化水泥白结构致密,孔径细化,界面结构改善,具有高的抗渗性、耐久性和强度:ASTMC 1202导电最低丁1000C,约为相同强度等级的高强混凝土的一半。
1普通混凝土1.1普通混凝土的发展混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。
通常讲的“混凝土”一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土。
我国混凝土工程技术的现状及发展

我国混凝土工程技术的现状及发展我国混凝土工程技术是我国建筑领域中的重要组成部分,随着国家经济的不断发展和城市化进程的加速推进,混凝土工程技术也在不断地得到发展和完善。
本文将就我国混凝土工程技术的现状及未来发展进行分析和探讨。
我们来看一下我国混凝土工程技术的现状。
目前,我国的混凝土工程技术在材料、配合比设计、施工工艺、质量控制等方面都取得了一定的成就。
在材料方面,我国混凝土材料的生产已经基本形成了规模化生产,品种也越来越多,能够满足不同工程需求的要求。
在配合比设计方面,我国的混凝土配合比设计已经逐步从经验设计向理论设计转变,采用的材料和掺合料也越来越多样化,能够提高混凝土的性能和耐久性。
在施工工艺方面,我国的混凝土施工技术已经非常成熟,可以满足各种不同结构和要求的施工需求。
在质量控制方面,我国也建立了相应的混凝土质量检测标准和体系,确保混凝土工程的质量和安全。
与发达国家相比,我国混凝土工程技术还存在一些不足之处。
首先是混凝土的耐久性问题。
我国的一些混凝土工程在使用一段时间后会出现龟裂、渗水等问题,主要是由于材料选用不当、混凝土配合比设计不合理、施工工艺不规范等原因所致。
其次是混凝土施工中存在的问题。
一些施工单位对混凝土的施工工艺和质量控制重视不够,导致施工质量参差不齐,一定程度上影响了混凝土工程的质量和安全。
再次是混凝土工程技术人才匮乏问题。
我国混凝土工程技术人才整体素质和水平还有待提高,缺乏高水平的混凝土工程技术人才和一流的研发团队。
针对以上问题,我国混凝土工程技术未来的发展方向如下:首先是加强混凝土材料和配合比设计的研究。
通过对混凝土材料的性能和特性进行深入研究,开发新型的混凝土材料和掺合料,提高混凝土的耐久性和性能。
其次是完善混凝土施工工艺和质量控制体系。
加强对施工人员的培训和教育,提高他们的专业水平和技术素质,确保混凝土工程施工质量和安全。
再次是加强混凝土工程技术人才队伍的建设。
鼓励和支持高校开设混凝土工程专业,加大混凝土工程技术和研发团队的建设,培养一大批高水平的混凝土工程技术人才和研发团队。
我国混凝土工程技术的现状及发展

我国混凝土工程技术的现状及发展混凝土作为建筑工程中最为常见的材料之一,承担着建筑结构的重要功能。
近年来,我国混凝土工程技术在不断发展和完善,取得了显著的成就,为我国建筑行业的发展做出了积极的贡献。
本文将从我国混凝土工程技术的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、现状1.技术水平较高我国混凝土工程技术水平不断提高,已经具备了一定的自主研发和生产能力。
在混凝土设计、配合比设计、材料研究、工程施工等方面,我国的技术水平已经与国际先进水平不相上下。
尤其是在高性能混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土等领域,我国已经取得了一系列重要技术突破和应用成果。
2.材料逐步更新随着科技的不断进步,混凝土材料也在不断更新和升级。
传统的水泥、砂石等原材料已经不能满足我国建筑业对高品质混凝土的需求,因此在活性粉末材料、矿渣粉等新型材料的研究和应用上,我国也取得了长足的进步,大大丰富了混凝土的种类和性能。
3.施工工艺不断改进在混凝土施工工艺方面,我国也取得了显著的进步。
传统的手工施工逐渐被机械化和自动化施工所取代,混凝土搅拌、运输、浇筑等环节都实现了智能化和集约化。
这不仅提高了施工效率,而且提升了工程的质量和安全性。
4.质量控制加强近年来,我国对混凝土工程的质量把控越来越重视。
通过制定相关的标准和规范,严格控制混凝土原材料的质量、配合比的设计、施工过程的监督等环节,进一步提高了混凝土工程的质量和可靠性。
二、发展1.高性能混凝土技术的研究随着城市化进程的加速和人们对建筑质量要求的不断提高,高性能混凝土的研究成为我国混凝土工程技术发展的重要方向之一。
高性能混凝土具有抗压强度高、耐久性好、抗渗性能优异等特点,可以满足大跨度、高层次建筑结构的需求。
未来,我国将继续致力于高性能混凝土的研究和应用,推动混凝土工程技术的革新和突破。
2.绿色环保混凝土的开发随着社会对环保的重视,绿色环保混凝土的研究也成为了我国混凝土工程技术发展的热点之一。
绿色环保混凝土不仅可以减少原材料的消耗和污染,而且可以提高建筑结构的能效比、延长建筑的使用寿命。
国内混凝土技术的应用现状与未来发展趋势

国内混凝土技术的应用现状与未来发展趋势一、前言混凝土作为一种重要的建筑材料,在我国的建筑行业中占有重要的地位。
随着科技的进步和经济的发展,混凝土技术也在不断地发展和创新。
本文将从国内混凝土技术的应用现状和未来发展趋势两个方面进行探讨。
二、国内混凝土技术的应用现状1. 混凝土材料的多样化在我国的混凝土技术中,混凝土材料的种类已经非常的丰富。
根据不同的需要和使用环境,可以选择不同的混凝土材料,如高性能混凝土、自密实混凝土、高性能耐久混凝土、高性能耐火混凝土等。
2. 施工技术的更新随着施工技术的不断更新和完善,我国的混凝土施工技术也在不断地向前发展。
如在混凝土的浇筑和养护方面,采用了更加高效的机器设备和先进的养护技术,使得混凝土的质量得到了更好的保障。
3. 优化设计的推广在混凝土技术的应用中,优化设计也得到了越来越多的重视。
通过对混凝土结构的优化设计,可以使得混凝土结构在使用中的性能更加优越,同时也可以降低工程的成本。
4. 智能化的发展趋势随着智能化技术的不断发展,智能混凝土技术也开始得到了应用。
智能混凝土技术可以通过传感器等设备对混凝土的状态进行实时监测和控制,从而保证混凝土的质量和使用效果。
三、国内混凝土技术的未来发展趋势1. 环保节能随着环保意识的不断提高,我国的混凝土技术也将越来越注重环保和节能。
未来的混凝土技术将会更加注重材料的可持续性和资源的保护,同时也会更加注重节能减排,减少对环境的污染。
2. 数字化未来的混凝土技术将会更加注重数字化和智能化。
通过数字化技术的应用,可以更好地实现混凝土的设计、施工和养护等方面的自动化和智能化,提高工作效率和质量。
3. 新材料的应用未来的混凝土技术将会更加注重新材料的应用。
通过引入新的材料,如纳米材料、复合材料等,可以使得混凝土的性能得到更好的提升,同时也可以解决混凝土在使用过程中的一些问题。
4. 个性化定制未来的混凝土技术将会更加注重个性化定制。
通过根据不同的使用需求和环境要求,对混凝土进行个性化的设计和制造,可以更好地满足用户的需求,提高混凝土的使用效果和质量。
混凝土行业现状及前景2024

混凝土行业现状及前景20241.引言1.1 概述混凝土行业一直以来都是建筑行业的重要组成部分,它在社会经济发展中起到了至关重要的作用。
混凝土是一种由水泥、沙、石料和适量的水混合而成的人造材料,具有极高的抗压强度和耐久性。
因此,在建筑和基础设施建设方面,混凝土被广泛应用于楼房、桥梁、道路、港口、水坝等工程项目中。
过去几年,混凝土行业一直保持着稳定而迅速的增长势头。
随着全球城市化的持续推进,以及新兴经济体对基础设施建设的投资增加,混凝土行业的需求不断增加。
另外,混凝土技术的不断创新和提升也为行业的发展提供了强有力的支持,例如高性能混凝土、自洁混凝土等新型材料的引入,使得混凝土的应用范围更加广泛。
然而,混凝土行业也面临着一些挑战和问题。
首先,传统的混凝土生产方式对环境造成了一定的影响,例如水泥生产过程中会产生大量的二氧化碳排放。
此外,混凝土生产过程中的能源消耗也较大,对能源资源的需求较高。
因此,如何改善混凝土生产的环境影响,提高能源利用效率成为行业亟需解决的问题。
展望未来,混凝土行业仍将保持持续发展的趋势。
随着全球经济的不断增长和城市化进程的加速,建筑和基础设施建设仍将是混凝土需求的主要驱动力。
另外,随着科技的进步和绿色环保意识的增强,混凝土行业也将面临更多的技术创新和发展机遇。
例如,绿色混凝土技术的应用将进一步减少对环境的影响,同时智能化施工和自动化设备的引入将提高生产效率。
总体而言,混凝土行业作为建筑行业的重要组成部分,具有广阔的发展前景。
然而,为了实现可持续发展,行业需要不断创新和改进,在技术、环境和能源利用等方面寻求更加协调发展的路径。
只有这样,混凝土行业才能为建筑行业的发展作出更大的贡献。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以写成如下形式:文章结构本文将分为三个主要部分,即引言、正文和结论。
下面将对每个部分的内容进行详细介绍:1. 引言引言部分将对整篇文章进行概括性的介绍,包括混凝土行业现状及前景的背景和重要性。
混凝土的未来发展方向与前景展望

混凝土的未来发展方向与前景展望一、引言混凝土是一种被广泛应用于建筑、基础设施和工程领域的材料,其具有优异的力学性能和耐久性。
然而,随着社会发展和科技进步,人们对混凝土的要求也日益提高,因此探索混凝土的未来发展方向和展望其前景显得尤为重要。
二、混凝土的未来发展方向1. 绿色环保方向随着人们对环境保护的关注度提高,绿色环保成为混凝土发展的重要方向。
未来,混凝土的生产过程将更加注重减少能源消耗和碳排放。
采用新型的水泥替代材料,如粉煤灰、矿渣等,可以降低混凝土生产对天然资源的依赖,减少环境压力。
2. 高性能方向未来混凝土的发展将更加注重其力学性能和耐久性的提升。
新型的混凝土配方和材料可以实现更高的抗压强度、抗拉强度和耐久性,进而提高建筑物的安全性和使用寿命。
例如,添加纳米材料可以提高混凝土的力学性能和抗裂能力。
3. 智能化方向随着物联网和智能化技术的快速发展,未来的混凝土将趋于智能化。
传感器技术可以嵌入混凝土中,实时监测混凝土的状态和性能,提供准确的数据用于维护和修复。
此外,智能混凝土还可以实现自我修复,通过微生物或化学物质修复裂缝,延长混凝土的使用寿命。
三、混凝土的前景展望1. 基础设施建设混凝土作为一种重要的基础设施建筑材料,将在未来继续发挥重要作用。
随着城市化进程的加快,基础设施建设需求巨大,包括道路、桥梁、港口、机场等。
混凝土的优异性能使其成为这些项目的理想选择,其广泛应用将为基础设施建设提供可靠且高效的解决方案。
2. 可持续建筑未来,可持续建筑将成为建筑行业的主要发展方向,混凝土在此领域具有巨大的潜力。
新型的混凝土材料和技术可以实现能源节约、环境友好和经济效益的统一。
通过采用混凝土建造节能建筑和绿色建筑,可以减少对非可再生资源的消耗,降低碳排放,实现可持续发展。
3. 创新应用混凝土作为一种多功能材料,未来将在更广泛的领域得到应用。
例如,混凝土可以用于太阳能集热器的建造,通过光热转换实现能源供应;混凝土也可以用于制造抗震墙体,提高建筑的抗震性能。
混凝土技术的发展与展望
混凝土技术的发展与展望混凝土是工程建设中最常用的材料之一,其重要性不言而喻。
它的广泛应用和迅速发展为人类的生产和生活提供了很大的帮助。
随着科学技术的进步,混凝土技术不断得到更新和改进。
在未来,随着人们对智能化、绿色化、节能减排等方面的要求越来越高,混凝土技术也将朝着更加高效、节能、环保的方向不断发展。
1、混凝土技术的历史混凝土技术的历史可以追溯到人类文明的早期。
早在古代就有运用黏土、泥土、石灰等原材料制作简单的混合材料。
公元前2000年的古埃及人发明了混凝土,制作堡垒、墓穴、墙壁等建筑物。
古希腊和罗马时期的建筑技术和混凝土技术也达到了相当高的水平。
直到近代,混凝土技术才获得了大规模应用,随着科技的发展,混凝土技术也不断创新发展。
2、混凝土技术的现状目前,混凝土已成为世界上建筑工程中最常用的材料之一。
新加坡的海湾金沙酒店、美国的伊利诺伊州大学拉巴纳校区的挑空图书馆、我国的北京大学新光华楼都运用了混凝土技术。
当前,我国处于建筑工程大发展的阶段,混凝土技术也在不断更新和改进,以适应新的需要。
3、混凝土技术的未来发展随着社会和经济的发展,人们对化工材料的需求呈现出多元化和高端化的趋势。
为了满足需求,混凝土技术也在不断拓展。
未来的混凝土技术方向主要有以下几个方面:(1)智能化方面。
随着物联网技术的不断发展,智能化混凝土的应用将逐渐普及。
智能化混凝土可以利用物联网技术监控混凝土的硬化程度、强度、温度和湿度等参数,从而实现混凝土工程的优化控制,提高工程效率,提升工程质量。
(2)绿色化方面。
随着人们环保意识的提高,绿色化混凝土的应用也将逐渐增多。
绿色化混凝土是指在混凝土生产和施工过程中,采用环保的原材料、生产工艺和施工技术,减少对环境的污染,达到节能减排的目的。
(3)高强度化方面。
高强度混凝土是指在普通混凝土中添加一些强化材料,在不影响混凝土基本性能的情况下,大幅提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
如利用高强度钢条或钢束增强混凝土的抗拉强度,利用微珠混凝土或轻集料混凝土等轻质骨料来减轻混凝土的重量和密度,从而提高混凝土的抗压和抗震能力。
混凝土的未来:大体积混凝土技术发展趋势与前景展望
混凝土的未来:大体积混凝土技术发展趋势与前景展望引言混凝土作为一种常用的建筑材料,广泛应用于房屋、桥梁、道路等基础设施建设中。
随着人们对建筑结构的要求不断提高,大体积混凝土技术逐渐成为建筑领域的发展趋势。
本文将介绍大体积混凝土技术的发展,探讨其未来的前景。
大体积混凝土技术的概念大体积混凝土是指单次施工用量超过2000m³的混凝土。
相比于传统混凝土,大体积混凝土具有体积大、力学性能优良、使用寿命长等特点,可以实现结构的快速建设和提高结构的承载能力。
大体积混凝土技术的发展趋势技术创新与发展大体积混凝土技术的发展得益于材料科学和建筑工程技术的进步。
随着新型添加剂、高性能水泥等材料的研发与应用,大体积混凝土的力学性能不断提升。
同时,施工工艺方面的创新也为大体积混凝土的施工提供了更多的可能性。
结构设计与优化大体积混凝土的结构设计与优化是其发展的重要方向之一。
通过优化结构设计可以提高混凝土的承载能力和抗震性能。
同时,借助计算机模拟和优化软件,可以实现混凝土结构的更加精确的设计和施工。
施工技术与装备大体积混凝土的施工技术和装备也在不断创新和提高。
新型的施工工艺和装备的应用,可以实现大体积混凝土的高效施工和质量控制。
例如,喷射混凝土技术、高效搅拌设备等,都为大体积混凝土施工提供了新的解决方案。
大体积混凝土技术的前景展望基础设施建设需求的增加随着城市化进程的推进和经济的发展,基础设施建设的需求不断增加。
大体积混凝土技术能够快速建设大型结构,满足基础设施建设的要求。
环保与可持续发展的需求大体积混凝土技术的应用还能够满足环保和可持续发展的要求。
通过合理的材料选择和优化的结构设计,可以减少资源的消耗和环境的污染。
技术进步的推动随着科技的进步和技术的创新,大体积混凝土技术将不断得到改进和完善。
新型材料、施工工艺和装备的引入,将推动大体积混凝土技术发展的进一步壮大。
大体积混凝土技术作为建筑领域的发展趋势,具有广阔的应用前景。
混凝土技术的发展与展望
混凝土技术的发展与展望混凝土作为建筑材料中最常见和重要的一种,已经在人类的建筑活动中发挥着至关重要的作用。
它的发展经历了数百年的变迁和进化,随着科技的不断进步,混凝土技术也日新月异。
本文将从混凝土技术的历史发展出发,探讨其当前的发展现状,并展望未来可能的发展方向。
一、混凝土技术的历史发展混凝土的历史可以追溯到古代文明时期,古罗马人就已经很早开始使用混凝土用于建筑和工程中。
古罗马人发明了一种叫做“泊松混凝土”的混凝土技术,利用天然材料如石灰石和火山岩等,混合水泥和沙等材料,制成一种高强度的建筑材料。
这种混凝土被广泛应用于古罗马的建筑工程中,如斗兽场、水道、桥梁等,至今仍然保存完好。
随着古罗马帝国的衰落,这种混凝土技术也逐渐失传,直到18世纪末期,人们才重新发现了古代混凝土的优秀性能,并开始重新研究和应用混凝土。
19世纪末期,随着水泥工业的发展,混凝土技术逐渐成熟。
水泥被广泛应用于混凝土的生产中,大大提高了混凝土的强度和耐久性。
20世纪以来,混凝土技术经历了快速的发展,不断推陈出新,涌现了一系列创新的混凝土技术,如预应力混凝土、自密实混凝土、高性能混凝土等,为建筑工程提供了更多选择和可能性。
当前,混凝土技术已经成为了建筑行业中不可或缺的一部分。
混凝土建筑具有成本低、施工方便、耐久性强等优点,因此被广泛应用于各类建筑工程中,如住宅、商业建筑、桥梁、道路等。
随着城市化进程的加快和建筑业的迅速发展,对混凝土技术的要求也越来越高,要求混凝土材料具有更高的强度、更好的耐久性、更绿色环保等特点。
在混凝土技术的应用领域,预应力混凝土技术是目前应用最为广泛和成熟的一种技术。
预应力混凝土利用预应力钢筋对混凝土进行预压,提高了混凝土的承载能力和抗震性能,被广泛应用于桥梁、高层建筑、水利水电等工程领域。
自密实混凝土技术也是近年来备受关注的一种新型混凝土技术,它能够自行填充混凝土内部的微小孔隙,提高了混凝土的密实性和耐久性,被广泛应用于地铁隧道、水池、地下工程等领域。
混凝土技术的发展与展望
混凝土技术的发展与展望混凝土作为建筑材料中的重要一员,在建筑行业中发挥着极为重要的作用,它的技术发展也一直在不断地进行着。
随着科技的不断进步和建筑行业的不断发展,混凝土技术也在不断地创新和改进,为建筑行业带来了更多的可能性和发展机遇。
本文将对混凝土技术的发展与展望进行探讨。
一、混凝土技术的发展历程混凝土技术的发展经历了漫长的历史过程,追溯到几千年前,人类就开始使用混凝土来建造建筑物。
最早的混凝土建筑可以追溯到公元前3000年的古埃及,当时人们就已经掌握了混凝土的制作工艺和应用方法。
而古罗马人更是在混凝土技术方面有着深厚的造诣,他们的混凝土建筑物至今仍然屹立不倒,成为了古代建筑的典范。
随着工业革命的到来,混凝土技术得到了进一步的发展。
20世纪初,人们发现了水泥的制作工艺,使得混凝土技术得以进一步完善。
20世纪50年代后,混凝土预制构件技术逐渐成熟,大大提高了建筑施工效率和建筑质量,使得混凝土成为了当时建筑业的主要材料。
而在当今这个信息化时代,混凝土技术也在不断地得到改进和提升。
无论是在原材料的制备上,还是在混凝土的配合比与施工工艺上,都出现了一系列的技术革新,使得混凝土的性能得以提高,施工工艺得到了简化,建筑质量也得到了保障。
随着科技和工程技术的不断进步,混凝土技术的发展也经历了多个阶段的变革与创新。
以往的混凝土仅仅是将水泥、砂、石子等原材料进行搅拌,然后浇铸成型,这类传统混凝土存在着抗压强度不高、渗水性能差、抗风化能力弱等问题。
而如今,现代混凝土技术已经不再是简单的配比和浇铸,而是融入了许多新技术和新材料,使得混凝土的性能得到了极大的提升。
具体来说,目前混凝土技术主要存在以下几个方面的发展现状:1. 高强混凝土技术高强混凝土是指抗压强度大于C60的混凝土,其抗压强度可以达到C60以上,是混凝土技术中的一项重要进步。
高强混凝土不仅抗压强度高,而且密实度高、耐久性强、抗渗性好,更适合于大型工程和特殊环境的施工。
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我国混凝土技术发展概述及展望摘要: 100多年来,随着混凝土的应用与发展过程的加快,其强度与性能也的不断提高。
按混凝土强度和性能的提高进程,混凝土的发展可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土。
要提高混凝土结构的耐久性,延长使用寿命,最重要的是提高混凝土强度和性能,故高性能混凝土成为今后混凝土技术发展的方向。
本文分别介绍了各种混凝土的发展及特点,并对高性能混凝土的进一步研究方向和内容提出了展望。
关键词:普通混凝土,高强混凝土,高性能混凝土,智能混凝土引言:从1824年波特兰水泥的发明算起,混凝土材料至今已有100多年的历史。
混凝土已广泛应用于土木建筑、交通运输与海洋开发等方面,甚至航天工业也有混凝土的足迹,为人类的文明与建设做出了巨大的贡献。
混凝土在这100多年来的应用与发展的过程,也就是其强度与性能不断提高的过程。
按混凝土强度和性能的提高进程,混凝土的发展可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土和高性能混凝土。
普通混凝土(W/C>0.38),从水泥水化相图上来看,硬化水泥石中,有水泥凝胶、凝胶水和毛细管水,水泥石中有连通毛细管和界面的水膜层。
这种混凝土的抗渗性低,耐久性差,工作寿命短。
高强混凝土(W/C>0.38),硬化水泥石中有部分未水化的水泥颗粒和凝胶水,但没有毛细管水。
在界面上,由于Ca(OH)结晶的积聚和定向排列,对强度、抗2渗性和耐久性均有很大影响。
ASTMC 1202的导电量比较高。
高性能混凝土(W/C<O.38),掺入物质超细粉,硬化水泥白结构致密,孔径细化,界面结构改善,具有高的抗渗性、耐久性和强度:ASTMC 1202导电最低丁1000C,约为相同强度等级的高强混凝土的一半。
1普通混凝土1.1普通混凝土的发展混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。
通常讲的“混凝土”一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(加或不加外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土,也称普通混凝土。
混凝土中气、液、固三相的比例及空间的相互关系称为混凝土结构。
由于物理化学、物理力学的作用。
引起此三相在数量与形态上的变化而形成一定的空间相关关系的过程,称为混凝土结构形成过程。
我国现阶段普通混凝土技术水平强度等级不大于C40,在我国当前应用约占90%以上。
研究其结构形成和性能特点,进一步改善并提高其性能,对提高混凝土结构工程的质量极为重要。
混凝土的起源,最早可追溯到上古时代埃及人使用不纯的烧石膏(CaSO)4供作建筑工程的粘结材料。
石灰应用于建筑方面则开始于希腊和罗马时代,是将石灰石烧成石灰后,掺砂及水拌混使用。
1796年Parker在英国kentish海岸发现一种岩石,经烧制后可制成上好的水硬性水泥,这种产品当时称为罗马水泥。
1818年法国Vicat以纯净的石灰石与适当比例的土质原料,烧成后可获得品质较为均匀的产品。
1824年英国人Aspdin获水泥产品的首个专利权,因这种粘结材料凝固的颜色与Portland 岩石颇为相似,将其产品命名为波特兰水泥。
1845年Johnson 将Aspdin的产品加以改良,并经多年经验才确立原料配比及煅烧温度,自此近代的波特兰水泥工业开始有了雏形与发展。
20世纪初,有人发表了水灰比等学说,初步奠定了混凝土强度的理论基础。
以后,相继出现了轻集料混凝土、加气混凝土及其他混凝土,各种混凝土外加剂也开始使用。
60年代以来,广泛应用减水剂,并出现了高效减水剂和相应的流态混凝土;高分子材料进入混凝土材料领域,出现了聚合物混凝土;多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土;具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能的智能混凝土。
现代测试技术也越来越多地应用于混凝土材料科学的研究。
1.2普通混凝土的技术特点普通混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性、混凝土强度、变形及耐久性等。
和易性又称工作性,是指混凝土拌合物在一定的施工条件下,便于各种施工工序的操作,以保证获得均匀密实的混凝土的性能。
和易性是一项综合技术指标,包括流动性(稠度)、粘聚性和保水性三个主要方面。
强度是混凝土硬化后的主要力学性能,反映混凝土抵抗荷载的量化能力。
混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。
其中以抗压强度最大,抗拉强度最小。
混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。
非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。
水泥用量过多,在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。
混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用,长期保持强度和外观完整性的能力。
包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。
普通混凝土浇筑成型后,由于重力作用而产生沉降。
粗骨料的表观密度较水泥浆大,会下沉,同时把水泥浆往上挤,最后形成粗骨料在底部,水分与水泥浆浮至上部,称之为外分层,如图1所示。
水分上浮时,在粗骨料的下面停滞不动,形成“水囊”,硬化后形成孔隙,称之为内分层,如图2所示:图1 混凝土外分层图2 混凝土内分层由此可见,混凝土浇筑成型后,由于内部水分运动及粗骨料沉降.造成混凝土中出现内分层与外分层;普通混凝土的不均匀结构,是强度低、耐久性差的根本原因。
2高强混凝土高强混凝土为采用水泥、砂、石、高效减水剂等外加剂和粉煤灰超细矿渣硅灰等矿物掺合料以常规工艺配制的C50~C80级混凝土,是在普通混凝土大量应用的基础上,发展起来的。
二次世界大战后经济恢复,结构向大跨度、高层与超高层的方向发展,混凝土结构也向预应力大跨度与向发展,需要高强混凝土。
在20世纪40年代,由于没有高效减水剂,高强混凝土向低水灰比于硬性方向发展,需要强力振捣。
当时国内外按此工艺浇筑的混凝土强度一般可达50MPa 左右。
20世纪50年代高效减水剂的出现,使高强度高流态混凝上成为新的发展方向。
2.1高强混凝土的结构特点高强混凝土的W/C低,需要掺入高效减水剂。
硬化后界面过渡层上有大量结晶、钙矾石、C—S—H相及大量孔隙。
Scivener等人测得定向排列的Ca(OH)2含与不含硅粉的高强混凝土与普通混凝土过渡层的孔隙率在界面过渡层,含硅粉的混凝土孔隙率明显降低,且观察不到孔隙率梯度,不含硅粉的高强混凝土。
过渡层的孔隙率远低于普通混凝土。
高强混凝土作为—种新的建筑材料,以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性,在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。
高强混疑土最大的特点是抗压强度高,一般为普通强度混疑士的4~6倍,故可减小构件的截面,因此最适宜用于高层建筑。
试验表明:在一定的轴压比和合适的配箍率情况下,高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。
高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件,可采用高强度钢材和人为控制应力,从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。
因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构,应用于大跨度房屋和桥梁中。
此外,利用高强混凝土密度大的特点,可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建(构)筑物,如原子能反应堆基础等。
利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点,建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。
2.2高强混凝土的渗透性与耐久性用我国目前的抗渗等级法、渗透系数法与渗水高度法等3种渗透性试验方法,是无法获得高强混凝土试验结果的。
高强混凝土在一般水压力作用下,不可能透水,其中抗渗等级法更受设备最大水压(小于4MPa)所限。
对高强混凝土通常按ASTMCl202导电量的高低来判断其渗透性。
高强混凝土的W/C=O.3~0.4时,28 d强度大约为50~80MPa,相应的28d导电量为1 236~2094C,属ASTMC 1202Cl-渗透性中等一低等范围内,比普通混凝土的导电量低,但高于相血强度等级的高性能混凝土。
这是由于高强混凝土界面过渡层的C-S-H相密集且定向排列,以及界面过渡层的多孔结构所致。
有的学者认为“高强混凝上并不一定具有高的耐久性”,其主要原因是由下界面过渡层不良所致。
图3 高强混凝土的界面过渡层形成简图2.3高强混凝土的优缺点(1)高强混凝土的早期强度高,但后期强度增长速度比普通混凝土要慢得多;(2)高强混凝土由于强度高,故抗渗、抗冻、抗碳化、抗腐蚀等耐久性指标比普通混疑土都要高,从而可以大大的提高建筑物的使用年限:(3)由于高强混疑土强度高,因此,构件截面尺寸可大大缩小,从而可以改变。
梁柱肥大而不美观的问题,即可以减轻建筑物的自重,还可以增加建筑物的使用面积;(4)由于高强混凝土的密实度好。
抗渗、抗冻、抗压等耐久性指标均优于普通混疑土,因此,高强混凝土除高层建筑工程和大跨度工程外,还可以广泛用在铁路、公路、桥梁(隧道)、海港、码头工程,它耐海水侵蚀和冲刷的能力也大大高于普通混凝土,可以延长使用年限;(5)高强混凝土强度比较高,由于水泥用量大而产生的水化热急剧加大,使混凝土内外温差过高,容易产生裂缝,其次强度越高,干缩也较大,混凝土易脆、易开裂:(6)高强混凝土在低水灰比的情况下,坍落度很小,有时甚至没有坍落度,其成型和振捣特别困难,特别是C80等级以上混凝土,无法在现浇混凝土施工中广泛运用;(7)绝大部分建筑工地离混凝土搅拌站距离很远,要把混凝土从搅拌站运送到工地上需要很长时间。
混凝土在运输的过程中,其坍落度随时间的增加而减小,如何保证坍落度是发展和使用高强高性能混凝土的一个障碍;(8)高强度混凝土的可泵性比普通混凝土要差:(9)高强受混凝土的养护时间要比普通养护要长一些,最好7—14天。
2.4高强混凝土面临的问题(1)低水灰比,大坍落度。
高强混凝土一般要求低水灰比,这种低水灰比的混凝土早在60年代末,我国就有过研究与应用,但由于混凝土在低水灰比的情况下,坍落度很小,甚至没有坍落度,其成型和捣实都很困难,无法在现浇混凝土施工中应用。
(2)坍落度损失问题。
现代城市混凝土施工,一般采用预搅或商品混疑土。
施工工地往往与搅拌站相距很远,要把混凝土从搅拌站运到工地需用较长的时间。
混凝土在运输的过程中,其坍落度随时间的增加而减小,这对高强混凝土来说无疑又增加了难度。
(3)混凝土可泵性问题。
泵送混凝土几乎是高层建筑施工的唯一方法。
所以高强和泵送几乎是不可分割的。
所以对高强混凝土要解决混凝土可泵送的要求。
3高性能混凝土3.1高性能混凝土的定义高性能混凝土是在高强混凝土的基础上发展起来的。
是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。
不同国家,甚至是同一个国家的不同应用部门,对高性能混凝土的定义都有差别。
美国战略公路研究项目(SHRP)对高性能混凝土的定义是:(1)W/C≤0.35;(2)300次冻融循环,相对动弹性模量不小于80%;(3)浇筑后4h内强度达到21 MPa,24h时不小于34MPa,28d时不小于67MPa。