高性能混凝土
高性能混凝土
高性能混凝土在现代建筑领域，高性能混凝土的出现和应用无疑是一项重大的突破和创新。
它以其出色的性能和广泛的适用性，正在逐渐改变着建筑行业的面貌。
高性能混凝土，顾名思义，是一种具有优异性能的混凝土。
与传统混凝土相比，它在强度、耐久性、工作性等方面都有显著的提升。
先来说说高性能混凝土的高强度特性。
在一些重大工程中，如高层建筑、大跨度桥梁等，对混凝土的强度要求极高。
高性能混凝土通过优化原材料的配比和采用先进的生产工艺，能够达到很高的抗压强度。
这使得建筑物能够承受更大的荷载，提高了结构的安全性和稳定性。
高强度的高性能混凝土还可以减小构件的截面尺寸，增加建筑的使用空间，降低工程造价。
耐久性是高性能混凝土的另一个重要优势。
在恶劣的环境条件下，如海洋环境、化学腐蚀环境等，传统混凝土往往容易出现裂缝、剥落等问题，从而影响结构的使用寿命。
而高性能混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性和抗化学侵蚀性，能够有效地抵抗外界因素的侵蚀，延长建筑物的使用寿命。
例如，在一些沿海地区的建筑中，使用高性能混凝土可以减少海水对建筑物的损害，降低维修成本。
工作性也是高性能混凝土的一大特点。
它具有良好的流动性、填充性和可泵性，能够在施工过程中更加顺利地浇筑和成型。
这不仅提高了施工效率，还保证了混凝土结构的质量。
在复杂的建筑结构中，高性能混凝土能够更好地填充模具，减少空洞和蜂窝等缺陷的产生。
高性能混凝土的优异性能离不开其优质的原材料和科学的配合比设计。
水泥是混凝土的重要组成部分，高性能混凝土通常选用高强度、低水化热的水泥品种。
骨料的选择也十分关键，优质的骨料具有良好的级配和坚固性，能够提高混凝土的强度和耐久性。
此外，还会添加一些外加剂，如高效减水剂、缓凝剂等，以改善混凝土的性能。
高性能混凝土的生产过程需要严格的质量控制。
从原材料的采购、检验到搅拌、运输和浇筑，每一个环节都要遵循严格的标准和规范。
搅拌设备的先进与否也会影响高性能混凝土的质量，先进的搅拌设备能够使各种原材料充分混合，保证混凝土的均匀性。
高性能混凝土有哪些
高性能混凝土有哪些导言：在建筑和基础设施的领域中，混凝土是一种常见的建筑材料。
近年来，随着建筑技术和材料科学的不断发展，一种被称为高性能混凝土（High Performance Concrete，简称HPC）的新型混凝土材料逐渐引起了人们的关注。
高性能混凝土具有较高的强度、耐久性和耐候性，可以承受更大的荷载并延长结构的寿命。
本文将介绍高性能混凝土的定义、特点以及在建筑工程中的应用。
一、高性能混凝土的定义高性能混凝土是一种经过特殊设计和控制的混凝土，具有比传统混凝土更好的性能和性能指标。
它采用了特殊的配合设计和优质的原材料，如高强度水泥、细度模数适中的矿物掺合料、特殊的化学外加剂等，以提高混凝土的性能。
高性能混凝土通常具有较高的抗压强度、抗拉强度、耐久性和耐候性。
二、高性能混凝土的特点1. 高强度：高性能混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度，通常比传统混凝土的强度更高。
这使得高性能混凝土能够承受更大的荷载和提供更好的结构支撑能力。
2. 优异的耐久性：高性能混凝土具有良好的耐久性，能够抵御化学侵蚀、氯盐侵蚀和冻融循环等外界环境的侵害。
这使得高性能混凝土在海洋环境、工业环境和寒冷地区等特殊条件下应用广泛。
3. 减少裂缝和变形：高性能混凝土的收缩性和蠕变性能得到了有效的控制，因此可以减少混凝土的裂缝和变形。
这有助于提高结构的稳定性和耐久性。
4. 提高施工效率：高性能混凝土具有较高的自流性和可泵性，因此易于施工和灌注。
这减少了施工时间和劳动力成本，提高了工作效率。
三、高性能混凝土的应用领域1. 桥梁工程：高性能混凝土在桥梁的建造中得到了广泛应用。
由于其较高的抗压强度和抗拉强度，高性能混凝土能够承受桥梁所受到的荷载，提高桥梁的结构安全性和寿命。
2. 高层建筑：高性能混凝土的高强度和耐久性使其成为高层建筑中的理想材料。
通过使用高性能混凝土，可以减少柱子和梁的尺寸，提高整个建筑的抗震性能。
3. 水利工程：高性能混凝土在水利工程中的应用也非常普遍。
《高性能混凝土简介》课件
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REPORTING
运输工艺
总结词
运输工艺是连接搅拌工艺和浇注工艺的重要环节，需要保证混凝土在运输过程中 的质量稳定。
详细描述
在运输工艺中，需要选择合适的运输工具，控制运输时间和温度，避免混凝土出 现离析、泌水和硬化等质量问题。同时，还需要根据实际情况调整运输路线和运 输方式，以提高运输效率。
浇注与养护工艺
总结词
浇注与养护工艺是高性能混凝土生产中的最后环节，对混凝土的性能和使用寿命具有重 要影响。
外加剂的选择和使用应充分考虑其对混凝土其他组分的影响，以及对外界环境的影 响。
PART 03
高性能混凝土的生产工艺
REPORTING
搅拌工艺
总结词
搅拌工艺是高性能混凝土生产中的重要环节，直接影响混凝土的质量和性能。
详细描述
在搅拌工艺中，需要选择合适的搅拌设备，控制搅拌时间和投料顺序，确保混 凝土充分混合均匀，无离析现象。同时，还需要根据不同的混凝土配方和性能 要求，调整搅拌工艺参数，以满足生产需求。
案例二：某高层建筑项目
总结词
高层建筑的结构安全性和抗震性能得 到优化
详细描述
在高层建筑项目中，高性能混凝土的 应用提高了结构的强度和刚度，增强 了建筑物的抗震性能。通过合理的结 构设计，有效降低了风荷载和地震对 高层建筑的影响。
案例三：某大坝工程
总结词
大坝工程的抗冲刷和耐磨性能得到显著提高
详细描述
产生不利影响。
掺合料
掺合料是为了改善混凝土的性能 而加入的矿物材料。
高性能混凝土
高性能混凝土高性能混凝土是一种具有优异性能的建筑材料，是通过优化混凝土配合比、精选优质原材料和采取先进的施工技术而制成的。
与普通混凝土相比，高性能混凝土具有更高的耐久性、更强的抗压、抗渗、抗冻、抗裂能力以及更好的耐高温、耐化学腐蚀等特点。
高性能混凝土在工程建设中应用广泛，可以用于各种类型的建筑物和工程，例如高层建筑、大型桥梁、隧道、水坝、电力工程、交通设施等等。
它的强度和耐久性能不仅可以保证建筑物的安全性和长期稳定性，同时也能大大降低维修和改造的成本。
高性能混凝土的主要特点包括以下几个方面：1.高强度高性能混凝土采用优质的原材料和科学的配合比，可以使生产的混凝土具有更高的强度和更好的耐久性。
它的抗压强度通常在70Mpa以上，甚至可以达到140Mpa。
2.高耐久高性能混凝土的密实性和紧密性很高，可有效防止水、氧和其他化学物质进入混凝土内部，减少混凝土的侵蚀和疲劳破坏，从而使建筑物的使用寿命更长。
3.抗裂性能好高性能混凝土的弹性模量和强度均匀性都比较好，不容易出现裂缝现象，即使出现裂缝也比较细小，不会对建筑物的整体结构造成影响。
4.抗渗性好高性能混凝土的孔隙率很小，对水的渗透性能非常好，因此可以大大减少渗漏问题的发生，从而提高建筑物的整体质量和安全性。
5.耐高温高性能混凝土是一种高温灼烧的耐火材料，其抗高温性能可以达到2000℃以上，因此它非常适合用于高温和火灾安全要求较高的建筑物和工程。
6.环保性好高性能混凝土生产过程中采用的原材料和工艺都比较环保，不会对环境造成污染，同时其寿命较长，可以减少对环境的破坏。
高性能混凝土在应用时需要注意以下几点：1.制备过程需要严格控制，以确保混凝土质量优良。
2.需要在混凝土配合比的选择上进行优化设计，以满足不同工程的需求要求。
3.在施工中需要选择适当的施工工艺和设备，正确掌握施工要点，以保证高性能混凝土的质量。
4.在使用高性能混凝土建造建筑物时要重视保养、维护及检测等工作，以保持其优异性能。
高性能混凝土
高性能混凝土在现代建筑领域中，高性能混凝土扮演着至关重要的角色。
它的出现，不仅改变了建筑的形态和质量，更推动了建筑行业向更高水平发展。
高性能混凝土，顾名思义，是一种具有出色性能的混凝土材料。
与传统混凝土相比，它在多个方面展现出了显著的优势。
首先，高性能混凝土具有更高的强度。
这意味着它能够承受更大的荷载，为建筑结构提供更可靠的支撑。
在高层建筑、大型桥梁等重大工程中，高强度的高性能混凝土能够有效减小构件的尺寸和重量，从而增加建筑的使用空间，降低工程造价。
例如，在建造摩天大楼时，使用高性能混凝土可以使柱子和梁的尺寸减小，同时保证结构的安全性。
其次，高性能混凝土具有更好的耐久性。
耐久性是指混凝土在长期使用过程中抵抗各种破坏因素的能力。
由于高性能混凝土的孔隙率低，其抗渗性、抗冻性和抗化学侵蚀性都得到了显著提高。
这使得建筑物在恶劣的环境条件下，如沿海地区的高盐环境、北方的严寒冬季等，能够保持更长时间的良好状态，减少维修和重建的成本。
再者，高性能混凝土的工作性能也十分出色。
它具有良好的流动性、填充性和可泵性，能够在施工过程中更轻松地浇筑和成型，减少施工中的困难和缺陷。
比如，在复杂的结构中，高性能混凝土能够顺利地填充到每一个角落，确保结构的整体性和稳定性。
高性能混凝土的这些优异性能，离不开其独特的原材料和配合比设计。
在原材料方面，水泥的选择至关重要。
通常会选用高品质的硅酸盐水泥或特种水泥，以保证混凝土的强度和耐久性。
同时，还会使用优质的骨料，如粒径均匀、级配良好的碎石和砂。
这些骨料不仅能够提高混凝土的强度，还能改善其工作性能。
在配合比设计上，高性能混凝土往往采用较低的水胶比。
水胶比是指混凝土中水与胶凝材料（水泥、粉煤灰等）的质量比。
较低的水胶比可以减少混凝土中的孔隙，从而提高其强度和耐久性。
此外，还会加入适量的外加剂，如高效减水剂、缓凝剂、引气剂等。
高效减水剂能够在保持混凝土工作性能的前提下，降低用水量，提高混凝土的强度；缓凝剂可以延长混凝土的凝结时间，便于施工操作；引气剂则可以引入微小的气泡，改善混凝土的抗冻性。
高性能混凝土
高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。
区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受。
③. 细掺合料配制高性能混凝土时,掺入活性细掺合料可以使水泥浆的流动性大为改善,空隙得到充分填充,使硬化后的水泥石强度有所提高。
更重要的是,加入活性细掺合料改善了混凝土中水泥石与骨料的界面结构,使混凝土的强度、抗渗性与耐久性均得到提高。
活性细掺合料是高性能混凝土必用的组成材料。
在高性能混凝土中常用的活性细掺合料有硅粉(SF)、磨细矿渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。
粉煤灰是火电厂燃煤锅炉排出的烟道灰,它能有效提高混凝土的抗渗性,显著改善混凝土拌合物的工作性,大掺量粉煤灰混凝土还对环境保护和节约资源有重要意义。
配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、细度低、需水量低的优质粉煤灰。
矿渣是高炉炼铁排出的熔融矿渣在高温状态下迅速水淬冷却而成的,用于高性能混凝土的磨细矿渣细度大于水泥,能提高混凝土的工作性和耐久性。
硅粉是电炉法生产硅铁合金所排放的烟道灰,SiO2含量大于90﹪,平均粒径约011μm,比表面积>20000㎡/kg,借助大剂量高效减水剂和强力搅拌作用,可以填充到水泥或其他掺合料的间隙中去,并且具有很高的活性,在各种掺合料中对混凝土的增强作用最为显著,是国际上制备超高强混凝土最通用的超细活性掺合料1.高性能混凝土的性能与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：(1). 耐久性高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。
高性能混凝土
•水灰比＜0.40
•粗骨料体积含量0.4m3左 右,Dmax ≤25㎜ •砂率36～40%
•胶凝材料用量500～600kg
•新型高效减水剂0.8%～1.4%
• 强制式搅拌机 • 高频振动 • 泵送施工, • 坍落度损失控制 • 混凝土养护剂养护
HPC
•密实的水泥石及合理 的孔结构
•界面过渡区的改善 (解决Ca(OH)2在过渡 区富集与定向排列) 体积稳定性,高强,高 耐久性
第三节 高性能水泥混凝土混合料的特性
三、高性能水泥混凝土混合料的和易性与评价 1、高性能水泥混凝土混合料的和易性
高性能水泥混凝土与普通混凝土相比，即使坍落度相同，但前者粘性大，流动速度慢，所需的时间长， 施工作业时填充模型的速度慢。
不能用坍落度全面评价高性能混凝土混合料的和易性。 目前国内外正在探索有效的检测方法。 2、高性能水泥混凝土混合料和易性的评价方法 1）Orimet试验法 2）L型流动仪
第二节 高性能混凝土的组成材料
三、高效减水剂 为获得高性能混凝土，除了在混凝土中掺入硅粉、粉煤灰、磨细矿渣等掺和料外，必须要掺入高
效减水剂。
减水剂：是指能保持混凝土的和易性不变，而显著减少其拌 合用水量的外加剂。
高效减水剂主要特点： ①高的减水性，减水效果可达20%~30%； ②适当的引气性与控制坍落度； 使混凝土具有高的和易性和耐久性。。
高性能混凝土
高性能混凝土的技术途径 高性能混凝土的概念 技术途径
高性能混凝土的组成材料 水泥 矿物掺和料 高效减水剂 集料
高性能水泥混凝土混合料的特性 新型混凝土
主要内容
第一节 高性能混凝土的技术途径
一、高性能混凝土(High Performance Concrete，简写为HPC) 普通混凝土发展方向： 绿色、高性能混凝土
什么是高性能混凝土
引言概述：高性能混凝土是一种优质的建筑材料，具有卓越的力学性能和耐久性。
本文将继续探讨高性能混凝土的特点、优势以及在实际应用中的重要性。
正文内容：一、高性能混凝土的特点1.材料成分的优化设计（1）水灰比的控制（2）胶凝材料的选择（3）添加剂的应用2.物理性能的提升（1）强度和耐久性的提高（2）减小蠕变和收缩（3）改善抗裂性能3.施工工艺的改善（1）砼的浇筑和振捣（2）养护工艺的优化二、高性能混凝土的优势1.抗压强度和耐久性的提高（1）更高的抗压强度（2）更好的耐久性和防腐蚀性2.结构性能的改善（1）提高刚度和韧性（2）减小结构变形和蠕变（3）降低结构的自振频率3.施工效率的提升（1）砼施工的简化（2）砼浇筑时间和养护周期的缩短三、高性能混凝土在实际应用中的重要性1.基础设施建设（1）桥梁和隧道（2）大型水利工程2.高层建筑和地下结构（1）摩天大楼和高层建筑（2）地下车库和地铁隧道3.工业设备和耐磨场所（1）厂房和电厂（2）港口和码头设施四、高性能混凝土的适用范围和限制1.适用范围（1）对强度和耐久性要求较高的工程（2）对结构性能和工程效益要求较高的工程2.限制因素（1）成本因素（2）施工难度和技术要求五、总结高性能混凝土以其优异的力学性能和耐久性，成为建筑领域中不可或缺的重要材料。
通过优化材料成分、提升物理性能和改善施工工艺，高性能混凝土能够提高结构的强度、耐久性和稳定性，广泛应用于基础设施建设、高层建筑和工业设备。
在具体应用中，高性能混凝土的成本和施工技术等限制因素也需要充分考虑。
未来，随着科技的发展和经验的积累，高性能混凝土将进一步完善和推广，为建筑行业带来更多的创新和发展。
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研究生课程论文学院土木工程专业建筑与土木工程课程名称高性能混凝土研究生姓名 ****** 学号 ************开课时 ****** 至 ** 学年第 ** 学期说明一、研究生课程论文必须与本封面一起装订。
阅卷教师务必用红笔批阅，并在本封面规定位置打分、写完评语后连同成绩登记表（一式两份）交学院研究生秘书，各学院研究生秘书在第二学期开学后两周内将成绩登记表交研究生学院。
论文由开课学院研究生办公室保管。
二、该封面请用A4纸双面打印，将此说明打印于封面背面。
高性能混凝土的发展及其应用***（*******）湖南科技大学土木工程学院，*****摘要：本文阐述了高性能混凝土的发展现状及最新研究成果,讨论了高性能混凝土的定义,对其优异特性进行了较为详尽的分析"在总结了高性能混凝土成分设计的基础上,提出了一些需要关注的意见和建议。
最后,列举了近三十年来高性能混凝土在国内外路桥建设中的应用实例!从中可知高性能混凝土已经成为路桥工程建设中最为重要的结构材料之一。
关键字：高性能混凝土；性能；成分设计；路桥建设1高性能混凝土的定义关于高性能混凝土的研究最早是由挪威学者在1986年提出的:掺入挪威盛产的硅灰，能大大提高混凝土的强度"抗渗性、抗氯离子扩散性、从而提高混凝土的耐久性。
而高性能混凝这个概念则是在1990年5月由美国混凝土协会( (ACI)正式提出。
高性能混凝土指的是具有高耐久性、高强度性、优良工作性、高体积稳定性的混凝土材料。
各国学者对高性能混凝土的研究有着自己的侧重点。
美国学者更强调耐久性和尺寸稳定性，而日本学者偏重高工作性。
我国大多数研究者比较赞同冯乃谦、吴中伟等提出的观点: 高性能混凝土应具备高耐久性，要在高强度基础上与使用环境结合考虑；此外，良好流动性也必不可少。
当然，在实际研究与应用中，需要综合考量各方面因素，对高性能混凝土中的某些性能酌情偏重。
2高性能混凝土的特性Neville等认为高性能混凝土在成分上与一般混凝土有较大的区别(首先，高性能混凝土通常含有硅灰+粉煤灰或磨细高炉矿渣等活性矿物掺合料；其次，骨料的粒径要小于普通混凝土，再者，必须使用新型高效减水剂"在合理控制配合参数和施工工艺后，高性能混凝土能表现出以下一些特性。
2.1工作性高性能混凝土具有优良的工作性能，包括高流动性、高聚性、可浇注性等、塑性混凝土坍落度一般在1~5cm范围内，高性能混凝土在新拌状态下坍落度值则超过20cm同时,为了获得高强度和高密度,新型高效减水剂的使用保证在较低的水胶比条件下，高性能混凝土也能获得较好的流动性。
2.2耐久性混凝土的耐久性是指混凝土结构在自然环境，使用环境及材料内部因素作用下保持其工作能力的性能，除了一些在上世纪九十年代在极恶劣环境下建造的高性能混凝土工程外，关于HPC在非常恶劣的环境下工作超5~10年的跟踪实验记录少之又少，所以想要精确地预测HPC的寿命是非常困难的。
认为基于普通混凝土方面的经验，可以安全地假设高性能混凝土更加耐用。
Gagne等认为混凝土的耐久性主要取决于混凝土的渗透性和环境的恶劣程度，因此关于其评价应包括侵蚀介质如何渗入混凝土中，以及环境对混凝土特性的影响。
他们通过观察氯离子在某些高混凝土中的渗透值证实空隙连通性随水胶比减小而显著变差，使侵蚀介质在混凝土中移动更加困难。
2.3力学性能作为结构材料，高性能混凝土在注重耐久性的前提下，也必须具有较高的强度，反应高强度混凝土强度力学性能指标一般有#混凝土立方体抗压、拉伸和弯曲强度、轴心抗压、劈裂强度等。
Khanzadi通过回弹仪来测定高性能混凝土的硬度Yutadas等对高性能混凝土进行了杨氏模量的测定。
3高强混凝土的发展及应用随着科学技术的进步和发展,现代建筑不断向高层、大跨、地下、海洋方向发展。
高强混凝土由于具有耐久性好、强度高、变形小等优点,能适应现代工程结构向大跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要,同时还能减小构件截面、增大使用面积、降低工程造价,因此得到了越来越广泛的应用,并取得了明显的技术经济效益。
高强混凝土指采用常规的水泥、砂子为原材料,采用一般的制作工艺,主要依靠添加高效减水剂或添加一定数量的活性矿物掺合料,使新拌混凝土具有良好的工作性,并在硬化后具有高强高密实性能的水泥混凝土。
在我国,通常将强度等级等于和超过C50的混凝土称为高强混凝土,这一标准比较适合我国的国情。
美国至今仍采用ACI(美国混凝土协会)在1984年提出的以圆柱抗压强度标准值达到或超过42MPa(相当于我国的C50)的混凝土作为高强混凝土的分类标准,但也有许多国家将这一界限定得更高。
与传统的混凝土相比,高强混凝土在原材料上有两点不同:低水胶比和多组分。
其目的是为了增加混凝土的密实程度,改善骨料和水泥浆体之间的界面性能,从而达到高强度和良好的耐久性。
为了大幅度地提高混凝土强度,很早以前就有人开展研究工作。
1930年日本发表了通过加压振捣与高温养护得到100MPa高强混凝土的报告,其它一些国家的研究成果也有过一些报道。
但当时高强混凝土还只是处于研究阶段,没有在实际工程中得到应用。
直到1960年代由于高效减水剂的开发与逐步推广应用,才使得高强混凝土迅速走向实用化。
到了1980年代末,以无水石膏为主要成分的高强混凝土掺合料的开发,与高效减水剂性能继续地改善,即使采用普通的振捣与常压养护方法,也能够制备80～100MPa的超高强混凝土并使其得到应用。
同时,以北欧为代表,通硅粉和高效减水剂复合使用,得到了强度为100MPa以上的高强混凝土。
随着混凝土材料技术不断的发展与完善,混凝土的强度与性能将得到不断的提高与改善。
最初,高强混凝土主要应用在高层建筑中,即将高强混凝土用于底层墙柱中,这样就可大幅度减少混凝土用量,增加建筑使用面积和缩短施工工期,带来了明显的经济效益。
高强混凝土改变了钢结构在超高层建筑中的统治地位,现在世界上最的房屋建筑已不再是钢结构而是让位于由钢筋混凝土建造的马来西亚吉隆陂的PetronasTowers,这一双塔大厦高450m,底层受压构件用C80高强混凝土。
目前,已用于实际高层建筑中且强度等级用得最高的仍是1988年和1989年建于美国西雅图的两幢钢—混凝土组合结构Two Union Square和PacificFirstCentre。
其3m和 2. 2m直径的钢管混凝土柱中的混凝土强度等级相当于C120,最高达到C130。
桥梁结构中采用高强混凝土有着更大的潜力:高强混凝土能有效降低桥梁结构自重并且增加结构刚度,有利于增大桥跨,减少桥墩,增高桥下净空,更为重要的还在于降低平时维修的费用和增长使用寿命;预制件厂生产的预制混凝土制品和预应力制品也是高强混凝土的一个重要领域:高强混凝土能耐腐蚀和海浪冲刷,所以很适合建造码头、船坞、防波堤、采油平台等港口和海洋工程。
我国对现代高强混凝土的研究和应用起步并不晚,早在1980年前后,就在海军大型拱形防护门(宽13m、高21m)中采用了坍落度达15 cm、强度达到88. 4MPa的高强混凝土,在湘桂铁路复线的红水河斜拉桥中采用了高坍落度的高强混凝土(其实际强度超过C60级)。
由于技术、经济、政策上的一些因素及缺乏相应的设计施工条例,还由于我国不少工地的施工管理落后,高强混凝土的推广在以后几年中非常滞缓。
近几年来随着我国城市建设高潮兴起,高强混凝土在技术及经济效益上的巨大优势日益为人们所认识,并在一些地方和部门中的应用取得了突破性的进展。
1990年,在较多城市的高层建筑中应用C60混凝土, 1995年以来,C80级高强混凝土已在上海世纪广场、辽宁物产大厦、北京静安中心、广州建和中心等工程中局部试用;张璐明等用粉煤灰掺料制备出80～90MPa高性能混凝土王一光等采用3%超细矿渣等量取代水泥,利用过裹砂石工艺配制出C80～C90高性能混凝土,蒲心诚等运用常规的材料及通用的工艺方法研制成功了超高强高性能混凝土,其28 d龄期抗压强度离高达到了130MPa。
4高性能混凝土需进一步研究的问题在高性能混凝土今后的发展过程中,还有许多材料与工程方面的难题需要解决。
这些问题的解决对材料与工程技术的进展将起到有力的推动作用。
4.1 水泥基材料的组成结构与性能的关系材料组成结构与性能的关系是近代材料科学的一个核心问题。
为使高性能混凝土的各种性能得以进一步提高,必须对材料组成的粒子尺寸、级配、孔结构、集料界面区结构以及组分间的相互作用、物理力学、化学性质的差别等进行研究。
3.2 高效减水剂与复合外加剂高效减水剂解决了高性能混凝土的低水胶比和低用水量与工作性之间的矛盾,因而成为高性能混凝土不可缺少的组分。
但对高效减水剂与水泥和矿物细掺料之间、复合使用外加剂时的几种外加剂之间的相容性,以及如何更好地发挥叠加效应等问题。
3.3 矿物细掺料矿物细掺料不仅有利于水化作用和强度、密实度和工作性,增加粒子密集堆积,减低孔隙率,改善孔结构,而且对抵抗侵蚀和延缓性能退化等都有较大作用。
扩大稳定矿物细掺料的来源,充分发挥其有了稳定产品性能,方便使用,应研究细掺料的科学分类和品质标准,为此还应对不同矿物细掺料、不同来源但却是同种矿物细掺料的活性进行机理性的研究。
3.4 复合化超叠加效应的研究与应用高性能混凝土是一种多组分复合材料,各组分性能的叠加甚至超叠加效应表现得十分明显。
因此,可选用两种以上矿物细掺料加上两种以上外加剂(包括矿物外加剂,如膨胀剂)同时掺加,以进一步改进性能和取得某种特性。
高性能混凝土中胶凝材料与外加剂等多组分复合所产生的超叠加效应要比玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)的复杂,包含着不同层次的粒子(中心质)及其与相应介质的界面,对各种性能的改进起着各自的作用,因此,必须在复合化原理的基础上,采用现代研究手段与方法,各学科协同进行研究。
3.5 对波特兰水泥熟料进行改革,发展环保型胶凝材料在熟料烧成上向低钙化发展,减少C3S和C3A等耐久性、能耗和环境保护方面的缺陷,提高胶凝材料的绿色度。
3.6 配合比选择和施工质量控制的计算机化高性能混凝土属于现代混凝土,其优越的工作性和可靠性可使施工进度大幅度加快,改善劳动环境,减轻劳动强度,有利于采用计算机技术以至让机器人参与施工,提高自动化的程度。
高性能混凝土对原材料质量和施工管理水平都比普通混凝土更加敏感,因此应当使配合比选择和施工控制计算机化,以提高混凝土工程质量和效率。
目前,不少人围绕计算机化试图建立有关数学模型,但多数人所依据的数据量都不足,以至都有实用的局限性。
在现阶段急需做的工作是,尽快建立原材料的数据库,并逐渐扩展,建立可靠而易于操作的系统。
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