讲座名称结构混凝土高性能化的技术现状与发展趋势

讲座名称：结构混凝土高性能化的技术现状与发展趋势

讲座时间：2008年11月18日

讲座地点：教5-201

讲座人：郝挺宇（教授级高工）

中冶集团建筑研究总院高性能混凝土研究院副院长

一、问题的提出

当今世界面临：人口爆炸、资源短缺、环境破坏

作为产量最大的建筑材料——混凝土，对人类的影响不是所有的人都意识到了。2006年中国钢产量4.2 亿吨，占世界12亿吨的35%

2006年中国的CO2排放量达62亿吨，约为世界（~300亿吨）的21%，并超过美国（58亿吨）而居世界首位

但既有结构暴露出的耐久性问题令人不安

实例：某钢厂大型钢筋混凝土屋面板掉落事故分析

原因分析：端部构造在设计上的先天不足

轻骨料混凝土弹性模量低、收缩徐变大

使用环境的影响

二、新建结构-耐久性设计（以京沪高铁为例）

举世瞩目即将开工的京沪高速铁路是我国真正意义上建设的第一条高速铁路。设计最高运行时速350km，初期运营时速300km。

其位于中国华北和华东地区，两端连接环渤海和长江三角洲两个经济区域，全线纵贯北京、天津、上海三大直辖市和河北、山东、安徽、江苏四省；

正线全长约1318km，桥梁长度约1140km，占正线长度86.5%，全线铺设无碴轨道约1268正线公里，占线路长度的96.2%；

计划混凝土方量约为8000万立方米

京沪高速铁路全线使用高性能混凝土，设计寿命使用100年。与其它工程相比，有以下特点：

规模大：8000万立方混凝土，三峡的三倍；

环境杂：跨越中国南北，环境因素复杂；

桥梁多：85%以上均是桥梁；

材料多：沿线厂家多，质量控制难度大；

强度大：3年内浇注完成，年均浇注强度是三峡工程的6倍以上

高性能混凝土定义：

采用常规材料工艺生产，具有混凝土结构所要求的各项力学性能，且具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。

高性能混凝土特点：

1.掺合格的矿物掺合料和高效减水剂；

2.较低的水胶比和水泥用量；

3.良好的工作性、密实性和体积稳定性；

4.施工过程概要求严格控制。

高性能混凝土实现的关键环节：

1.选用低水化热和含碱量偏低的水泥；

2.选用坚固性耐久、级配合格、粒形良好的骨料；

3.选用优质的矿物掺和料；

4.适量的引入气体；

5.尽量降低拌合用水；

6.限制单方胶凝材料用量；

7.尽可能减少混凝土胶凝中的硅酸盐水泥用量

主要思路：

1.采用低水胶比、低用水量

2.粉煤灰和矿粉复掺

3.骨料级配优化

4. 砂率优化

5.选用聚羧酸减水剂

所做主要工作：

1 全线的气候环境调研及耐久性指标确定

2 原材料调研

3 配合比试验研究

4 专题研究

主要研究成果：

原材料调研报告

指导性配合比试验研究报告

采用P·Ⅰ42.5水泥的研究报告

混凝土成本分析报告

混凝土寿命预测

三、既有结构-修复与防护

成功的修复源于方案的科学，材料、工艺的合理选择简单化处理是修复成功的大敌。

工程实例：

柱子修复

注浆法（发泡环氧树脂）