混凝土研究现状
新型混凝土现状及发展趋势研究综述
新型混凝土现状及发展趋势研究综述新型混凝土是指在传统混凝土中添加新材料、新技术、新工艺等,以提高其性能、功能和可持续发展性的一种材料。
近年来,随着基础设施建设的不断推进和人们对建筑材料性能要求的提高,新型混凝土的研究和应用逐渐受到了广泛关注。
一、新型混凝土的现状1.高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC):高性能混凝土是指具有较高强度、较好的耐久性和良好的加工性能的混凝土。
它能够满足对抗渗、抗裂、抗冻融和耐久性等方面的要求。
2.自密实混凝土(Self-compacting Concrete,SCC):自密实混凝土是一种可以在没有外力作用下自行实现较好流动性和自密实的混凝土。
它具有较高的流动性和自行整平能力,适合于复杂形状结构的施工。
3.绿色混凝土(Green Concrete):绿色混凝土是指在生产、使用和回收过程中对环境和人体健康无害的混凝土。
它通过减少水泥含量、使用回收材料等方式降低对环境的影响。
4.超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC):超高性能混凝土是一种通过添加高性能粉状材料、纤维增强材料和化学掺合料等,提高混凝土的抗压强度、抗裂性能和耐久性的一种新材料。
二、新型混凝土的发展趋势1.多功能性:随着社会的发展和人们对建筑材料的要求越来越高,新型混凝土的发展趋势是将多种功能融合到混凝土中,如自愈合、自清洁、调控温度等。
2.轻质化:为了降低建筑物的自重、提高抗震性能,新型混凝土的发展趋势是向轻质化方向发展,例如轻质骨料混凝土。
3.高性能:随着建筑结构的复杂化和对建筑材料性能要求的提高,新型混凝土的发展趋势是朝着高性能、高强度、高耐久性和高抗震性等方向发展。
4.可持续发展:新型混凝土的发展趋势是朝着环境友好、资源节约和可持续发展的方向发展。
例如通过使用可再生材料、减少水泥使用量和二氧化碳排放等方式,减少对环境的影响。
混凝土材料的耐久性能研究现状分析
混凝土材料的耐久性能研究现状分析一、引言混凝土是建筑工程中最常用的建筑材料之一,其耐久性能一直是研究的热点问题。
混凝土材料的耐久性能直接影响着建筑物的安全、使用寿命和经济效益。
随着建筑工程的不断发展,混凝土材料的耐久性能也得到了越来越多的研究。
本文将从混凝土材料的耐久性能研究现状入手,探讨混凝土材料的耐久性能及其影响因素。
二、混凝土材料的耐久性能研究现状1.国内外研究现状混凝土材料的耐久性能研究已经成为世界范围内的热点问题。
在国外,欧洲、美国等发达国家对混凝土材料的耐久性能研究非常重视。
在国内,混凝土材料的耐久性能研究也逐渐得到了关注。
国内学者主要从混凝土的配合比、外加剂的使用、混凝土的制备工艺、环境因素等角度研究混凝土材料的耐久性能。
2.研究方法目前,研究混凝土材料的耐久性能的方法主要有以下几种:(1)实验研究法:通过实验手段,对混凝土材料的耐久性能进行研究,如抗渗、抗冻、耐久性等。
(2)数值模拟法:通过建立数学模型,对混凝土材料的耐久性能进行预测和分析。
(3)实际工程观测法:通过对已建成的混凝土结构进行观测和数据分析,研究混凝土材料的耐久性能。
三、混凝土材料的耐久性能及其影响因素1.混凝土的抗渗性混凝土的抗渗性是混凝土材料耐久性能的重要指标之一。
混凝土的抗渗性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比等因素有关。
2.混凝土的抗冻性混凝土的抗冻性是指混凝土在冻融循环过程中的抗裂能力。
混凝土的抗冻性与混凝土的强度、孔隙率、空气含量、水胶比等因素有关。
3.混凝土的耐久性混凝土的耐久性是指混凝土在长期使用过程中所能保持的性能。
混凝土的耐久性与混凝土的强度、孔隙率、水胶比、外加剂的使用、制备工艺等因素有关。
4.混凝土的碱骨料反应混凝土的碱骨料反应是指混凝土中的碱性物质与骨料中的硅酸盐反应,导致混凝土膨胀、龟裂、剥落等现象。
混凝土的碱骨料反应与混凝土中的碱含量、骨料中的硅酸盐含量等因素有关。
四、结论混凝土材料的耐久性能是建筑工程中不可忽视的问题。
大体积混凝土的研究现状与未来发展方向
大体积混凝土的研究现状与未来发展方向导言大体积混凝土是指具有较大尺寸和高强度的混凝土结构。
随着现代建筑工程的发展,对混凝土结构的要求也越来越高。
传统的混凝土结构存在强度低、耐久性差等问题,而大体积混凝土的出现为解决这些问题提供了新的途径。
本文将对大体积混凝土的研究现状和未来发展方向进行探讨。
1. 大体积混凝土的研究现状在过去的几十年里,大量的研究工作一直致力于大体积混凝土的技术改进和应用推广。
以下是一些重要的研究方向和成果:1.1 大体积混凝土的制备工艺研究大体积混凝土的制备工艺是研究的核心内容之一。
通过采用适当的材料配比、施工工艺和工具设备,可以实现大体积混凝土的制备和施工。
例如,采用超级塑化剂、高性能水泥和矿物掺合料可以改善混凝土的流动性和强度,从而实现大体积混凝土的制备。
1.2 大体积混凝土结构的力学性能研究大体积混凝土结构的力学性能是其应用的关键问题之一。
研究人员通过实验和数值模拟等方法,对大体积混凝土结构的强度、刚度和变形等进行了深入研究。
这些研究为大体积混凝土结构的设计和施工提供了重要的理论依据。
1.3 大体积混凝土结构的施工工艺研究大体积混凝土结构的施工工艺对其性能和质量有着重要影响。
研究人员通过实地调研和工程实践,了大体积混凝土结构的施工工艺和施工技术,为实际工程提供了指导和参考。
2. 大体积混凝土的未来发展方向基于对大体积混凝土研究现状的分析,可以预见其未来发展的方向有以下几个方面:2.1 研究大体积混凝土的力学性能和耐久性大体积混凝土结构的力学性能和耐久性是其应用的重要指标。
未来的研究应该进一步深入探讨大体积混凝土的力学行为和耐久性能,以便更好地指导工程实践。
2.2 探索大体积混凝土的新材料和新工艺在大体积混凝土的制备工艺中,采用新材料和新工艺能够进一步提高混凝土的性能和质量。
未来的研究应该致力于开发新的材料和工艺,以满足大体积混凝土结构的施工和使用需求。
2.3 提高大体积混凝土结构的施工质量大体积混凝土结构的施工质量直接影响其性能和寿命。
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度
《国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度》混凝土作为一种广泛应用于建筑、基础设施等领域的重要建筑材料,其应用技术的研究一直备受关注。
从传统的角度对国内外混凝土应用技术的研究现状及发展趋势进行分析已较为常见,然而,若从一个独特的角度切入,或许能带来更深入、更具启发性的见解。
在当今全球化的背景下,混凝土应用技术的研究呈现出多元化和跨学科的特点。
各国在混凝土原材料的选择与优化方面不断探索,致力于寻找性能更优异、成本更低廉的原材料组合。
高性能混凝土的研究与应用就是一个典型的例子。
高性能混凝土通过选用特殊的水泥品种、高效减水剂、优质骨料以及掺入特定的掺和料等手段,显著提高了混凝土的强度、耐久性、工作性等性能指标。
在发达国家,高性能混凝土已经广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道等重要工程中,取得了显著的经济效益和社会效益。
各国也在积极研究开发新型的混凝土原材料,如矿物掺合料的开发与利用,如粉煤灰、矿渣粉、硅灰等,它们不仅能有效改善混凝土的性能,还能减少对自然资源的消耗,实现可持续发展。
另混凝土的配合比设计技术也在不断创新和完善。
传统的配合比设计方法主要基于经验和试验,但随着计算机技术的飞速发展,基于数值模拟和人工智能的配合比设计方法逐渐崭露头角。
通过建立混凝土性能与材料组成、工艺参数之间的数学模型,利用计算机强大的计算能力进行模拟和优化,可以快速得出最优的配合比方案,提高设计效率和准确性。
一些研究机构和企业开发了基于神经网络、遗传算法等智能算法的混凝土配合比设计软件,能够根据工程要求和原材料特性自动生成合理的配合比,为工程实践提供了有力的技术支持。
在混凝土施工技术方面,国内外也取得了诸多进展。
泵送混凝土技术的成熟应用极大地提高了混凝土的浇筑效率和施工质量。
随着泵送高度和距离的不断增加,泵送混凝土的性能要求也越来越高,因此对混凝土的流动性、可泵性、稳定性等方面的研究不断深入。
混凝土的自密实技术也得到了广泛关注和研究。
全球混凝土行业现状
全球混凝土行业现状
全球混凝土行业目前处于快速发展阶段,成为全球建筑行业中最重要的一部分。
以下是全球混凝土行业的一些现状:
1. 市场规模:全球混凝土市场规模巨大,根据市场研究报告,预计到2025年,全球混凝土市场规模将达到4.5万亿美元。
2. 地区分布:混凝土需求主要集中在发展中国家,如中国、印度等亚洲地区,以及美国和欧洲。
这些地区的城市化进程和基础设施建设需求推动了混凝土行业的增长。
3. 建筑项目需求:住宅、商业建筑和基础设施建设是混凝土行业的主要需求领域。
随着全球人口增加和城市化进程的加快,这些需求将持续增长。
4. 技术创新与可持续发展:混凝土行业正致力于技术创新和可持续发展。
新型混凝土材料和建筑技术的出现,既提高了混凝土的强度和耐久性,又减少了对环境的影响。
5. 市场竞争:全球混凝土行业竞争很激烈,存在着许多大型国际企业和地方企业。
这些企业通过技术创新、成本控制和市场营销等手段来争夺市场份额。
6. 政府支持:政府对基础设施建设的支持是混凝土行业发展的重要推动力。
许多国家和地区通过投资基础设施项目和提供财政补贴来促进混凝土行业的发展。
总的来说,全球混凝土行业正处于快速发展阶段,受到城市化和基础设施建设需求的推动。
技术创新和可持续发展也成为行业的重要发展方向。
然而,行业竞争激烈,企业需要不断提高自身竞争力来获得市场份额。
政府的支持也对混凝土行业的发展起到积极作用。
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。
混凝土的研究现状及发展趋势
混凝土的研究现状及发展趋势混凝土是一种由水泥、砂、石子和水等原材料制成的建筑材料,具有强度高、重量轻、耐久性好等优点,被广泛应用于建筑、桥梁、道路、隧道等领域。
然而,随着工业化进程的加快和城市化进程的不断推进,混凝土的应用需求也在不断增加,同时也面临着一些新的挑战。
因此,对混凝土的研究和发展趋势进行探讨,具有重要的意义。
一、混凝土的研究现状1.组成材料的研究混凝土的主要组成材料是水泥、砂、石子和水等,这些材料的品质和配比直接影响混凝土的强度和耐久性。
目前,国内外学者对混凝土组成材料的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)水泥的研究:包括水泥种类、水泥的化学成分、水泥的颗粒形态等方面的研究,旨在提高混凝土强度和耐久性。
(2)砂石子的研究:主要研究砂石子的品质、颗粒形状、粒度分布等特性,以及砂石子的配合比例,以提高混凝土的抗压强度和抗弯强度。
(3)水的研究:主要研究水的质量、用量、用水温度等参数对混凝土的影响,以提高混凝土的耐久性和冻融性能。
2.混凝土强度和耐久性的研究混凝土的强度和耐久性是衡量混凝土质量的两个重要指标。
目前,国内外学者对混凝土强度和耐久性的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)混凝土强度的研究:主要研究混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标,以提高混凝土的承载能力。
(2)混凝土耐久性的研究:主要研究混凝土的耐久性、耐久性与环境的关系、混凝土材料的老化机理等问题,以提高混凝土的使用寿命。
3.混凝土结构的研究混凝土结构是应用混凝土的重要领域之一,其研究涉及混凝土结构的设计、施工、监测、检测等方面。
目前,国内外学者对混凝土结构的研究已经比较深入,主要集中在以下几个方面:(1)混凝土结构的设计:主要研究混凝土结构的设计原理、设计方法、设计参数等问题,以提高混凝土结构的安全性和经济性。
(2)混凝土结构的施工:主要研究混凝土结构的施工工艺、施工技术、施工质量控制等问题,以保证混凝土结构的安全性和使用寿命。
双掺法混凝土研究现状内容及方法
一、概述双掺法混凝土是在普通混凝土中添加两种或两种以上的掺合料来改善混凝土的性能和耐久性。
在近年来,双掺法混凝土的研究得到了广泛关注,许多学者对其进行了深入的研究,取得了一些重要的成果。
本文旨在对双掺法混凝土的研究现状、内容和方法进行全面的介绍和总结。
二、双掺法混凝土的研究现状1. 双掺法混凝土的定义双掺法混凝土是指在混凝土中同时掺入两种以上的掺合料,如粉煤灰、矿渣粉、硅粉等,以改善混凝土的性能和耐久性。
2. 双掺法混凝土的优势双掺法混凝土相比普通混凝土具有以下优势:(1)提高混凝土的强度和耐久性;(2)改善混凝土的工作性能和耐久性;(3)降低混凝土的温度收缩和开裂倾向;(4)提高混凝土的耐化学侵蚀性能。
3. 双掺法混凝土的研究热点目前,双掺法混凝土的研究主要集中在以下几个热点方向:(1)双掺法混凝土的掺合料选择及配比优化;(2)双掺法混凝土的性能测试和评价方法;(3)双掺法混凝土的微观结构和力学性能分析;(4)双掺法混凝土的施工工艺和工程应用研究。
三、双掺法混凝土的研究内容1. 双掺法混凝土的掺合料选择双掺法混凝土的性能和应用范围取决于所选择的掺合料。
常用的掺合料包括粉煤灰、矿渣粉、硅粉、粉煤灰-矿渣粉混合掺合料等。
2. 双掺法混凝土的配比优化通过合理的掺合料配比,可以最大限度地发挥双掺法混凝土的优势,在保证混凝土强度和耐久性的前提下,尽量减少成本和环境影响。
3. 双掺法混凝土的性能测试和评价方法双掺法混凝土的性能测试和评价方法是研究的重点之一,常用的测试方法包括混凝土强度测试、孔隙结构测试、抗渗性能测试和耐久性评价方法等。
4. 双掺法混凝土的微观结构和力学性能分析通过显微镜观察和力学性能测试,可以深入了解双掺法混凝土的微观结构和力学性能,为混凝土配合比设计和工程应用提供依据。
5. 双掺法混凝土的施工工艺和工程应用研究双掺法混凝土作为一种新型环保材料,其在施工工艺和工程应用方面也备受关注。
研究双掺法混凝土的施工工艺和工程应用,可以进一步推动其在工程实践中的应用和推广。
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析一、引言混凝土作为一种重要的建筑材料,在现代建筑中得到了广泛的应用。
随着建筑业的不断发展,混凝土应用技术也在不断创新和改进。
本篇文章将从国内外混凝土应用技术的研究现状和发展趋势两个方面进行详细的分析。
二、国内混凝土应用技术研究现状1. 高强混凝土技术高强混凝土是指强度达到100MPa以上的混凝土,具有优异的力学性能和耐久性能,可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
近年来,国内高强混凝土技术得到了长足的发展,已经在多个工程项目中得到了应用,成为了混凝土技术的一个重要分支。
2. 高性能混凝土技术高性能混凝土是指强度在50MPa以上、耐久性能、抗渗透性等多项指标均优于普通混凝土的一种混凝土。
它具有优异的力学性能和耐久性能,可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
目前,国内高性能混凝土技术已经较为成熟,已经在多个工程项目中得到了应用。
3. 纳米材料掺合技术纳米材料掺合技术是指将纳米材料掺合到混凝土中,以改善混凝土的性能。
纳米材料具有优异的物理、化学和力学性能,可以显著提高混凝土的强度、耐久性和抗裂性能。
目前,国内纳米材料掺合技术正在逐渐成熟,已经在一些工程项目中得到了应用。
4. 碳纤维增强混凝土技术碳纤维增强混凝土技术是指将碳纤维布或碳纤维条掺入混凝土中,以提高混凝土的强度和抗裂性能。
碳纤维具有优异的力学性能和抗腐蚀性能,可以显著提高混凝土的强度和耐久性。
目前,国内碳纤维增强混凝土技术正在逐渐成熟,已经在一些工程项目中得到了应用。
三、国外混凝土应用技术研究现状1. 自密实混凝土技术自密实混凝土技术是指利用掺有特殊添加剂的混凝土,在混凝土硬化后,自行形成微小气泡,使混凝土具有自密实的性能。
这种混凝土具有较高的抗渗性能和耐久性能,可以用于桥梁、隧道、高层建筑等重要结构的建造。
目前,自密实混凝土技术已经在国外得到了广泛的应用。
2. 自愈合混凝土技术自愈合混凝土技术是指利用特殊的添加剂,使混凝土在出现细小裂缝时,自行愈合。
混凝土材料的研究现状和发展应用
混凝土材料的研究现状和发展应用《混凝土材料的研究现状和发展应用》在当今社会,混凝土作为一种常见的建筑材料,被广泛应用于各种建筑工程项目中。
随着科技和研究的不断进步,混凝土材料的研究也日益深入,其应用领域和发展前景也逐渐扩大。
本文将从深度和广度两个方面出发,探讨混凝土材料的研究现状和应用发展。
一、混凝土材料的研究现状1.1 混凝土材料的基本性能混凝土是一种由水泥、骨料、粉煤灰和水经过配合、搅拌、浇筑和养护而成的人工石材料,其基本性能包括抗压强度、抗拉强度、抗渗透性、抗冻融性等。
近年来,通过对混凝土材料的研究,可以发现新型的添加剂和改性剂可以有效提高混凝土的性能,使其在各种环境条件下都能表现出较好的性能。
1.2 混凝土材料的耐久性混凝土的耐久性一直是混凝土材料研究的重点和难点,尤其是在高强、高性能混凝土的研究中。
目前,通过对混凝土材料的微观结构和化学成分的研究,发现可以采用掺外加剂、纳米材料等方法来提高混凝土的耐久性,以应对各种特殊环境和工程条件。
1.3 混凝土材料的环保性随着社会对环保和可持续发展的重视,混凝土材料的环保性也成为研究的热点之一。
目前,国内外研究人员通过添加矿渣粉、粉煤灰等工业废弃物,以及利用再生混凝土等方法来提高混凝土的环保性,减少对自然资源的消耗和环境的影响。
二、混凝土材料的应用发展2.1 高性能混凝土的应用高性能混凝土是近年来混凝土材料研究的重点之一,其应用包括桥梁、高楼大厦、核电站等重要工程项目。
通过对其配合比、材料选用等方面的优化和改进,可以使高性能混凝土在工程建设中发挥更大的作用。
2.2 超高性能混凝土的应用超高性能混凝土是近年来新兴的混凝土材料,其抗压强度和耐久性能都远远超过传统混凝土材料。
其应用领域涵盖了核设施、导弹发射井等重要工程领域。
2.3 绿色混凝土的应用绿色混凝土是混凝土材料研究的新前沿,其应用主要包括城市园林、雨水收集系统、地下排水系统等方面。
通过其透水性、透气性和保温性等特点,可以有效改善城市生态环境和水资源利用效率。
混凝土材料的研究现状和发展应用
混凝土结构加固与防护材料的未来发展将更加注重高性能、低成本和环保性。 随着科技的不断进步,新型的加固与防护材料和技术将不断涌现,为混凝土结构 的维护和补强提供更多选择和支持。随着对既有结构的重视和保护意识的提高, 混凝土结构加固与防护材料的市场需求将进一步增加。因此,研究和开发具有更 高性能、更低成本和更环保的混凝土结构加固与防护材料将是未来的重要发展方 向。
总之,混凝土材料作为重要的建筑材料之一,将在未来的建筑行业中继续发 挥重要作用。通过不断的研究和创新,可以预见,未来的混凝土材料将更加环保、 高性能、多功能化,为人类创造更加安全、舒适、可持续的建筑环境提供更多选 择。
参考内容
随着科技的快速发展,高温超导材料作为一种具有特殊电学性质的材料,已 经引起了广泛的。本次演示将详细介绍高温超导材料的定义、特点、应用领域以 及未来发展前景。
三、混凝土材料的应用
混凝土材料在建筑行业中具有广泛的应用,以下列举几个主要领域:
1、房屋建筑。混凝土是房屋建筑中常用的主要材料之一,主要用于基础的 地下室、柱、梁、板等部位的建设。同时,在高层建筑和超高层建筑中,混凝土 也常被用作结构的支撑和填充材料。
2、公路建设。在公路建设中,混凝土常被用作路面的基层和面层材料。另 外,在桥梁和隧道等构造物中,混凝土也是主要的结构材料之一。
3、施工工艺:不同材料的施工工艺有所差异,需要针对具体工程进行优化。
五、结论与影响
根据研究结果,可以得出以下结论:
1、混凝土结构加固与防护材料在市场需求方面具有显著优势,尤其在桥梁、 建筑等领域。
2、各种加固与防护材料在力学性能和耐久性方面表现良好,但仍需进一步 优化和提高。
3、施工工艺对加固与防护效果具有重要影响,应针对具体工程进行材料选 择和工艺优化。
再生混凝土研究现状及研究建议
再生混凝土研究现状及研究建议一、本文概述随着全球环境保护意识的日益增强和资源的日益紧张,再生混凝土作为一种环境友好型、资源节约型的建筑材料,其研究和应用已经引起了广泛关注。
本文旨在全面概述再生混凝土的研究现状,分析存在的问题和挑战,并在此基础上提出相应的研究建议。
文章首先对再生混凝土的定义、特性及其在建筑领域的应用进行简要介绍,接着对国内外在再生混凝土研究方面的主要成果和进展进行梳理和评价,然后重点分析当前再生混凝土研究中存在的关键问题,包括再生骨料的性质与利用、再生混凝土的性能优化、耐久性研究以及环境影响评估等方面。
文章提出了一系列针对性的研究建议,旨在推动再生混凝土技术的进一步发展,为实现建筑行业的绿色转型提供理论支持和实践指导。
二、再生混凝土研究现状随着全球环保意识的日益增强和资源的日益紧缺,再生混凝土作为一种环保、节能的建筑材料,受到了广泛的关注和研究。
目前,再生混凝土的研究现状主要表现在以下几个方面:再生混凝土的性能研究:再生混凝土的性能研究主要包括其力学性能、耐久性能、热工性能等方面。
研究人员通过试验和模拟,对再生混凝土的抗压强度、抗折强度、弹性模量等力学性能进行了深入的研究,发现再生混凝土的强度与再生骨料的掺量、粒径、来源等因素有关。
同时,再生混凝土的耐久性能也受到了广泛关注,如抗渗性、抗冻性、抗碳化等方面的研究。
随着对绿色建筑和节能建筑的需求增加,再生混凝土的热工性能也逐渐成为研究的热点。
再生混凝土的制备技术研究:再生混凝土的制备技术主要包括再生骨料的处理技术、再生混凝土的配合比设计等方面。
在再生骨料的处理技术方面,研究人员通过破碎、筛分、清洗等步骤,对废弃混凝土进行再生处理,得到符合要求的再生骨料。
在再生混凝土的配合比设计方面,研究人员根据再生骨料的物理性能和化学性能,通过试验和模拟,确定了合适的配合比,以提高再生混凝土的性能。
再生混凝土的应用研究:再生混凝土的应用研究主要包括其在建筑工程、道路工程、桥梁工程等领域的应用。
国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状
国内外自密实高性能混凝土研究及应用现状一、内容概览随着全球经济的快速发展和城市化进程的加快,建筑工程的需求日益增长。
为了满足这一需求,建筑材料的研发和应用不断取得突破。
自密实高性能混凝土(Selfcompacting Highperformance Concrete,简称SCA)作为一种新型建筑材料,因其具有高强度、高耐久性、高抗渗性、高工作性能以及节能环保等特点,近年来在国内外得到了广泛关注和研究。
本文将对国内外自密实高性能混凝土的研究及应用现状进行概述,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
首先本文将介绍自密实高性能混凝土的基本概念、原理及其主要性能特点。
其次通过对国内外自密实高性能混凝土的研究进展进行梳理,分析其在工程应用中的优势和不足。
然后结合实际工程案例,探讨自密实高性能混凝土在不同结构类型中的应用效果。
对自密实高性能混凝土在未来的发展趋势和研究方向进行展望。
1. 研究背景与意义随着社会经济的快速发展,建筑工程在各个领域的应用越来越广泛。
自密实混凝土作为一种新型建筑材料,具有较高的强度、耐久性和抗渗性能,能够满足建筑结构对材料性能的高要求。
然而目前国内外自密实混凝土的研究和应用仍存在一定的局限性,主要表现在自密实混凝土的强度、耐久性和抗渗性能等方面尚不能完全满足工程实际需求。
因此深入研究国内外自密实高性能混凝土的制备工艺、性能优化及其在工程中的应用现状具有重要的理论意义和现实意义。
首先研究国内外自密实高性能混凝土有助于提高建筑结构的抗震性能。
自密实混凝土由于其内部形成高度致密的微孔结构,具有良好的隔震作用,能够有效减小地震波在结构中的传播,从而提高结构的抗震性能。
其次研究国内外自密实高性能混凝土有助于降低建筑结构的能耗。
自密实混凝土由于其内部形成高度致密的微孔结构,具有良好的保温隔热性能,能够有效减少热量的传递,降低建筑结构的能耗。
再次研究国内外自密实高性能混凝土有助于提高建筑结构的使用寿命。
国内外混凝土发展现状
国内外混凝土发展现状混凝土作为一种重要的建筑材料,广泛应用于建筑、桥梁、隧道等领域。
目前,国内外混凝土发展具有以下几个方面的特点。
首先,国内混凝土产量稳定增长。
中国作为全球最大的混凝土消费国,混凝土产量连续多年保持在全球领先地位。
尤其是随着国家新型城镇化建设的推进,混凝土需求量持续增加,为混凝土产业的发展提供了强劲的动力。
其次,混凝土的品种和性能不断完善。
国内外对混凝土产品进行了不断的研究和发展,推出了各种新型混凝土。
例如,高性能混凝土、自流平混凝土、自密实混凝土等,在一定程度上提高了混凝土的强度、抗裂性、耐久性等性能指标,满足了不同工程对混凝土品种的需求。
再次,混凝土生产技术不断创新。
目前,国内外混凝土生产技术已从传统的人工搅拌向自动化生产方式转变。
国内外各大混凝土生产企业普遍引进了先进的混凝土搅拌站设备,实现了生产过程的智能化和标准化。
此外,通过应用新型混凝土添加剂、控制剂等,提高了混凝土的流动性和抗渗性,降低了生产成本,提高了生产效率。
最后,混凝土应用领域不断扩大。
传统上,混凝土主要应用于建筑和基础设施建设。
然而,随着科技的发展和工程需求的变化,混凝土在新兴领域的应用也逐渐增加。
例如,混凝土已广泛用于水利工程、海洋工程、核电工程等特殊工程领域,并且在环境保护等方面也有了新的应用。
综上所述,国内外混凝土发展呈现出稳定增长、品种完善、技术创新和应用领域扩大等特点。
随着国家对建设领域的投资持续增加,混凝土产业将继续迎来更大的发展机遇。
同时,还需要进一步加强混凝土产业的科研创新能力,推动混凝土技术水平不断提升,更好地适应工程建设的高质量发展要求。
大体积混凝土的研究现状分析
大体积混凝土的研究现状分析大体积混凝土在现代建筑工程中扮演着至关重要的角色,其广泛应用于大坝、大型桥梁基础、高层建筑地下室等重要结构中。
由于其体积大、结构厚、施工技术要求高、水泥水化热释放集中等特点,容易产生温度裂缝等质量问题,因此一直是工程界关注的焦点。
大体积混凝土的定义通常是指混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于 1 米的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
与普通混凝土相比,大体积混凝土在原材料选择、配合比设计、施工工艺以及养护措施等方面都有着更高的要求。
在原材料方面,水泥的品种和用量对大体积混凝土的性能有着显著影响。
低热水泥由于其水化热较低,能够有效降低混凝土内部的温度升高,因此在大体积混凝土中得到了越来越广泛的应用。
此外,粉煤灰、矿渣粉等矿物掺合料的使用,不仅可以减少水泥用量,降低水化热,还能改善混凝土的工作性能和耐久性。
骨料的选择也十分重要,级配良好、粒径较大的骨料可以降低混凝土的水泥用量和用水量,从而减少水化热的产生。
配合比设计是保证大体积混凝土质量的关键环节之一。
通过合理控制水胶比、水泥用量、粉煤灰和矿渣粉的掺量等参数,可以在满足混凝土强度和工作性能要求的前提下,最大限度地降低水化热。
目前,基于绝热温升试验和有限元模拟等技术的配合比优化方法得到了广泛的研究和应用,为大体积混凝土的配合比设计提供了更加科学准确的依据。
施工工艺对大体积混凝土的质量控制也起着重要作用。
在浇筑过程中,分层分段浇筑、合理设置施工缝等措施可以有效地减少混凝土内部的温度梯度,避免温度裂缝的产生。
同时,采用二次振捣和表面抹压等工艺,可以提高混凝土的密实度和抗裂性能。
在混凝土的养护阶段,保湿保温养护是关键。
通过覆盖塑料薄膜、草帘等保温材料,以及定期浇水保湿,可以控制混凝土的内外温差,减少混凝土的收缩裂缝。
温度控制是大体积混凝土施工中的核心问题。
为了准确掌握混凝土内部的温度变化情况,通常需要在混凝土内部埋设温度传感器进行实时监测。
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度
国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度国内外混凝土应用技术研究现状及发展趋势分析的另一角度近年来,混凝土应用技术在国内外得到了广泛的研究和应用。
作为建筑材料中最为常见的一种,混凝土的性能和应用一直是学术界和工程领域的关注焦点。
在本文中,我们将探讨混凝土应用技术研究的现状以及其未来发展的趋势,从另一角度对这一主题进行分析,并分享我们对混凝土应用技术的观点和理解。
一、国内混凝土应用技术研究现状国内混凝土应用技术研究目前处于快速发展的阶段。
随着国内基础设施建设和城市化进程的加速推进,对混凝土应用技术的需求逐渐增加。
在国内学术界和工程实践中,混凝土的强度、耐久性、施工工艺等方面进行了广泛的研究。
(1)混凝土配合比设计与施工工艺的研究在混凝土应用技术的研究中,混凝土配合比设计和施工工艺是一个重要的方面。
通过设计合理的混凝土配合比,可以使混凝土拥有更好的力学性能和耐久性能。
研究和改进混凝土的施工工艺,可以提高混凝土施工的效率和质量。
(2)新型混凝土材料和掺合料的研究随着科技的不断进步,新型混凝土材料和掺合料的研究也取得了重要进展。
高性能混凝土、自密实混凝土、自愈合混凝土等新型材料的研究和应用,极大地拓展了混凝土的应用范围和性能。
利用工业废弃物作为掺合料也成为了一种研究热点,既可以充分利用资源,又可以改善混凝土的性能。
(3)混凝土的耐久性研究混凝土的耐久性是评价混凝土质量的重要指标之一。
在国内的混凝土应用技术研究中,耐久性研究一直是一个热门的主题。
通过分析混凝土的酸碱腐蚀、盐渍腐蚀、冻融循环等因素对混凝土耐久性的影响,可以为混凝土材料的研发和工程应用提供理论依据。
二、国际混凝土应用技术研究现状与国内相比,国际上对混凝土应用技术的研究更加深入和全面。
各个国家和地区在混凝土应用技术领域的研究中都取得了重要的成果。
(1)混凝土材料的研究国际上对混凝土材料的研究非常广泛。
除了传统的水泥基混凝土外,还涌现出了一系列新型混凝土材料,如高性能混凝土、自修复混凝土、纳米混凝土等。
全球混凝土行业现状
全球混凝土行业现状混凝土作为一种重要的建筑材料,在全球范围内扮演着不可忽视的角色。
本文将对全球混凝土行业的现状进行探讨,分析其发展趋势和面临的挑战。
一、全球混凝土行业的规模混凝土行业是全球建筑行业的基础,其规模庞大。
根据国际市场研究公司的报告,2019年全球混凝土产量达到了41.4亿立方米,其中亚洲地区占据了最大的市场份额,其次是北美和欧洲。
二、全球混凝土行业的发展趋势1. 可持续发展:全球对环境保护意识的提高,推动了混凝土行业向可持续发展方向转变。
越来越多的混凝土企业开始采用环保型原材料,研发低碳混凝土,减少能源消耗和CO2排放。
2. 技术创新:新兴技术的应用为混凝土行业带来了许多机遇。
例如,数字化设计和建造技术改善了施工效率,预制混凝土技术降低了成本,并提高了产品的质量和一致性。
3. 市场需求增长:全球城市化进程的加速,以及新兴经济体对基础设施建设的需求增加,为混凝土行业带来了巨大的市场机遇。
同时,人们对建筑质量和安全性的要求也在不断提高,推动了该行业的发展。
三、全球混凝土行业面临的挑战1. 资源短缺:水泥是混凝土的主要组成部分之一,其生产对矿产资源和能源的需求巨大。
然而,水泥生产过程中的二氧化碳排放也是环境问题之一,寻找可替代水泥的材料成为当前研究的焦点。
2. 环境压力:混凝土行业是碳排放的主要源头之一,对环境造成了一定的压力。
减少CO2排放、降低水泥用量、提高建筑材料的回收利用率等成为行业亟需解决的问题。
3. 建筑垃圾处理:混凝土在建筑过程中产生了大量的废弃物,有效处理和回收利用建筑垃圾是一个关键问题。
相关部门需要出台政策和措施,推动建筑行业向可持续发展方向转变。
四、全球混凝土行业的发展前景尽管面临一些挑战,但全球混凝土行业仍然具有较高的发展潜力。
随着全球经济的增长和新兴市场的崛起,混凝土行业将继续蓬勃发展。
同时,技术创新和环境意识的提高也将推动行业向更加可持续的方向发展。
总结起来,全球混凝土行业规模庞大,发展态势积极。
混凝土研究的现状及发展趋势
混凝土研究的现状及发展趋势【混凝土研究的现状及发展趋势】在建筑领域中,混凝土作为最常用的建筑材料之一,其重要性不言而喻。
混凝土的研究与发展一直是该领域的热点,目的是提高混凝土的性能和可持续性。
本文将从多个方面探讨混凝土研究的现状及其发展趋势,以期帮助读者更全面、深入地理解这个议题。
一、基础知识回顾1.1 混凝土的定义和组成混凝土是一种由水泥、骨料、粉状材料和适量混合水调制而成的复合材料。
水泥起到胶结作用,骨料提供强度和稳定性,粉状材料增加流动性,水则起到反应和流动的介质作用。
1.2 混凝土常见性能及其测试方法混凝土的常见性能包括抗压强度、抗拉强度、抗渗透性、耐久性等。
这些性能可以通过相应的测试方法进行评估,例如压缩试验、拉伸试验、渗透试验等。
二、现状分析2.1 混凝土性能的提高近年来,随着科技的进步,混凝土性能得到了显著提高。
新型添加剂的研发和应用使得混凝土的流动性、强度和耐久性均有所突破。
纳米技术的引入也为混凝土的改良提供了新思路,例如使用纳米材料改善混凝土的强度和耐久性。
2.2 混凝土可持续性的关注随着环境保护意识的增强,混凝土的可持续性成为了研究的重点之一。
在现代社会,减少CO2排放、回收利用和降低资源消耗是可持续发展的关键。
研究者开始探索使用替代骨料、废弃物混凝土和高渣配比混凝土等方法来提高混凝土的可持续性。
2.3 数字化技术的应用随着数字化技术的飞速发展,其在混凝土研究中的应用也越来越广泛。
通过结合人工智能、大数据分析和传感器技术,可以对混凝土的性能进行实时、精确的监测和控制。
虚拟现实和增强现实技术也可以为混凝土的设计和施工提供便利。
三、发展趋势展望3.1 Green Concrete的兴起Green Concrete,即绿色混凝土,是指在制造和使用过程中对环境和人类健康影响较小的混凝土。
未来,随着环境法规的趋严和企业社会责任的增加,绿色混凝土的需求将逐渐增加。
3.2 自修复混凝土的研究与应用自修复混凝土是指具有自愈能力的材料,可以自动修复裂缝和缺陷。
高性能混凝土的力学性能研究与发展趋势探讨
高性能混凝土的力学性能研究与发展趋势探讨引言:高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)是一种在力学性能方面具有卓越表现的建筑材料。
它以其高强度、高耐久性和优异的抗裂性能而备受关注。
本文将探讨高性能混凝土的力学性能研究现状,并展望其未来的发展趋势。
一、高性能混凝土的力学性能研究现状1. 抗压强度高性能混凝土的抗压强度是其最重要的力学性能之一。
目前,研究者通过调整水胶比、选用高强度水泥和细度模数适当的骨料等方法来提高高性能混凝土的抗压强度。
同时,利用化学外加剂和矿物掺合料等技术手段,也能有效提高混凝土的强度。
2. 抗拉强度高性能混凝土的抗拉强度是其在抗震、抗风等方面的重要指标。
研究者通过添加纤维材料,如钢纤维、聚丙烯纤维等,可以显著提高高性能混凝土的抗拉强度。
此外,采用预应力技术和纤维增强技术也能有效提高混凝土的抗拉性能。
3. 抗冻性能高性能混凝土的抗冻性能是其在寒冷地区应用的重要性能之一。
研究者通过控制混凝土的气孔结构、采用低温混凝土和添加抗冻剂等方法,提高了高性能混凝土的抗冻性能。
4. 抗裂性能高性能混凝土的抗裂性能是其在长期使用过程中的重要指标。
研究者通过控制混凝土的配合比、添加缓凝剂和粘结剂等方法,改善了高性能混凝土的抗裂性能。
此外,采用纤维增强技术也能有效提高混凝土的抗裂性能。
二、高性能混凝土的发展趋势1. 多功能性未来高性能混凝土将朝着多功能性的方向发展。
除了具备传统混凝土的力学性能外,高性能混凝土还将具备自愈合性能、防辐射性能等新功能,以满足不同工程的需求。
2. 绿色环保未来高性能混凝土将更加注重绿色环保。
研究者将进一步减少水泥的使用量,加大对矿渣、粉煤灰等矿物掺合料的应用,以降低混凝土的碳排放量。
3. 智能化未来高性能混凝土将朝着智能化方向发展。
通过添加传感器、纳米材料等,实现对混凝土的实时监测和控制,提高混凝土的安全性和可靠性。
4. 高性能混凝土与新材料的结合未来高性能混凝土将与新材料的结合更加紧密。
抗冲耐磨混凝土国内研究的现状
抗冲耐磨混凝土国内研究的现状混凝土是现代水工建筑物应用最广的建筑材料。
由于常用的水工建筑物存在脆性大、易开裂和抗冲耐磨性能差的问题,因此,世界各国对混凝土的高性能化开展了广泛的研究,提高水工混凝土的高性能已成为混凝土发展的总趋势。
水工混凝土的高性能化,就是要求混凝土除满足结构要求的强度外,还应具备较高的抗渗性,抗冻性和抗裂性等。
我国于20世纪60年代后期开始在实际工程中试验及应用特种混凝土作为抗冲磨、抗空蚀修补材料或护面材料。
例如,石棉水电站冲砂闸闸室底板、护坦等受到推移质(一般粒径20~30cm,最大超过1m)的冲击和磨损,造成严重破坏。
1968年曾用环氧混凝土、吠喃混凝土修补(厚15cm),经1969年一个汛期,吠喃混凝土磨损严重,环氧混凝土磨损严重,又经1970年、1973年两次洪水,吠喃混凝土、环氧混凝土均相继被冲走。
1977年曾试验使用钢纤维混凝土、高强混凝土修补,经4个汛期,发现磨损严重,磨损深度约12cm,钢筋网被磨掉。
1979年曾用高强混凝土修补,经两个汛期,发现磨损严重。
在渔子溪水电站拦河闸护坦曾使用吠喃混凝土(厚20cm),经2个汛期就被冲磨穿透,石泉水电站泄流中孔消力库1979年汛后发现库底有两个大冲坑(面积各约20m2,深达30~40cm),采用环氧混凝土填坑后表面抹环氧砂浆,效果较好。
1979年葛洲坝水利枢纽工程采用聚合物浸渍技术,强化二江水电站泄水闸等过流建筑物的重要部位混凝土表面,并对坝面的微细裂缝进行聚合物浸渍修补,经1981年一年运行,由于大量流沙、推移质卵石过闸,对泄水闸过流面,尤其是底面混凝土产生一定的磨损,1982年在二江水电站泄水闸首次修复中使用了高效能减水剂一级配混凝土填补闸室底板冲磨深度大于3cm的部位,并布设插筋和钢筋网,还使用了钢纤维高强混凝土修补。
三门峡水电站泄流排砂底孔由于大量泥沙排泄,混凝土表面出现了严重的磨蚀破坏,1973年在3号底孔使用高强水泥砂浆、铸石、环氧砂浆等多种抗磨材料进行试验,以后各底孔除2号孔因闸门漏水严重,无法施工而未采取抗磨措施外,均铺砌了铸石抗磨层,1980年汛后检查发现各底孔底板又遭到严重冲蚀破坏,1983年在4号孔进行了高强混凝土、钢纤维混凝土和高强砂浆的多种材料试验。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
混凝土耐久性研究现状一、概述水泥混凝土以其原材料易得、易浇注成型、适应性强、性价比高、 综合能耗低等优点而成为当今世界上应最广泛、用量最大的建筑材料尽管现代材料科学异 , 但仍 然没有科学家能预言可替代水泥混凝土的建筑材料新品种。
从2030 — 40 年代开始 ,西 方国家出于战后重建、 工业化、 城市化以及能源开发的需要, 用混凝土修建了大量设 施,混凝土用量持续增长。
之后,发展中国家经济的强劲增长进一了混凝土用量的迅 [1] 猛增长 然而从混凝土运用到实际工程的这 100 多年里,许多混凝土结构并无法达到预估 的服役年限, 很多提前就已经失效了。
这其中有些是由于设计抗力能力不, 有的是由 于使用荷载连续不利变化造成的, 但更多的是由于结构的耐久性不足而造成的。
特别是沿海 及近海地区的混凝土结构, 由于海洋中盐类对混凝土的腐蚀, 尤其是对钢筋的锈蚀而造成结 构的提早损坏, 从而丧失了耐久性 早期损坏结构需要花费大量的人力物力进行维, 甚至会造成有关安全性的重大问题。
据国内外记载的资, 因为混凝土耐久性不足而造 成的经济损失是在混凝土所有破坏中占比最大的, 远超过了人 国外学者曾用 “五倍定律” 形象地描述了混凝土结构耐久性设计的重要性, 即设计阶段对钢方面节 省 1 美元, 那么就意味着发现钢筋锈蚀时, 采取措施将追加维修费 5 美元。
混凝土表面顺筋 开裂时采取措施将追加维修费 25 美元,严重破坏时采取措施将追加维修费 125 美元。
所以 对于土木工程研究者来说,混凝土的耐久性研究应是重中之重。
二、国内外研究现状 混凝土的耐久性贯穿混凝土结构设计、 材、 施工和运行管理的全过程。
研究混凝 土的耐久性不能脱离结构型式、应力状态、件 (包括大环境和局部环境 )。
根据研究对 象可分为材料层次、 构件层次和结构层次。
材料层次的研究重点是劣化机理、 防劣化技术措 施、评定标准和劣化别等 ;结构 (构件 )层次的研究更注重劣化对结构 (构件 )层次承载力 和安全性的影响评价 (健康诊断 )、极限状 态判断、使用寿命预测修复补救措施等。
根据造成混凝土劣化的主导因素和机理 , 混凝土耐久性问题研究主要集中4个方 面: (1)钢筋锈蚀 :氯盐腐蚀 (海洋及近海环境、除冰盐环境、盐湖环境及层中性化 (碳化、大气污染及酸雨、质 ), 杂腐蚀 ; (2)冻融作用 :淡水冻融 ,盐水冻融 (海水、盐湖等 ), 盐冻 (除冰盐 ); (3)环境水和盐类侵蚀 :硫酸盐盐 )侵蚀 , 溶出性侵蚀 (渗透溶蚀、碳酸侵蚀 ), 土壤腐 蚀(中碱性土 酸性土、 内陆盐土、 海滨盐土 ),腐蚀 (海洋及近海、 盐湖 ), 泛酸性侵蚀 (pH ≤4 的环境水、污水 ); [2] (4)碱骨料反应 :碱硅酸反应 , 碱碳酸反应。
对此国内外的学者主要从混凝土的抗渗透性,抗腐蚀性和抗冻性凝土的耐久性研究。
如在抗冻方面 1945 年 , P o w e r s 水:冰首先在混凝土的表面上形成, 把试件内部封闭起来由于结冰膨胀所造成的压力 迫使水分向内进入饱和度较小的区域混凝土渗透随着冷却速度的加快 ,水饱和度的提高和气将会增高, 当水压超过了混凝土抗拉极限强度气温上升结冰融解之后又发生冻结。
这种反复出现的冻融交替具有累积的作用,使混凝土的裂缝扩张,表面剥落直至完全瓦解[3] ,之后Powers 又与Helmuth 一起提出了渗透压假说:渗透压理论含有未冻水的孔与含冰和离子溶液的大孔之间的渗透压毛细孔与凝胶孔内溶液之间的浓度差会引起凝胶孔向毛细孔中的扩散,从而形成了渗透压趋于平衡使孔壁的压力增加。
即使水中没有离子溶解,水分子从小孔到含冰孔扩散时也有类似渗透压作用。
1975 年 ,[4] Fagerlund 提出了混凝土抗冻性的临界水饱和度理论,很好地解释了混凝土的冻融破坏现象Setzer 的微冰晶透镜模型理论指出,冻融作用主要是一个饱和作用发生的过程,只有混凝土达到一定的饱和程度,内部破坏才有可能发生。
[5] 这些假说的提出对研究混凝土材料领域起着至关重要的作用,引领着后来的学者在混凝土抗冻领域进行深入研究。
目前有关混凝土冻融的研究工作主要有混凝土冻融破坏机理的进一步深入探讨、提高混凝土抗冻性的措施和冻融耐久性劣化预测模型等方面。
到目前为止,混凝土的受冻破坏机理还不是完全清楚,它可以是由于静水压或者是渗透压,或者是冻融过程中水分迁移的不连续性,混凝土内部的临界饱和度,或者微冰晶透镜的长大,或者上述一个或者几个作用机理的结。
一些学者在前人的基础上提出了一些新的理论如热弹性应力理论、低温腐蚀理论等。
对改善混凝土抗冻性的研究主要是从冻融破坏的机理出发,针对混凝土内部结构组成和外部环境条件对抗冻性的影响,提出了一些提高混凝土抗冻性的措施如:在表面刷涂有机硅涂料[6],降低混凝土水胶比提高强度和密实性, 掺加引气剂适当引气,降低饱水程度、释放[7]结冰水压力,选用低吸水率骨料成为提高和保证混凝土抗冻性。
在冻融耐久性劣化预测模型方面,试验室里,通常以试件的冻融循环次数或试件的动弹性模量或抗冻融耐久性指数为指标来评价混凝土的抗冻融性能。
同济大学建立了以抗冻融耐久性指数为抗冻融指标,以含气量与水灰比为材料特征参数的混凝土抗冻性数学模型[8] ,文献[8]还介绍了1996 年科威特学者 E.K.Attiogbe 提出的一种评估已建混凝土抗冻性的新方法,即混凝土样芯坐标作图法。
抗腐蚀性方面混凝土中钢筋的腐蚀是导致整个结构破坏的主要因素之一。
钢筋表面生成铁锈,体积增大约 2.5 倍,混凝土中的钢筋锈蚀到一定程度,由于钢筋产生的体积胀力足以使保护层混凝土开裂,给侵蚀性物质的进入提供了有利的条件,造成钢筋锈蚀的进一步加剧。
由上文可知钢筋腐蚀是由几个方面造成的,最主要的如氯盐腐蚀,硫酸盐腐蚀。
碳化作用。
硫酸盐腐蚀:1892 年,米哈埃利斯在受侵蚀的混凝土中发现被称之为“水泥杆菌”的针粒状晶体(实质上就是钙矾石),由此最早发现硫酸盐对混凝土的侵蚀作用[9] 在此基础上,国外学者对硫酸盐侵蚀的问题进行了很多研究,如1923 年的美国学者米勒从1923 年开始在含硫酸盐土壤中进行混凝土的腐蚀试验。
[10] 1925 年在密勒的领导下,美国开始在硫酸盐含量极高的土壤内进行长期试验。
联邦德国钢筋混凝土协会利用混凝土构筑物在自然条件下遭受沼泽水腐蚀进行了大量的试验。
Cornet 的研究实验表明由于SO42-的去钝化作用致使混凝土中的钢筋发生强烈腐蚀[11] 我国关于混凝土耐久性的腐蚀试验开展比较晚,始于20 世纪50年代。
1958 年,在国家科委领导下,在1959 年至1964 年期间,在全国各类土壤中建立了一批试验站,后在“七五”期间又在全国建立了18 个新的土壤腐蚀试验站,通过定期对试验站内埋设的混凝土进行检测,从而建立了科学、可靠的实测数据。
20 世纪60 年代南京水利科学研究院开始进行钢筋锈蚀的研究。
铁道科学研究院防腐蚀组结合我国西部硫酸盐腐蚀的环境条件,开展了室内长期浸泡、室外埋设试件的研究。
在后续的研究工作中,各学者均在国家规范的基础上,根据拟测试的目标制定了不同的试验方案以及相应的评定标准,并积累了丰富的文献资料。
国内学者刘晓敏的实验发现,在氯离子存在时,硫酸根具有缓蚀作用,[12]提高了钢筋表面钝化膜的抗腐蚀性能。
氯盐腐蚀:冬季撒除冰盐环境中的混凝土结构,会受到氯盐侵蚀对其耐久性造成的影响,而氯盐侵蚀又是引起钢筋锈蚀的首要因素。
氯盐对混凝土结构的劣化破坏,是在混凝土中钢筋表面的Cl-含量达到某一极限值以后,使钢筋表面的钝化膜破坏,产生坑蚀;在空气和水分的作用下,形成宏观电池,使金属铁变成铁锈,提及膨胀,混凝土保护层发生开裂破坏,使结构承载能力降低,并逐步劣化破坏。
研究氯盐侵蚀对混凝土的破坏必须要研究氯盐在混凝土中的扩散渗透性能,通常情况下氯离子在混凝土中的扩散渗透行为可用Fick 第二扩散定律来描述,并得到在一定初始条件和边界条件下的数学解。
马亚丽[13]分析了影响混凝土结果氯离子侵蚀寿命的因素的概率分布特征,提出了基于 F ick 第二定律的氯离子侵蚀耐久寿命的概率计算方法,根据耐久可靠理论,针对目前确定性参数方法预测结构寿命的不足,提出了基于规定可靠指标氯离子侵蚀耐久寿命预测方法。
金伟良等[14] 基于Fick 第一、第二扩散定律,提出了一种简单可靠的推算氯离子质量分数的方法,该方法考虑了混凝土对氯离子的线性固化,以及扩散系数在服役期间的变化。
直流电量法是氯离子渗透试验的代表,它也是AASHTO T277 和ASTM C1202 推荐的测[15]量混凝土渗透性的方法。
在此基础上,CTH 法也得到广泛应用[16]因此研究者们对于混凝土抗腐蚀性的研究,抗氯离子渗透也是重中之重。
宋玉普等对不同水灰比及掺加粉煤灰、硅灰的高性能混凝土氯离子扩散系数进行了试验研究,并对高性能混凝土海洋平台结构抗氯离子侵蚀寿命进行了预测和分析,实验表明在一定条件下,低水灰比和增加保护层厚度均可以提高混凝土结构抗氯离子侵蚀的耐久寿命,该结论为混凝土海洋平台的耐久性设计与评估提供了参考依据。
除此之外混凝土的碳化也是影响混凝土抗腐蚀性能的重要因素,混凝土碳化的原因是大气中的二氧化碳不断地向混凝土内部渗透,并与混凝土中的氢氧化钙反应,生成弱碱性的碳酸钙,故使混凝土碱性降低,当碳化层发张到钢筋表面,使钢筋表面的高碱环境(pH 为12.5~13.5)的pH 值下降,当pH 值下降到11.5 以下时,钝化膜开始不稳定,当pH 降到9[17]左右时,钢筋钝化膜就遭到完全破坏。
北京建筑工程学院通过试验研究和工程调查,提出混凝土碳化程度的测定原理及混凝土碳化方程式,并用酚酞试剂和X 射线测定混凝土碳化程度。
由于混凝土碳化速率与构件所处的环境及气候条件有关,邸小云[18] 提出了根据混凝土设计强度和混凝土配合比估算碳化速率系数的计算公式,另外,由于混凝土结构体的复杂性,加之环境条件的变化,所以引起混凝土碳化的因素有很多。
从混凝土的碳化机理看,由碳化引起的结构耐久性失效具有明显的模糊性,曹丹盈[19] 等用模糊数学方法对混凝土因碳化耐久性失效的概率作了初步分析。
学术界一直把混凝土碳化当作热点问题进行研究,总结出混凝土碳化的影响因素主要有以下几点:(1)水灰比。
李光宇、张海燕[20] 等对不同水灰比的混凝土进行28 天碳化试验得出结论当水泥用量保持不变时,用水量越少,碳化深度越低;用水量保持不变时,碳化深度与水泥用量成反比例关系;混凝土强度越高其抗碳化性能越好,温度越高碳化速度越快。
同济大学的杨建森,王培铭[21] 涌过研究在硫酸盐溶液中腐蚀过的混凝土试块的抗碳化性能总结出水灰比、孔隙率、粉煤灰掺量(0%~30%)这三个因素对碳化的影响是从大到小的。