高性能混凝土的研究与发展现状78166

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浅谈高性能混凝土的研究与发展

浅谈高性能混凝土的研究与发展

浅谈高性能混凝土的研究与发展摘要高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)是对传统混凝土技术的一大突破。

本文阐述了高性能混凝土的涵义与特性,并介绍了高性能混凝土的国内外的研究与应用现状,同时针对高性能混凝土研究与发展中的存在问题进行了探讨。

关键词高性能混凝土;特性;应用;存在问题0引言由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性,其被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,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,被各国学者所接受,它在大幅度提高常规混凝土性能的基础上,采用现代化混凝土技术,选用优质原材料,除水泥、集料外,必须掺加足够数量的活性细掺料和高性能外加剂的一种新型高技术混凝土。

因此,研究和开发高性能混凝土具有重要的意义。

1 高性能混凝土的特性高性能混凝土又被人们称为3高混凝土,即高耐久性、高工作性、高力学性能:1)高耐久性:高性能混凝土具有优异的抗掺和抗介质侵蚀能力。

且具有高弹模、低收缩、低涂变和低温度应变,硬化过程中体积稳定的特性,细观结构致密,不易产生宏观及微观裂缝,抗掺性能优良。

混凝土碳化、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀、碱-骨料反应、冻融破坏等几方面是对混凝土的耐久性的主要破坏。

2)高工作性:混凝土工作性的主要有良好的填充和抗离析能力的同时,还兼有反映混凝土拌合物在重力作用下的流动和变形能力。

高性能混凝土流动度高,可泵性好,自密实和免振捣等能力均优异。

3)高力学性能:由于高校减水剂和矿物超细粉的使用,从而减少水的用量,水灰比大大降低,改善水泥颗粒之间的空隙和界面结构,提高混凝土的力学性能。

混凝土的强度有抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、疲劳强度、粘结强度等。

4)经济和理性:从总体效益来讲,高性能混凝土其优异的性能使其具有了良好的经济型。

因为高性能混凝土有其较高的强度、良好的耐久性和工艺性,同时运用大量的工业废渣,副产品等,节约能源并且保护了环境。

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状一、高性能混凝土产生的背景和研究现状1.背景未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量,必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土的再生利用,未来的混凝土必须是高性能的,尤其是耐久的。

耐久和高强都意味着节约资源。

“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

2.研究现状及发展方向2.1绿色高性能混凝土水泥混凝土是当代最大宗的人造材料,对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大,与可持续发展的要求背道而驰。

绿色高性能混凝土研究和应用较多的是粉煤灰混凝土,粉煤灰混凝土与基准混凝土相比,大大提高了新拌混凝土的工作性能,明显降低混凝土硬化阶段的水化热,提高混凝土强度特别是后期强度。

而且,节约水泥,减少环境污染,成为绿色高性能混凝土的代表性材料。

2.2超高性能混凝土超高性能混凝土,如活性粉末混凝土(Reactive Powder con-crete,RPC),其特点是高强度,抗压强度高达300MPa,且具有高密实性,已在军事、核电站等特殊工程中成功应用。

二、高性能混凝土的性能研究和应用分析1.高性能混凝土的概念高性能混凝土是近20余年发展起来的一种新型混凝土。

欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会将HPC定义为水胶比低于0.40的混凝土;在日本,将高流态的自密实混凝土称为HPC;中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。

2.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:2.1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。

2.2工作性。

坍落度是评价混凝土工作性的主要指标,HPC的坍落度控制功能好,在振捣的过程中,高性能混凝土粘性大,粗骨料的下沉速度慢,在相同振动时间内,下沉距离短,稳定性和均匀性好。

高性能混凝土发展现状

高性能混凝土发展现状

高性能混凝土发展现状混凝土是一种由水泥、骨料、细集料和水等原料混合而成的建筑材料,广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程中。

高性能混凝土(High-Performance Concrete,简称HPC)是一种在强度、耐久性、硬化特性等方面具备突出优势的混凝土。

其发展始于20世纪80年代,至今已经取得了显著的进展。

首先,高性能混凝土在强度方面具有突出表现。

通过对原材料的精细选择和精确控制生产过程,可以使HPC的抗压强度远高于普通混凝土。

一些高性能混凝土的抗压强度甚至可以达到100MPa以上,相比之下普通混凝土的强度一般为20-40MPa。

这使得高性能混凝土在承载力要求较高的工程中得到了广泛应用。

其次,高性能混凝土在耐久性方面具备出色的性能。

由于其致密的内部结构以及优良的抗渗性能,高性能混凝土能够有效地阻止水分、氧气和二氧化碳等有害物质的渗透,从而提高混凝土的耐久性。

此外,HPC还具有较好的耐久性能,能够抵抗一些化学腐蚀和循环荷载的破坏,延长结构的使用寿命。

此外,高性能混凝土在施工性能上也有所提升。

由于高性能混凝土的流动性较好,可以在较小的压力下使混凝土充分流动,从而减少了施工过程中的振捣操作,提高了工作效率。

同时,高性能混凝土的早期强度发展较快,可以缩短结构的拆模时间,以及提高工程进度。

最后,高性能混凝土的应用不断拓展。

除了传统的建筑、桥梁、道路等工程中的应用,高性能混凝土还广泛用于核电站、港口码头、风力发电场等特殊工程中。

其优异的力学性能和耐久性能,使得高性能混凝土能够承担更复杂、更严苛的工程要求,为工程建设提供了更好的解决方案。

综上所述,高性能混凝土在强度、耐久性、施工性能等方面具备突出的特点和优势,并且不断拓展其应用领域。

随着科技的不断进步和对建筑材料性能要求的提高,相信高性能混凝土将会继续得到广泛的应用和发展。

高性能混凝土的应用研究与未来发展现状 毕业论文

高性能混凝土的应用研究与未来发展现状  毕业论文

毕业论文课题名称高性能混凝土的应用研究与未来发展现状专业建筑施工与管理姓名学号摘要随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去,日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。

在众多的土木工程建设中,混凝土的应用面之广,使用次数之多是很少见的。

尤其中近年来,一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中,那就是高性能混凝土。

高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 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。

本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果,并对其发展趋势作出展望。

随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。

关键词:高性能混凝土;耐久性;体积稳定性目录引言 (1)一、高性能混凝土产生的背景和研究现状 (2)(一)背景 (2)(二)研究现状及发展方向 (2)二、高性能混凝土的特点 (3)(一)高耐久性能 (3)(二)高工作性能 (3)(三)其它 (3)三、高性能混凝土的性能研究和应用分析 (4)(一)高性能混凝土的概念 (4)(二)高性能混凝土的质量及性能 (4)(三)高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (8)四、关于绿色高性能混凝土 (9)(一)研发绿色高性能混凝土的必要性 (9)(二)绿色高性能混凝土的可行性 (10)(三)绿色高性能混凝土的发展 (10)五、高性能混凝土的发展前景 (11)六、结论 (11)参考文献 (12)高性能混凝土的应用未来研究与发展前景从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。

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC)是20世纪80年代后期开始发展的一种新型材料,主要是为了解决传统混凝土的弱点和不足。

20世纪60年代,日本开始使用强度高、耐久性好的新型混凝土来进行修建,这就激发了世界各地在混凝土技术上的创新与发展。

随着科技不断进步,HPC的研究和应用也逐渐成熟起来。

HPC是指强度等级大于C60、耐久性好、抗渗抗裂性能优良、具有良好的可加工性、抗震性能等一系列优良性质的混凝土。

HPC的研究方向主要包括材料、配合比设计、加工技术、破坏模型和评估方法等方面。

HPC的应用范围非常广泛,可以用于各种建筑物、桥梁、隧道、地下工程、海洋工程等领域。

目前,国内外HPC研究的重点主要集中在以下几个方向:1.材料研究。

HPC的优良性能主要源于材料,因此材料研究是HPC研究的重要方向。

材料研究包括水泥、粉煤灰、矿渣粉、矿物掺合料等原材料的性能研究和改性研究。

同时也需要研究材料的颗粒形状、大小、密度等对混凝土性能的影响。

2.配合比设计。

HPC的配合比设计是十分关键的环节,合理的配合比才能保证HPC的性能优良。

目前,国内外研究者在HPC配合比设计上采用了多种方法,例如多元最优、响应面、遗传算法等。

3.加工技术。

HPC的加工技术包括了成型、养护、抗渗、抗裂等多个方面。

在成型中,为了减少混凝土表面的凸凹不平,采用了抹灰、打磨等多种方法;在养护中,需要对温度、湿度、养护时间等进行控制,以保证HPC的强度和耐久性;在抗渗、抗裂方面,也需要采取措施进行改善。

4.破坏模型和评估方法。

HPC的破坏模型研究和评估方法研究都是为了提高HPC的使用可靠性和安全性。

目前,国内外研究者在HPC破坏模型和评估方法上采用了多种数学模型和试验方法。

总之,HPC在工程领域的应用越来越广泛,其优越的性能已经得到了广泛的认可和应用。

随着科技的不断发展,HPC技术还将不断更新与改进,为工程建设提供更加优质高效的新型材料。

高性能混凝土的研究与发展

高性能混凝土的研究与发展

1高 性 能 混凝 土 的研 究现 状 与 热 点
久 性 ,配制 H C 方面作 了大 量 的研 究工作 。 实验 P
中 , 遍采 用 盐 冻剥 落 量 、 F值 、 普 D 氯离 子 扩散 深 度
长 期 以来 , 凝 土 一 直 被 认 为 是 坚 固 耐 久 的 材 混
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高性 能 混凝 土 的研 究 与发展
Th e e r h a d d v lp e t f h ih p r r n e c n r t e rs a c n e eo m n e hg e f ma c o c e e o t o
高 柯 孟云芳 ( 宁夏大 学土木 与水 利工 程学 院 , 宁夏 银 川 7 0 2 ) 5 0 1
摘 要 : 文 介 绍 了高性 能 混凝 土的 发 展 及 目前 国 内外 研 究 热 点 , 明 了 高性 能 混 凝 土 的 特征 与性 能 . 及 高 性 能 混 凝 土 本 阐 以 未来 的发 展 趋 势 关键词: 高性 能 混凝 土 : 征 : 特 发展
Ab ta t e a t l n r d c st e d v l p n f h ih p r r n e c n rt n h o s o ih i r sa c e n o s r c : r ce i to u e h e eo me to e h g e o ma c o c ee a d t e h t twh c s e e r h d i d — Th i t f p
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高性能混凝土研究报告与发展现状

高性能混凝土研究报告与发展现状

仅限学习使用个人资料整理高性能混凝土的研究与发展现状言引从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。

混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料,其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能,因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果,是混凝土的发展方向。

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,被认为是今后混凝土技术的发展方向。

一、高性能混凝土产生的背景和研究现状<一)背景当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的发展对混凝土提出的更高的要求。

处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果。

原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。

这就要求混凝土不断提高以耐久性为重点的各项性能, 多使用天然材料及工业废渣保护环境, 走可持续发展的道路, 高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。

高性能混凝土的研究与发展现状

高性能混凝土的研究与发展现状

高性能混凝土的研究与发展现状作者:朱立伟来源:《科学与财富》2018年第22期一、高性能混凝土产生的背景和研究现状(一)背景随着大跨、高层、海洋、军事工程的发展对混凝土提出的更高的要求;处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失强度、甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果;原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。

这就要求混凝土不断提高以耐久性为重点的各项性能,多使用天然材料及工业废料保护环境,走可持续发展的道路,高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。

混凝土作为用量最大的人造材料,不得不考虑它的使用对生态环境的影响。

传统混凝土的原材料都来自然资源。

每用1t水泥,大概需要0.61t以上的洁净水,2.1t砂、3.1t以上的石子;每生产1t硅酸盐水泥约需1.6t石灰石和大量燃煤与电能,并排放1.2tCO2,而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。

尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比,生产混凝土所消耗能源和造成的污染相对较小或小得多,混凝土本身也是一种洁净材料,但由于它的用量庞大,过度开采矿石和砂、石料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。

有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。

另一方面,由于混凝土过早劣化,如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。

因此,未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量,必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土的再生利用,未来的混凝土必须是高性能的,尤其是耐久的。

耐久和高强都意味着节约资源。

“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

(二)研究现状及发展方向进入20世纪90后代以后,混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中的研究重点。

相对不同环境类别的侵蚀作用,提出材料性能劣化的理论和经验模式,并据此估算结构的使用寿命,成为发展和研究耐久性设计方法的主流。

目前,高性能混凝土的发展有以下几个大方向:(1)绿色高性能混凝土混凝土是当代最大宗的人造材料,对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大,与可持续发展的要求背道而驰。

高性能混凝土的现状与发展

高性能混凝土的现状与发展

高性能混凝土的现状与发展随着建筑业的不断发展,对于建筑材料的要求也越来越高。

在建筑材料中,混凝土是一种被广泛使用的材料,它在基础设施、建筑物和其他建筑工程中扮演着至关重要的角色。

近年来,高性能混凝土的应用越来越广泛,本文将从以下两个方面探讨高性能混凝土的现状与发展。

高性能混凝土的现状定义与分类高性能混凝土是指在正常工作条件下,相对于普通混凝土而言,具有更好的工作性能和耐久性能的混凝土。

高性能混凝土根据其组成成分的不同,可以分为以下三种:•硅酸盐型高性能混凝土:以粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和材料代替部分水泥,以提高混凝土工作性能和抗裂性能;•纤维增强高性能混凝土:在混凝土中加入一定比例的钢纤维或合成纤维,以提高混凝土的拉强性能和抗震性能;•微型膨胀高性能混凝土:利用微型膨胀剂控制混凝土开裂,以提高混凝土的耐久性能和抗风化性能。

特点与应用高性能混凝土相较于普通混凝土,具有一定的特点和优势。

高性能混凝土的特点如下:•强度高:高性能混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度较普通混凝土要高;•耐久性好:高性能混凝土的抗渗透性、抗冻融性和耐久性能较好;•工作性能好:高性能混凝土的可塑性和流动性好,可加工性、施工性和抗裂性较好。

高性能混凝土具有许多优点,因此在某些领域得到了广泛的应用。

高性能混凝土的应用领域包括:•高层建筑:高性能混凝土在高层建筑中应用广泛,它的强度高、耐久性好,可以满足高楼强度大、耐久性要求高的需求;•路桥工程:高性能混凝土作为桥梁、隧道等重要路桥工程的主要材料之一,其优越的性能保证了路桥的安全性与耐久性;•造船工业:高性能混凝土在造船工业中应用广泛,它具有轻量化、高强度的特点,可以提高船体结构的承载能力和韧性。

高性能混凝土的发展随着科技的发展和人们对建筑材料要求的不断提高,高性能混凝土也在不断发展。

高性能混凝土的发展主要表现在以下三个方面:优化材料组成高性能混凝土的组成成分对其性能有很大影响。

目前,优化材料组成已成为高性能混凝土发展的重要方向,优化的方法主要有以下几种:•新型掺合料:矿渣粉、粉煤灰、纤维等新型掺合料增加混凝土的力学性能、耐久性能和抗裂性能;•增强剂:超塑化剂和减水剂可以提高混凝土的流动性和可塑性;•水泥:采用高强度水泥可以提高混凝土的强度和耐久性。

高性能混凝土的研究与开发

高性能混凝土的研究与开发

高性能混凝土的研究与开发作为建筑材料中的重要一员,混凝土被广泛应用于各种建筑工程中,如道路、桥梁、建筑物等。

在不断进步的现代社会中,混凝土的性能要求也越来越高。

而高性能混凝土就是在普通混凝土的基础上,通过优化材料选用、控制配合比、加强养护等手段,使得混凝土具有更高的强度和耐久性。

本文将探讨高性能混凝土的研究与开发现状、优点及未来发展趋势。

一、现状1.研究成果为了满足不断增长的建筑需求,高性能混凝土研究在全球范围内都得到了广泛的发展。

许多国家和地区都有自己的高性能混凝土研究项目,如美国的“Super Concrete Program”、法国的“BHS”、德国的“Ultra High Performance Concrete”等。

这些研究成果不仅优化了混凝土组成、减少了混凝土空隙率,还使得混凝土具有了更多的特殊性能,如高耐久性、高抗渗性、高抗风化性等等。

2.应用领域高性能混凝土在国际上有广泛的应用领域,如道路建设、桥梁建设、高层建筑、核电站、航空航天设施等。

在各个领域中,高性能混凝土都得到了迅速的应用推广,并成为了替代传统混凝土的重要建材。

二、优点1.高强度高性能混凝土的优势之一便是其强度,其强度一般可以达到400至1500MPa,而传统混凝土的强度最高仅为80MPa左右。

因此,高性能混凝土在需要承载大量的重量时表现更优异。

2.高耐久性高性能混凝土通过优化材料的组成、控制配合比等手段,使得混凝土中的气孔被最大限度地减少,从而使得其更为坚固、不易受损。

而其在吸水性、侵蚀性等方面的表现也远好于普通混凝土,进一步提高了混凝土的安全性和使用寿命。

3.高可塑性高性能混凝土的可塑性更高,能够更好的适应各种建筑需要,且更为美观。

由于其中的细粒料和硅酸盐粉已经过筛选和分类,混凝土中的颗粒分布匀称,使得混凝土的表面更平滑、无任何裂缝、出现保持效果。

三、未来发展趋势1.多组分混凝土传统高性能混凝土主要由水泥、砂子、骨料等组分组成,而在未来的研究中,多组分混凝土将得到重视。

高性能混凝土发展现状及展望

高性能混凝土发展现状及展望

高性能混凝土发展现状及展望水泥混凝土是近现代最广泛使用的建筑材料,也是当前最大宗的人造材料。

进入20世纪以来,以混凝土为建筑材料的工程结构物得到飞速发展,与其他建筑材料相比,混凝土以其良好的综合性能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路和城市运输系统等现代化标志的首选材料。

据不完全统计,当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米,而且在21世纪将继续稳定增长。

水泥混凝土从问世以来,经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程,似乎人们总是乐于追求强度的不断提高。

但是近四五十年以来,混凝土结构物因材质劣化造成过早失效以至破坏崩塌的事故在国内外都屡见不鲜,并有愈演愈烈之势。

这些混凝土工程的过早破坏,其原因不是由于强度不足,而是由于混凝土耐久性不良。

例如,在日本海沿岸,许多港湾建筑、桥梁等,建成后不到10年的时间,混凝土表面即出现开裂、剥落,钢筋锈蚀外露。

美国国家材料顾问委员会1987年提交的报告报道,约有253万座混凝土桥面板出现不同程度的破坏(其中部分仅使用不到20年),而且每年还将增加35万座;同年Litvan和Bickley发表了对加拿大停车场的检测报告,他们发现大量停车场在远比预计的服务寿命要早得多就出现破坏。

美国1991年在提交国会的报告《国家公路和桥梁现状》中指出,美国当时的全部混凝土工程价值约6万亿美元,而每年用于维修的费用高达300亿美元;南非1981年用于拆换桥梁、挡土墙、墩柱、路面、路缘、蓄水坝、系桩柱、防波堤、电杆基础等的经费就超过2700万英镑,这些结构物多是在建成后3~10年内就发现开裂破坏。

英格兰岛中部环形线的21km快车道,11座混凝土高架桥的建造费是2800万英镑(1972年),因冬季撒盐化冰雪,两年后就发现钢筋锈蚀将混凝土顺筋胀裂,到1989年的15年间,修补费高达4500万英镑(即为造价的16倍),估计以后15年(到2004年)还要耗费12亿英镑(累计接近造价的6倍)!日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元以上,日本引以自豪的“新干线”使用不到10年就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状

摘要随着我国改革开放和现代化进程的加快,我国的建设规模正日益增大,如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去,日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。

在众多的土木工程建设中,混凝土的应用面之广,使用次数之多是很少见的。

尤其中近年来,一种较新的混凝土技术正在快速发展并且运用到许多实际工程项目中,那就是高性能混凝土。

高性能混凝土(High Performance Concrete,HPC) 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。

本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状,阐明了高性能混凝土的特性,列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果,并对其发展趋势作出展望。

随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展,HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。

关键词:高性能混凝土;耐久性;体积稳定性目录引言 (1)1 高性能混凝土产生的背景和研究现状 (1)1.1 背景 (1)1.2 研究现状及发展方向 (2)2 高性能混凝土的性能研究和应用分析 (2)2.1 高性能混凝土的概念 (2)2.2 高性能混凝土的性能 (3)2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (3)3 高性能混凝土质量与施工控制 (4)3.1 高性能混凝土原材料及其选用 (4)3.2 配合比设计控制要点 (6)3.3 高性能混凝土的施工控制 (7)4 高性能混凝土的特点 (8)4.1 高耐久性能 (8)4.2 高工作性能 (8)4.3 其它 (8)5 绿色高性能混凝土 (9)5.1 研发绿色高性能混凝土的必要性 (9)5.2 绿色高性能混凝土的可行性 (9)5.3 绿色高性能混凝土的发展 (10)6 高性能混凝土的发展前景 (10)结论 (11)致谢词 (12)参考文献 (13)引言从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。

高性能混凝土发展现状及趋势分析

高性能混凝土发展现状及趋势分析

高性能混凝土发展现状及趋势分析混凝土是指由胶结料、颗粒状集料、水以及需要加入的化学外加剂和矿物掺合料按适当比例拌制而成的混合料,或经硬化后形成具有堆聚结构的复合材料,需要时掺入外加剂和矿物掺合料,按适当比例配合口。

在混凝土中砂石等骨料起骨架作用,水和胶凝材料形成的浆体起包裹骨料和填充骨料间隙的作用。

混凝土起源于古代,当时以粘土、石膏等为胶凝材料。

而混凝土被广泛应用则是自水泥的出现开始,原因是水泥比粘土、石膏等胶凝材料的强度高,耐久性好,节能且造价不高。

20世纪初,随着科技的发展,混凝土也得到了飞速的发展,在理论上,水灰比被提出,强度理论得到了深入的研究;在生产和应用上,研制出普通混凝土之外的其他混凝土,如轻集料混凝土等,同时随着对混凝土性能的改善研究,混凝土各种外加剂也开始陆续面世。

20世纪60年代,混凝土的发展随着减水剂的发展进入了一个新阶段,当时由于减水剂的应用越来越广泛,使得减水剂的应用研究水平得到了很大地提高。

日本首先研制成功高效减水剂,自此高分子材料开始慢慢地进入材料领域,随后又陆续成功研制了另外几种高效减水剂,这使得混凝土进人了一个新的发展时期,高强混凝土等开始被使用。

20世纪70年代,流态混凝土开始问世,这很大程度上改善了混凝土的泵送性能,提高了泵送高度,使混凝土的施工技术进入了一个新阶段。

到了20世纪90年代,随着新型超塑化剂口3地出现,混凝土进入了高性能混凝土时代。

目前对混凝土的研究就是处于高性能混凝土研究阶段。

由此可见,混凝土是随着土木工程地发展和科技地进步而发展起来的。

因此,在近代涌现出大批的超高建筑和跨海大桥等大型的建筑物,这些都是土木工程对混凝土的强度、耐久性、和易性等提出更高要求的结果。

目前,对混凝土的研究处于高性能混凝土研究阶段,高性能混凝土的发展进程如下口。

(1)第一阶段是工艺创新阶段,这一阶段的高性能混凝土其实是经过振动加压而成型的高强混凝土。

在还没有发明高效减水剂时期,工程技术人员制备高强混凝土的方法是降低混凝土水灰比,再使用机械给混凝土加压,把混凝土中多余的水分和空气挤出来,通过减少孔隙率来提高混凝土的强度。

高性能混凝土的研究与发展现状

高性能混凝土的研究与发展现状

高性能混凝土的研究与发展现状摘要:在当前我国大多数工程项目施工中,高性能混凝土由于有着较高的耐久性,而且其自身强度和稳定性都比较高,因此得到了广泛应用。

随着科学技术的不断进步,人们也将一些新型的生产工艺应用到其中,这就使得高性能混凝土的性能得到了进一步的优化,使其适用范围更加的广泛。

本文通过对现代高性能混凝土研究的相关内容进行介绍,讨论了我国高性能混凝土的发展现状,以供参考。

关键词:高性能混凝土;开发现状;发展1.高性能混凝土的定义与性高性能混凝土最核心内容是优异的耐久性,也就是说高性能混凝土首先应具备高耐久性,同时兼有良好的工作性和适宜的强度。

此处“适宜的强度”并非指高强度,而是指满足工程设计及使用要求的具有足够可靠度的强度,即高性能混凝土未必要求很高的强度指标。

高性能混凝土因其优异的综合性能必将逐步取代过去的普通混凝土,可以预想,21世纪将成为高性能混凝土的时代。

2.高性能混凝土研究的由来全世界每年混凝土用量达到90亿吨,规模之大、耗资之巨、应用之广,作为现代工程主要材料的地位依然不被撼动。

混凝土用于工程结构至今已有150多年历史了,纵观混凝土技术的发展进程,其发展主要遵循复合化、高强化、高性能化三大技术路线长期以来,人们过分注重于混凝土的力学性能,主要集中在提高混凝土的强度上,以抗压强度的比例关系来代表其性能的优劣,而对影响混凝土耐久性则重视不够,从而导致了许多工程结构的开裂,甚至崩塌。

3.高性能混凝土原材料及其选用3.1水泥在高性能混凝土浇筑施工的过程中,水泥是主要的材料之一。

通常情况下,我们都是采用的普通硅酸盐水泥,来对其进行相应的施工处理,并且根据工程施工的实际情况,来对混凝土的水泥使用量进行有效的控制,以避免在高性能混凝土施工中,水化热量过大,而导致整个混凝土结构的强度受到严重破坏。

3.2骨料在混凝土工程施工中,所采用的骨料有细集料和粗集料之分。

其中细集料由于自身的质地比较坚硬,符合普通混凝土施工的相关要求。

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状

高性能混凝土产生的背景和研究现状LT引言从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。

混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料,其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能,因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果,是混凝土的发展方向。

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,被认为是今后混凝土技术的发展方向。

1 高性能混凝土产生的背景和研究现状1.1 背景当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的发展对混凝土提出的更高的要求;处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果;原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。

这就要求混凝土不断提高以耐久性为重点的各项性能, 多使用天然材料及工业废渣保护环境, 走可持续发展的道路, 高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。

高性能混凝土研究及发展现状

高性能混凝土研究及发展现状

高性能混凝土研究及发展现状摘要:随着社会的发展和科技的进步,混凝土技术已经取得了长足的发展,但是,从原料来源上看,混凝土的来源依然是单纯的依靠天然资源;从性能上看,其仍是单纯的依赖于增加水凝用量,其传统的指导思想仍然没有改进。

因此,虽说混凝土技术较以前有了很大的改进,但是其综合性能仍需要不断的加强。

基于这种情况,笔者将浅谈高性能混凝土的研究及其发展的现状,以飨读者。

关键词:高性能混凝土;研究;发展;现状随着社会的进步和时代的发展,混凝土越来越多的被应用于跨海大桥、高层建筑、高速公路、海底隧道以及大型的堤坝等混凝土结构物的建设中去。

由于环境和受力等特点,对混凝土材料从强度到耐久性等方面都提出了较高的要求;混凝土受环境侵蚀和老化等问题严重;以及混凝土使用所带来的一系列的环境问题也是逐渐的暴露。

因而,高性能混凝土技术就越来越受到国内外专家的关注了,其已经成为现如今的一个研究热点领域。

下面着重介绍一下高性能混凝土的研究及其发展现状。

1、高性能混凝土的概念高性能混凝土的概念在不同的国家以及不同的工程界有着不同的定义,但其主要的共通点是体积稳定性和耐久性,而具有高强度的耐久性是高性能混凝土的主要的技术。

简单地讲就是:高性能混凝土是一种具有强度高、耐久性高、工作性高等各个方面性能较强的混凝土。

在各个学派的定义中,我国的吴中伟院士所下的定义更为的深远,他不仅指出了高性能混凝土的定义,还指出了当代社会混凝土的发展方向,即充分考虑高性能混凝土与环境、生态保护以及可持续发展之间的关系,更多的考虑绿色成分,是混凝土在某种程度上成为真正的高性能绿色混凝土。

2、高性能混凝土的研究与应用2、1高性能混凝土在国外的研究在1986年到1993年期间,法国开展了“混凝土新方法”研究课题,建立了示范工程。

在1996年,法国又开展了“高性能混凝土2000”的国家研究课题并投入了550万美元的科研经费。

此后挪威持续的对其进行了资助。

在美国,其1994年提出使用高性能混凝土,并在10年内投资2亿美元用于混凝土技术的研究和开发。

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

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。

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高性能混凝土地研究与发展现状摘要:阐述了高性能混凝土产生地背景和国内外学者对高性能混凝土地认识与定义,并详细介绍了高性能混凝土地国内外地研究与发展现状,同时,还针对高性能混凝土研究与发展中地一些问题进行了探讨.关键词:高性能混凝土;定义;耐久性;存在问题高性能混凝土(,)是世纪年代末年代初,一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出地一种全新概念地混凝土,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年以上地使用寿命.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地混凝土,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地优越性,在工程安全使用期、经济合理性、环境条件地适应性等方面产生了明显地效益,因此被各国学者所接受,被认为是今后混凝土技术地发展方向.高性能混凝土产生地背景传统地混凝土虽然已有近年地历史,也经历了几次大地飞跃,但今天却面临着前所未有地严峻挑战:()随着现代科学技术和生产地发展,各种超长、超高、超大型混凝土构筑物,以及在严酷环境下使用地重大混凝土结构,如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等地建造需要在不断增加.这些混凝土工程施工难度大,使用环境恶劣、维修困难,因此要求混凝土不但施工性能要好,尽量在浇筑时不产生缺陷,更要耐久性好,使用寿命长.()进入世纪年代以来,不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构,特别是早年修建地桥梁等基础设施老化问题,需要投入巨资进行维修或更新.年美国国家材料咨询局地一份政府报告指出:在美国当时地.万座桥梁中,大约有.万座处于不同程度地破坏状态,有地使用期不到年,而且受损地桥梁每年还增加.万座.年在提交美国国会地报告“国家公路和桥梁现状”中指出,为修复或更换现存有缺陷桥梁地费用需投资亿美元;如拖延修复进程,费用将增至亿美元.美国现存地全部混凝土工程地价值约万亿美元,每年用于维修地费用高达亿美元.在加拿大,为修复劣化损坏地全部基础设施工程估计要耗费亿美元.在英国,调查统计了个工程劣化破坏实例,其中碳化锈蚀占%,环境氯盐锈蚀占%,内部氯盐锈蚀占%,混凝土冻蚀%,混凝土磨蚀%,混凝土碱—骨料反应破坏%,硫酸盐化学腐蚀%,其他各种不常发生地腐蚀破坏%.我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重.建设部于世纪年代组织了对国内混凝土结构地调查,发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用~年后即需大修,处于有害介质中地建筑物使用寿命仅~年,民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好,一般可维持年.相对于房屋建筑来说,处于露天环境下地桥梁耐久性与病害状况更为严重.据年全国公路普查,到年底我国已有各式公路桥梁座,公路危桥座,每年实际需要维修费用亿元,而实际到位仅亿元.港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境,氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀,导致构件开裂、腐蚀情况最为严重.年交通部四航局等单位对华南地区座码头调查地结果,有%以上均发生严重或较严重地钢筋锈蚀破坏,出现破坏地时间有地距建成仅—年.()混凝土作为用量最大地人造材料,不能不考虑它地使用对生态环境地影响.传统混凝土地原材料都来自天然资源.每用水泥,大概需要.以上地洁净水,砂、以上地石子;每生产硅酸盐水泥约需.石灰石和大量燃煤与电能,并排放,而大气中浓度增加是造成地球温室效应地原因之一.尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比,生产?昆凝土所消耗地能源和造成地污染相对较小或小得多,混凝土本身也是一种洁净材料,但由于它地用量庞大,过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观.有些大城市现已难以获得质量合格地砂石.另一方面,由于混凝土过早劣化,如何处置费旧工程拆除后地混凝土垃圾也给环境带来威胁.因此,未来地混凝土必须从根本上减少水泥用量,必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料;必须充分考虑废弃混凝土地再生利用,未来地混凝土必须是高性能地,尤其是耐久地.耐久和高强都意味着节约资源.“高性能混凝土”正是在这种背景下产生地.高性能混凝土地定义与性能对高性能混凝土地定义或含义,国际上迄今为止尚没有一个统一地理解,各个国家不同人群有不同地理解.一般说来,高性能混凝土是指高强、高耐久性、高工作性.一些美国学者更强调高强度和尺寸稳定性(北美型),欧洲学者更注重耐久性(欧,洲型),而日本学者偏重于高工作性(日本型),这可能由于日本更重视混凝土振捣工艺对工人听力地不利作用,而推广不需振捣地自密实混凝土.在我国,对高性能混凝土地含义也有争论,冯乃谦在其年出版地《高性能混凝土》著作中开宗明义地指出了:高性能混凝土必须是高强地,因为一般情况下高强对耐久性有利,同时他认为高性能混凝土发展地物质基础是现在有了好地掺合料和减水剂,因此高性能混凝土必须掺掺合料.冯乃谦地这些观点代表了当时我国大多数混凝土学者对高性能混凝土地认识.吴中伟针对当时科研界过度追求高强度地趋向,及时提出“有人认为高强度必须高耐久性,这是不全面地,因为高强混凝土会带来不利于耐久性地因素……”.高性能混凝土还应包括中等强度混凝土,如混凝土.吴中伟高度重视耐久性,并早在年就提出高强未必一定高耐久,低强也不一定就不耐久地观点是非常有前瞻性地,而且今天他地这个观点也是正确地.年月由美国国家标准与技术研究所()与美国?昆凝土协会()主办了第一届高性能混凝土地讨论会,定义高性能混凝土为具有所需,陛能要求地匀质混凝土,必须采用严格地施工工艺,采用优质材料配制地,便于浇捣,不离析,力学性能稳定,早期强度高,具有韧性和体积稳定性等性能地耐久地混凝土.大多数承认单纯高强不一定耐久,而提出高性能则希望既高强又耐久.可能是由于发现强调高强后地弊端,年美国又发表了一个定义为:“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求地混凝土,如果采用传统地原材料组分和一般地拌和、浇筑与养护方法,未必总能大量地生产出这种混凝土.”对该定义所作地解释是:“当混凝土地某些特性是为某一特定地用途和环境而制定时,这就是高性能混凝土.例如下面所举地这些特性对某一用途来说可能是非常关键地:易于浇筑,振捣时不离析,早强,长期地力学性能,抗渗性,密实性,水化热,韧性,体积稳定性,恶劣环境下地较长寿命.因为高性能混凝土地许多特性是相互联系地,改变其中之一常会使其它地特性发生变化,当混凝土为某一用途生产而必须考虑若干特性时,则每一个特性都必须清楚地规定在合同文件中”.年定义与年、定义地区别是:前者把早强列入“特殊性能组合”可选性能之一,而不作为必要地规定而强调.而欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会则将高性能混凝土定义为水胶比低于.地混凝土小在日本,将高流态地自密实混凝土(即免振混凝土)称为高性能混凝土,‘强度一般为—,混凝土中除水泥外,还有矿渣粉、粉煤灰及膨胀剂.也有一些部门根据其专业地特点对高性能混凝土提出具体地要求,如年美国联邦公路管理局()将高性能混凝土分成级,每级在与强度和耐久性有关地个参数上都规定了定量地指标.美国战略公路研究计划()提出高性能混凝土用于公路工程应满足:()水胶比≤.;()次冻融循环,相对动弹模≥侣%;()抗压强度≥.,或≥.,或≥..该定义偏重于早强,定义了一个特定地高性能混凝土,缺乏普遍适用性.用于桥梁尤其是大跨度桥梁地高性能混凝土应满足:()水胶比≤.;()强度≥.;()徐变率低.我国著名地混凝土科学家吴中伟教授定义高性能混凝土为一种新型高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能地基础上采用现代混凝土技术制作地混凝土,它以耐久性作为设计地主要指标,针对不同用途要求,对下列性能有重点地予以保证;耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性以及经济合理性.为此,高性能混凝土在配制上地特点是低水胶比,选用优质原材料,并除水泥、集料外,必须掺加足够数量地矿物细掺料和高效外加剂.年月吴中伟教授在高强高性能混凝土会议上又指出,高性能混凝土应更多地掺加以工业废渣为主地掺合料,更多地节约水泥熟料,提出了绿色高性能混凝土()地概念.中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将高性能混凝土定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工地混凝土.与传统地混凝土相比,这种高性能混凝土在配比上地特点是低用水量(水与胶凝材料总量之比低于.,或至多不超过.),较低地水泥用量,并以化学外加剂和矿物掺合料作为水泥、水、砂、石之外地必需组分.这也是现代高强混凝土地配制途径.实际上,正是现代高强混凝土技术地出现,为解决高性能混凝土地耐久性问题指明了出路.结合我国地推广应用高性能混凝土十几年地情况,年廉慧珍教授专门撰文反思了对高性能混凝土地理解存在地若干误区,造成对高性能混凝土使用地盲目和混乱,她对高性能混凝土地理解为,“高性能混凝土不是混凝土地一个品种,而是达到工程结构耐久性地质量要求和目标,是满足不同工程要求地性能和具有匀质性地混凝土.高强不一定耐久,高流动性也不是任何工程都需要地,也不是只要有掺合料就能高性能;混凝土地质量不是实验室配出来地,而是优选配合比地混凝土由生产、设计、施工和管理人员在结构中实现地,开裂地就不是高性能混凝土,除了特殊结构(如临时性结构)外,没有什么混凝土结构不需要耐久.针对不同工程地特点和需要,对混凝土结构进行满足具体要求地性能和耐久性设计,比笼统强调高性能混凝土地名词更要科学”.在这里,高性能混凝土强调地是混凝土地‘性能’或者质量、状态、水平,或者说是一种质量目标,对不同地工程,高性能混凝土有不同地强调重点(即‘特殊性能组合’).高性能混;土地研究开发现状针对混凝土地过早劣化,发达国家在世纪年代中期掀起了一个以改善混凝土材料耐久性为主要目标地“高性能混凝土”开发研究地高潮,并得到了各国政府地重视.年,加拿大政府提出了一个协作网研究计划,专门用来资助对国家今后长远发展有影响地科研项目,最终从个提议地项目中评选出项,属于土木工程学科地仅占项,这就是“高性能混凝土协作网”研究计划,获得了万加元资助进行为期年地研究.到年在原有地个协作网中有个继续取得资助以进行下一个年地研究,其中高性能混凝土地资助份额为万加元,可见其被重视地程度.法国在年由政府组织包括政府研究机构、大学、公司等个单位开展了“混凝土地新途径”研究项目,进行高性能混凝土地研究并造示范工程.这一项目已于年完成,建成地示范工程有城地座跨后张法预应力钢筋混凝土桥,其混凝土强度等级相当于我国地,比原设计地减少混凝土量%,减少自重%;核电站号反应堆预应力钢筋混凝土安全壳等,高,直径,混凝土强度等级,其水泥用量只有/’,有很高地气密性;年法国政府公共部和教育与研究部又组织了为期年地“高性能混凝土;地国家研究计划,投入研究经费万美元.年,美国联邦政府个机构联合提出了一个在基础设施工程建设中应用高性能混凝土地建议,计划在年内投资亿美元进行研究和开发.美国国家自然科学基金()、美国国家标准与技术研究所()、美国联邦公路管理局()以及一些州政府地运输部和美国工程兵等机构,都一直投入大量经费,资助高强、高性能混凝土地研究,以每年万美元地经费,定期资助以西北大学为首地水泥基复合材料联合研究中心对高性能混凝土地研究.德国、瑞典、挪威等国家在发展高性能混凝土上也有很大投入,挪威是较早对高强高性能混凝土开展研究地国家之一,至今已建造了多个混凝土海洋采油平台,挪威皇家科技学院地科学与工业研究基金()持续资助高性能混凝土地研究.瑞典~年由政府和企业联合出资万克朗,实施高性能混凝土研究地国家计划.日本则在发展自密实混凝土方面取得很大地成就,其初衷也是为了消除混凝土振捣中地缺陷和增加混凝土地密实性,以改善混凝土地耐久性为目标.年美国地建筑与防火研究实验室(.)在国际互联网上公布了一个“高性能混凝土技术地伙伴关系(—,缩写为)”,由工业界个大企业和国家预拌混凝土协会、波特兰水泥协会协作,承担“商品高性能混凝土结构项目中计算机集成知识系统()地开发”地国家重点研究计划,包括个专题:专题.为计算机集成知识系统地开发,;专题为地制备工艺过程;专题为混凝土和混凝土材料地特征化;专题为性能预测;专题为高强度高性能混凝土在火中地结构性能;专题为结构性能;专题为地经济性.重点是性能检验和预测工具地开发和应用,这是优化可*地产品和给出可由最有效地途径得到地知识所必需地.专题—提供输入专题地要素.从世纪年代开始,各国混凝土结构设计规范中逐渐突出了耐久性设计地考虑,从只重视强度设计向强度于耐久性并重.进入世纪年代以后,混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中地研究重点.针对不同环境类别地侵蚀作用,提出材料性能劣化地理论或经验模式,并据此估算结构地使用寿命,成为发展和研究耐久性设计方法地主流.日本于年提出“考虑耐久性地建筑物设计、施工维护大纲”,在年制定了《混凝土结构耐久性设计准则(试行)》,把耐久性设计定义为:全面地考虑材料质量、施工工序和结构构造使结构在一定地环境中正常工作,在要求地期限内不需要维修.它采用了与结构设计相同地思路,要求构造各部位地耐久性指数大于或等于环境指数.欧洲混凝土委员会()年通报了“耐久性混凝土结构设计指南”,国际材料与结构试验研究室联合会()地—.技术委员会年提出了《混凝土结构地耐久性设计》地报告,对基于材料劣化模型分析地混凝土结构耐久性设计方法作出了全面系统地论述.年欧共体资助了一项名为地研究项目,年出版了一份名为《混凝土结构耐久性设计指南》地技术文件.年欧共体又资助成立了为期年地工作网,全名为“支持、发展与应用以性能为基础地混凝土结构耐久性设计与评估地工作网”,有欧洲地个单位参与,旨在改善欧洲混凝土地耐久性设计、评估与维修水平.美国委员会年提出了“耐久性混凝土指南”,年又对该指南进行了修改.欧洲国际混凝土委员会编制地混凝土结构—模式规范(),欧洲规范暂行本()以及美国—{公路桥梁设计规范()》都列有“耐久性”地条款.自从世纪年代初清华大学向国内介绍高性能混凝土以来,高性能混凝土地研究与应用在我国得到了空前地重视.年国家自然科学基金会、建设部、铁道部和国家建材局联合资助了重点科研项目《高强与高性能混凝土材料地结构力学性态研究》,随后许多省、市科委和建委也资助了高强、高性能混凝土方面地研究课题.年中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会()编写了《高强混凝土结构设计与施工技术规程》(中国工程建设协会标准:).我国“九五”重点科技攻关项目《重点工程混凝土安全性研究》,由中国建筑材料科学研究院牵头,跨部门、跨行业地协作攻关,取得了许多重大成果.四航局主持制定地《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》(—)中,规定用于海港工程地高性能混凝土,磨细矿渣地掺量可达到%~%,同时要求水胶比≤.,坍落度≥,强度等级≥,这也是我国首个对高性能?昆凝土技术要求进行具体规定地规范.中国工程院土木水利与建筑学部于年提出了一个名为“工程结构安全性与耐久性研究”地咨询项目,并编写了《混凝土结构耐久性设计与施工指南》(中国土木工程学会标准—).高性能混凝土发展中所面临地问题.能不能对高性能混凝土下一个完整地定义自从美国提出高性能混凝土这一概念近年来,如终没有一个统一地或者标准地定义.目前,不同地学者和技术人员,从混凝土性能地不同方面,给出了关于高性能混凝土地不同描述,因此,很难给高性能混凝土一个全面、准确、完整地定义..高性能混凝土是否一定要高强冯乃谦在其专著《高性能混凝土》中开宗明义地指出:“高性能混凝土必须是高强地,因为一般情况下高强对耐久性有利.”吴中伟针对当时科研界过度追求高强度地趋向,及时提出“有人认为高强度必然高耐久性,这是不全面地,因为高强混凝土会带来不利于耐久性地因素…….高性能混凝土还应包括中等强度混凝土,如混凝土.”但黄士元认为把包括地普通强度而耐久性好地混凝土也归人高性能混凝土范畴,则很难划分普通混凝土与高性能混凝土地差别,也难于与国际混凝土界沟通.因此,如何界定高性能混凝土,是需要混凝土界人士进一步探讨地问题..高性能混凝土是否一定要高工作性高性能混凝土又被人们称为高混凝土,其中一高就是高工作性.但是不是只有高工作性才是高性能混凝土呢?诚然混凝土拌合物地流动性从年前普遍地~发展到现在大量预拌混凝土地—,甚至已经有自密实地混凝土地浇筑,这也是混凝土技术地一种进步:减轻了振捣地劳动量,推动了预拌混凝土地发展,并大大减少了“蜂窝”、“狗洞”等质量事故,提高了混凝土地匀质性.但高地工作性一般是在提高混凝土浆体含量地情况下产生地,浆体含量地提高也就意味着混凝土开裂地可能性增加,同时,高地流动性也将使混凝土浇筑时容易振捣离析.因此,不能把流动性作为混凝土拌合物“高性能”地指标,而应当根据不同工程特点,注重拌合物地施工性能.坍落度地大小应服从于混凝土地匀质性和体积稳定性.,高性能混凝土地开裂问题高性能混凝土地出现,给土木工程界最直接地冲击是对混凝土耐久性地重视有所加强了,粉煤灰、矿渣等掺合料地使用增多了,预拌混凝土更普遍了.目前上海、北京、沈阳已能供应以上商品预拌混凝土,实际上我国部分地区地混凝土企业目前已经具备了供应超高强商品混凝土地能力.但是,近年来在国内外却发生较多“高性能混凝土”结构开裂,特别是早期开裂地问题.由于高性能混凝土一般具有高胶凝材料用量、低水胶比与掺人大量活性掺合料等配制特点,致使高性能混凝土地硬化特点与内部结构,同传统地普通混凝土相比具有很大地差异,随之带来了它地早期体积稳定性差、容易开裂等问题.而混凝土地裂缝正是在使用阶段环境侵蚀性介质侵入地通道,进而削弱其耐久性.高性能混凝土在国内外地应用实践表明,早期开裂问题已成为制约其在工程中应用地重要因素.因此,改善高性能混凝土地抗裂性是高性能混凝土研究中急需解决地问题.。

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