超高性能混凝土的耐久性和可持续发展

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混凝土的可持续性

混凝土的可持续性

混凝土的可持续性一、介绍混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑、道路和基础设施的建设中。

然而,随着可持续发展的要求不断提高,人们开始关注混凝土的可持续性。

本文旨在探讨混凝土在可持续性方面的优势和挑战,并提出相应的解决方案。

二、混凝土的优势1.耐久性:混凝土具有出色的耐久性,可以长期承受重压和自然环境的侵蚀。

这意味着使用混凝土建筑可以减少维护和修复成本,延长建筑物的使用寿命。

2.能源效益:混凝土可以有效地储存和释放热能,提高建筑物的能源效率。

在冬季,混凝土可以保持室内温暖,减少取暖设备的使用。

而在夏季,混凝土的保温性能可以减少空调的使用,降低能源消耗。

3.可回收性:混凝土是一种可以回收和再利用的材料。

废弃的混凝土可以被粉碎、清洗和重新使用,减少对原始材料的需求,降低环境影响。

三、混凝土的挑战1.碳排放:混凝土的生产过程需要消耗大量能源,并伴随着大量的二氧化碳排放。

这对全球变暖和气候变化产生了负面影响。

2.原材料需求:混凝土的制备需要大量的水泥、砂石和骨料等原材料。

然而,这些原材料的开采和运输会带来环境破坏,对自然资源造成压力。

3.废弃物处理:混凝土在使用寿命结束后会成为废弃物,如何有效处理废弃的混凝土成为了一个问题。

目前,还没有完全成熟的混凝土废弃物处理方案。

四、解决方案1.绿色混凝土:绿色混凝土是一种环境友好的混凝土,通过减少水泥的使用量、添加粉煤灰等替代材料,可以降低碳排放和能源消耗。

2.循环经济:采用循环经济原则,将废弃的混凝土进行再生利用。

可以将废弃的混凝土粉碎、清洗,并添加再生骨料重新制备成混凝土。

3.研发新材料:研发更加环保和可持续的替代材料,例如使用高效能源的燃料替代传统水泥,开发生物质能源等。

4.加强管理和监控:建立严格的管理和监控体系,监测混凝土的生产和使用过程,确保符合环保标准和要求。

五、结论混凝土作为一种常见的建筑材料,具有良好的可持续性优势,但也面临一些挑战。

通过采用绿色混凝土、循环经济、研发新材料以及加强管理和监控,可以进一步提高混凝土的可持续性。

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究在现代建筑领域中,高性能混凝土因其出色的性能而备受关注。

然而,要确保建筑物在长期使用中保持稳定和安全,高性能混凝土的耐久性就成为了一个至关重要的研究课题。

高性能混凝土是一种具有高强度、高工作性和高耐久性的新型混凝土。

它通常采用优质的原材料,并通过精心的配合比设计和严格的生产控制来制备。

与传统混凝土相比,高性能混凝土在强度和耐久性方面都有显著的提升。

耐久性对于混凝土结构来说意义重大。

在建筑物的使用寿命中,混凝土可能会受到各种因素的侵蚀和破坏,如化学腐蚀、冻融循环、钢筋锈蚀等。

这些因素会逐渐削弱混凝土的性能,导致结构的安全性和可靠性降低。

因此,提高高性能混凝土的耐久性,对于延长建筑物的使用寿命、降低维护成本以及保障人民生命财产安全都具有重要意义。

化学腐蚀是影响高性能混凝土耐久性的一个重要因素。

例如,在一些工业环境中,混凝土可能会暴露在酸、碱等化学物质的侵蚀下。

这些化学物质会与混凝土中的成分发生反应,破坏其内部结构,从而降低混凝土的强度和耐久性。

为了提高混凝土的抗化学腐蚀性能,可以在配合比设计中选择合适的水泥品种和掺和料,如粉煤灰、矿渣等。

这些掺和料能够与水泥水化产物发生反应,生成更加稳定的化合物,从而提高混凝土的抗化学腐蚀能力。

冻融循环也是一个不可忽视的因素。

在寒冷地区,混凝土结构经常会经历冻融循环的作用。

在水冻结时,体积会膨胀,产生的膨胀力会使混凝土内部产生微裂缝。

随着冻融循环次数的增加,这些微裂缝会逐渐扩展,最终导致混凝土的破坏。

为了提高高性能混凝土的抗冻性能,可以通过控制水胶比、引入引气剂等方式来实现。

引气剂能够在混凝土中引入微小的气泡,这些气泡可以在水冻结时起到缓冲作用,减轻膨胀力对混凝土的破坏。

钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的另一个关键问题。

当混凝土中的钢筋发生锈蚀时,其体积会膨胀,从而导致混凝土保护层开裂、剥落。

这不仅会影响结构的外观,还会严重削弱结构的承载能力。

为了防止钢筋锈蚀,可以采用高性能的防护涂层来保护钢筋,或者在混凝土中添加阻锈剂。

高质量混泥土的可持续发展与环境保护

高质量混泥土的可持续发展与环境保护

高质量混泥土的可持续发展与环境保护混泥土作为一种重要的建筑材料,在现代社会中发挥着重要的作用。

然而,随着城市化的加速和建筑工程的迅速发展,混泥土的需求量也在不断增加,给环境带来了一定的压力。

因此,如何实现高质量混泥土的可持续发展并保护环境成为了一个重要的课题。

一、高质量混泥土的意义高质量混泥土不仅具有较高的强度和耐久性,还具备较好的抗渗性和耐久性等特点。

它能够满足建筑工程的各种需求,并在一定程度上减少资源的消耗。

因此,推广和应用高质量混泥土在建筑领域具有重要的意义。

二、优化混泥土配比混泥土的性能与配比密切相关。

通过优化配比,我们可以减少混泥土中使用的水泥量,从而降低二氧化碳排放量。

同时,适当添加掺合料和减水剂等混凝土外加剂可以提高混泥土的工作性能和耐久性。

三、减少废弃物的产生在混泥土的生产和施工过程中,会产生大量的废弃物,如废旧混泥土、废水泥袋和废弃物浆液等。

这些废弃物的处理对环境造成了一定的压力。

因此,我们应该采取相应措施,如回收利用废旧混泥土、合理处理废水泥袋等,减少废弃物的产生,降低环境负担。

四、推广绿色施工技术绿色施工技术是指在建筑施工过程中采取可持续发展的方法和措施,以降低对环境的影响。

在混泥土工程中,我们可以采用绿色施工技术,如减少施工噪音和粉尘的产生,合理利用水资源,降低能耗等,以实现混泥土的可持续发展。

五、加强监测与管理为了确保混泥土的质量和环境保护的效果,我们需要加强对混泥土生产和施工过程的监测与管理。

通过建立健全的质量控制体系,加强对混泥土生产企业和建筑工地的管理,可以有效预防和控制污染的发生,保障环境的安全。

六、促进技术创新与研发为了实现高质量混泥土的可持续发展,我们需要不断进行技术创新与研发。

通过引入新的材料和技术,改进混泥土的生产和工程施工过程,推动混泥土行业向更加环保、高效的方向发展。

结语高质量混泥土的可持续发展与环境保护是建筑行业面临的重要挑战。

通过优化混泥土配比、减少废弃物的产生、推广绿色施工技术、加强监测与管理以及促进技术创新与研发等措施,我们可以实现混泥土的可持续发展,并为环境保护做出自己的贡献。

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究在现代建筑工程领域,高性能混凝土凭借其出色的性能,逐渐成为众多重大工程项目的首选材料。

然而,要确保这些结构在长期使用中保持稳定和可靠,高性能混凝土的耐久性就成为了至关重要的研究课题。

高性能混凝土,相较于传统混凝土,在强度、工作性能和耐久性等方面都有显著的提升。

它通常采用优质的原材料,如高强度水泥、优质骨料和高效减水剂等,并通过优化配合比和精心的施工工艺来实现其高性能的目标。

但高性能并不意味着其耐久性就可以一劳永逸,各种环境因素和使用条件仍然可能对其产生影响。

首先,我们来谈谈化学侵蚀对高性能混凝土耐久性的影响。

在一些工业环境中,混凝土可能会暴露在酸、碱、盐等化学物质的侵蚀下。

例如,硫酸盐会与混凝土中的水泥水化产物发生反应,生成膨胀性产物,导致混凝土内部结构破坏,从而降低其耐久性。

此外,氯离子的侵入也是一个不容忽视的问题。

氯离子能够穿透混凝土保护层,到达钢筋表面,引发钢筋锈蚀。

一旦钢筋锈蚀,其体积膨胀会产生内应力,导致混凝土开裂,进一步加速了腐蚀过程。

物理作用同样会对高性能混凝土的耐久性造成损害。

冻融循环是常见的物理破坏因素之一。

在寒冷地区,混凝土孔隙中的水分在反复的冻结和融化过程中,会产生膨胀和收缩应力,从而导致混凝土表面剥落、内部开裂。

此外,磨损和冲击也会对混凝土的表面和结构造成损伤,特别是在道路、桥梁等经常承受车辆荷载的部位。

高性能混凝土的耐久性还受到微观结构的影响。

混凝土是一种多孔材料,其孔隙结构和分布直接关系到水分和有害物质的传输。

如果混凝土的孔隙率较高、孔径较大,那么外界物质就更容易侵入,从而加速耐久性的下降。

因此,通过优化配合比和采用适当的养护措施,可以改善混凝土的微观结构,提高其密实度,从而增强耐久性。

为了提高高性能混凝土的耐久性,研究人员采取了一系列措施。

在原材料的选择上,优先选用低碱水泥、抗硫酸盐水泥等特种水泥,以及坚固、级配良好的骨料。

同时,合理使用矿物掺合料,如粉煤灰、矿渣粉等,可以改善混凝土的性能。

混凝土结构的可持续发展

混凝土结构的可持续发展

混凝土结构的可持续发展引言:可持续发展是当今社会亟需关注的问题,它要求人们在满足现有需求的同时,并不妨碍子孙后代满足他们的需求。

建筑行业作为能源和资源消耗最为庞大的行业之一,其在可持续发展中扮演着重要的角色。

混凝土结构作为建筑领域中的重要一环,其可持续性也备受关注。

本文将探讨混凝土结构的可持续发展,并讨论其在经济、环境和社会方面的影响。

1. 混凝土材料的可持续性混凝土是一种由水泥、砂、石料和水混合而成的材料。

它的主要优点在于耐久性和可塑性。

混凝土的可持续性主要体现在以下几个方面:(1)可再利用性:混凝土可以完全回收再利用,用于制作新的混凝土结构,有效减少资源消耗。

(2)长寿命:混凝土结构具有较长的使用寿命,相比其他材料,它们需要较少的维护和修复,从而减少了资源和能源的消耗。

(3)低能耗:混凝土的生产过程中仅消耗少量的能源,而且随着技术的进步,能源消耗量还在不断降低。

2. 混凝土结构对环境的影响(1)碳排放:混凝土的生产过程会产生大量的二氧化碳排放。

然而,通过改进生产工艺,采用高效炉料和混合材料,可以降低二氧化碳的排放量。

(2)能源消耗:混凝土结构在使用过程中需要消耗大量的能源,如空调、照明等。

通过提高建筑能效和使用可再生能源,可以减少对能源的依赖。

(3)资源消耗:混凝土结构的建造需要大量的原材料,如砂、石料等。

合理利用和管理这些资源,可以减少对自然资源的压力。

3. 混凝土结构的经济价值混凝土结构在经济方面也具有一定的优势:(1)成本效益:相比于其他建筑材料,混凝土的生产成本相对较低。

(2)施工效率:混凝土结构易于施工,可以快速完成建筑项目,缩短工期,提高施工效率。

(3)投资回报率:由于混凝土结构的耐久性和低维护成本,建筑物的投资回报率通常较高。

4. 混凝土结构对社会的影响混凝土结构在社会方面也发挥着重要作用:(1)安全性:混凝土结构具有良好的抗震和防火性能,可以提供安全的居住和工作环境。

(2)建筑美观:混凝土可以制作各种形状和表面装饰,提供多样化的建筑设计,丰富城市的景观。

高性能混凝土在建筑结构中的应用与研究

高性能混凝土在建筑结构中的应用与研究

高性能混凝土在建筑结构中的应用与研究摘要:高性能混凝土是一种具有卓越性能和持久性能的建筑材料,其应用在建筑结构中已经成为当前研究的热点。

高性能混凝土通过优化材料成分、改良配合比和采用先进施工技术等手段,能够满足建筑结构对强度、耐久性、抗震性能等方面的要求。

本文旨在系统研究高性能混凝土在建筑结构中的应用,并探索其对建筑工程可持续发展的潜力。

关键词:高性能混凝土、建筑结构、应用、性能评估、抗压强度引言:随着建筑技术的不断发展,高性能混凝土作为一种引人注目的建筑材料,正逐渐引起全球建筑领域的热切关注。

其卓越的力学性能和耐久性质,为现代建筑结构带来了前所未有的可能性。

本文旨在探讨高性能混凝土在不同建筑结构中的多样应用,并深入研究其性能评估方法。

通过对其制备工艺、物理特性以及工程实践中的应用案例进行综合分析,我们将展示高性能混凝土作为革新性建材的巨大潜力,为读者呈现一个令人兴奋的前沿领域。

一、高性能混凝土的特点和性能高性能混凝土在成分的选择和配合比的优化上进行了精细化设计。

通过选择高品质的水泥、细砂、细集料和添加剂等原材料,以及精确控制水灰比和掺合料的使用量,可以使混凝土具有出色的性能。

高性能混凝土具有较高的抗压强度、抗拉强度和抗折强度,远远超过传统混凝土。

它的高强度可以降低结构截面尺寸,提高结构的承载能力和抗震性能。

此外,高性能混凝土具有良好的耐久性,能够抵抗氯离子侵蚀、碳化和硫酸盐侵蚀等环境腐蚀。

高性能混凝土在地震荷载下表现出较好的抗震性能。

其高强度和良好的延性使得结构在地震作用下能够承受较大的变形而不发生严重破坏。

此外,高性能混凝土还具有较小的收缩和蠕变变形,能够减少结构变形和裂缝的产生。

高性能混凝土具有成分优化、强度高、耐久性好、抗震性能优良和变形行为稳定等特点和性能。

这些特点使得高性能混凝土成为提升建筑结构性能、延长使用寿命和推动建筑工程可持续发展的重要材料之一。

二、高性能混凝土在建筑结构中的应用案例(一)高层建筑中的应用高性能混凝土在高层建筑的结构中得到广泛应用。

高性能混凝土的发展和应用

高性能混凝土的发展和应用

高性能混凝土的发展和应用概述高性能混凝土是指具有优异性能的混凝土,其抗压强度、耐久性、抗裂性、耐化学侵蚀性和工作性能等指标均优于普通混凝土。

高性能混凝土的发展和应用,旨在提高建筑物的强度、耐久性、安全性和节能性,有利于推动现代建筑技术的进步,提升建筑品质,为城市的可持续发展做出贡献。

发展历程高性能混凝土的研究始于20世纪80年代,最初由法国的材料科学研究所研发。

90年代初,日本开始大量研究高性能混凝土的技术,推广应用并完善了相关标准。

此后,欧美、加拿大、韩国等国家也相继开始高性能混凝土的研究。

随着研究的深入,高性能混凝土的性能不断得到提高和升级,发展趋势也愈加明朗。

技术特点高性能混凝土相对于普通混凝土而言,有着如下的技术特点:1.抗压强度高。

高性能混凝土的抗压强度远高于普通混凝土,可达到100MPa以上。

2.耐久性好。

高性能混凝土的密实性和致密性好,抵御水侵蚀和化学侵蚀能力强,耐久性好。

3.抗裂性强。

高性能混凝土的力学性能稳定、伸缩性小,抗裂性强。

4.施工性能优。

高性能混凝土流动性好,施工性能优,便于浇筑,形成均匀、致密的混凝土结构。

5.环保节能。

高性能混凝土采用高强度水泥减少用量,降低二氧化碳排放,符合现代建筑节能环保的要求。

应用领域高性能混凝土的应用范围非常广泛,主要应用于以下领域:1.高层建筑:高层建筑需要承受较大的风荷载和地震荷载,高性能混凝土能够为建筑提供强大的支撑。

2.桥梁和隧道:高性能混凝土能够提供稳固的结构支撑力,增强桥梁和隧道的承载能力和稳定性。

3.水利工程:高性能混凝土可以满足渠道、坝体等水利工程中对耐久性、抗渗透、抗冲刷的要求。

4.航空航天工程:高性能混凝土的抗压性、抗裂性和耐久性能够保证航空航天工程长期稳定运行。

5.地下管道和储罐:高性能混凝土的耐腐蚀性和耐久性能够满足地下管道和储罐的使用要求。

作为一种优良建筑材料,高性能混凝土具有很多独特的技术特点和应用领域,可以广泛应用于各种建筑和基础工程中。

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究

高性能混凝土的耐久性研究混凝土是现代建筑工程中最常用的材料之一,而高性能混凝土则是在传统混凝土的基础上发展而来,具有更高的强度、更好的工作性能和更优异的耐久性。

在建筑工程中,耐久性是衡量混凝土质量的一个重要指标,它直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。

因此,对高性能混凝土的耐久性进行研究具有重要的现实意义。

高性能混凝土耐久性的影响因素众多,主要包括以下几个方面:首先是原材料的选择。

水泥的品种和强度等级、骨料的种类和级配、外加剂的性能等都会对高性能混凝土的耐久性产生影响。

例如,使用低碱水泥可以减少碱骨料反应的发生,从而提高混凝土的耐久性;选用坚固、级配良好的骨料可以增强混凝土的密实性,降低渗透性,提高其抵抗外界侵蚀的能力。

其次是配合比的设计。

合理的水胶比是保证高性能混凝土耐久性的关键因素之一。

水胶比越低,混凝土的密实度越高,耐久性越好。

同时,适当的胶凝材料用量和矿物掺合料的比例也能显著改善混凝土的耐久性。

再者是施工过程的控制。

施工过程中的搅拌、浇筑、振捣和养护等环节都会影响高性能混凝土的耐久性。

搅拌不均匀会导致混凝土内部结构不均匀,影响其性能;浇筑时的分层厚度、振捣的时间和力度不当可能会造成混凝土内部出现蜂窝、孔洞等缺陷,降低其密实性;养护不及时或养护条件不当会使混凝土早期强度发展不良,影响其长期性能。

环境因素也是影响高性能混凝土耐久性的重要因素。

例如,在海洋环境中,混凝土会受到氯离子的侵蚀;在寒冷地区,混凝土会遭受冻融循环的破坏;在酸雨地区,混凝土会受到化学侵蚀。

为了提高高性能混凝土的耐久性,需要采取一系列的措施。

在原材料方面,应严格控制原材料的质量。

选择优质的水泥,确保其化学组成和物理性能符合要求;选用坚固、级配良好、洁净的骨料,并控制其含泥量和有害物质含量;合理使用外加剂,改善混凝土的性能。

在配合比设计方面,应通过试验确定最佳的水胶比、胶凝材料用量和矿物掺合料比例,以达到提高混凝土耐久性的目的。

超高性能混凝土基本性能研究综述

超高性能混凝土基本性能研究综述

4、研究超高性能混凝土与其他材料的复合应用,以提高其综合性能; 5、加强超高性能混凝土在绿色建筑和可持续发展方面的应用研究。
总之,超高性能混凝土作为一种新型的高性能建筑材料,具有广泛的应用前景 和发展潜力。未来需要不断加强其制备工艺、性能特点、应用领域和发展方向 等方面的研究,以更好地发挥其优势,推动我国工程建设事业的可持续发展。
楼板等部位,提高建筑的抗震性能和承载能力。此外,超高性能混凝土还可应 用于道路工程、水利工程等领域。
四、发展方向
未来,超高性能混凝土的发展将朝着以下几个方向发展: 1、进一步研究和优化原材料的配比,以获得更高的强度和耐久性;
2、研究超高性能混凝土的施工工艺和质量检测方法,以确保其施工质量; 3、研究超高性能混凝土在复杂环境下的性能表现和损伤机理;
超高性能混凝土基本性能研究综述
基本内容
引言:超高性能混凝土(UHPC)是一种新型的高性能混凝土,具有出色的力学 性能、耐久性和可持续性。随着工程建设的不断发展,UHPC在桥梁、高层建筑、 核电站等领域得到了广泛的应用。本次演示旨在系统地综述UHPC的基本性能研 究,
包括特点、优点、制备方法、组成成分等方面,并对比分析各种性能的优劣和 相互作用,为进一步研究和应用提供参考。
4、加强UHPC长期性能监测与评估。在实际工程应用中,UHPC的结构性能会随 着时间的推移而发生变化。因此,应建立完善的长期性能监测与评估体系,及 时发现并解决潜在的安全引言
随着交通量的不断增加,桥梁结构的承载力和耐久性面临着越来越严峻的挑战。 为了提高桥梁结构的性能,各种新型材料和结构形式不断涌现。其中,钢—薄 层超高性能混凝土轻型组合桥面结构作为一种典型的轻质高强组合结构,在桥 梁工程领域备受
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混凝土的耐久性和可持续发展问题述评_secret

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混凝土的耐久性和可持续发展问题述评从提高混凝土耐久性和混凝土技术可持续发展方面概述现代混凝土技术的发展趋势和发展方向。

混凝十技术发展的根本方向是坚持可持续发展战略,在与地球资源环境和谐共生的发展基础上,最大限度地改善混凝土的耐久性,提高其使用寿命。

混凝土技术发展的一个终极目标是最大限度地延长其使用寿命,也即耐用性(Serviceability)问题。

这就对混凝土的长期性能特别是耐久性提出了更高的要求。

另外一个很重要的问题是混凝土技术的可持续发展,其目标就是要使混凝土技术的发展与资源、环境等实现良性循环,尽量减少造成修补或拆除的浪费和建筑垃圾,大量利用优质的工业废弃物和矿石,尽量减少自然资源和能源的消耗,减少对环境的污染。

1 混凝土的耐久性混凝土的耐久性可定义为“在使用过程中经受气候变化、化学侵蚀、磨蚀等各种破坏因素的作用而能保持其使用功能的能力”。

一般混凝土建筑物的使用寿命要求在50年以上,很多国家对桥梁、水电站大坝、海底隧道、海上采油平台、核反应堆等重要结构的混凝土耐久性要求在100年以上。

气候条件适中的陆上建筑物,应要求混凝土在200年内安全使用。

我国GB50010--2002《混凝土结构设计规范》规定,混凝土的耐久性设计应按照环境类别和设计使用年限进行,分为50年和100年2个耐久性预期目标,对于重大、重要工程应按照100年寿命来设计混凝土。

近几年来,我国已有不少工程的混凝土设计寿命达到100年,这些工程大都结合环境条件和特点,采取专门有效的措施,以充分保证混凝土工程的耐久性设计要求。

比较著名的百年工程有三峡大坝、东海大桥、南京地铁1号线、崇明越江通道北港桥梁、重庆朝天门大桥空心桥墩、杭州湾大桥等。

但是近几十年以来,混凝土构筑物因材质劣化造成失效以至破坏崩塌的事故在国内外也是屡见不鲜,并有愈演愈烈之势。

国际上混凝土的大量使用始于20世纪30年代,到五六十年代达到高峰[1]。

许多发达国家每年用于建筑维修的费用都超过新建的费用。

case studiesin construction materials -回复

case studiesin construction materials -回复

case studiesin construction materials -回复标题:构建可持续发展的建筑材料-案例研究引言:建筑材料在建筑业中发挥着至关重要的作用,然而,由于其对环境的影响和资源消耗,对可持续发展的需求越来越高。

本文将通过一系列案例研究,探讨如何采用具有可持续性的建筑材料,在减少环境影响的同时实现建筑业的可持续发展。

一、超高性能混凝土(UHPC):超高性能混凝土是一种新型的建筑材料,其强度和耐久性远远超过传统混凝土,同时对环境的影响也较小。

该材料在一些建筑项目中的应用效果显著。

1. 混凝土占比减少:相比传统混凝土,UHPC所需的用料较少,减少了对资源的消耗,如水泥、砂石等。

2. 延长寿命:UHPC的强度和耐久性较高,可以延长建筑物的使用寿命,减少了修缮和维护的频率,降低了整个生命周期的环境影响。

3. 资源回收:UHPC可根据需要进行回收和再利用,减少了材料浪费。

案例研究:以芝加哥的科技与工业博物馆为例,该建筑使用UHPC作为其外部立面材料,在保持建筑结构稳定的同时实现了高强度和耐久性。

二、天然材料的回归:在寻找可持续建筑材料的过程中,对天然材料的重新利用变得越来越受关注。

天然材料不仅对环境负担较小,还能够提供更好的室内空气质量和舒适度。

1. 利用竹材:竹材是一种可再生且生长迅速的材料。

其强度和耐久性使其成为一种理想的建筑材料。

例如,位于加拿大的博滕基金会总部就采用了竹材作为主要的结构材料。

2. 使用沥青替代天然石材:传统上,天然石材被广泛用于建筑的外部装饰。

然而,石材的开采对环境造成了严重影响,因此,一些建筑师开始使用沥青等替代品来模仿石材的外观,从而减少了对自然资源的需求。

案例研究:以德国柏林的"One Room House"为例,该住宅使用竹材作为主要结构材料,并采用了可追溯和环境友好的材料。

三、生物复合材料的应用:生物复合材料是一种以生物质为基础的复合材料,具有较低的碳排放和更好的可持续性。

高耐久性混凝土

高耐久性混凝土

高耐久性混凝土混凝土是一种广泛应用于建筑和基础设施工程的材料。

随着人们对建筑材料性能要求的不断提高,高耐久性混凝土作为一种新型建筑材料被广泛关注。

本文将探讨高耐久性混凝土的特点、应用领域以及未来发展方向。

1. 高耐久性混凝土的特点高耐久性混凝土是指具有更长寿命且能够在恶劣环境中保持良好性能的混凝土材料。

与传统混凝土相比,高耐久性混凝土具有以下特点:1.1 高强度高耐久性混凝土具有较高的抗压强度和抗拉强度,能够承受更大的荷载。

这使得它成为适用于大跨度建筑和高层建筑的理想选择。

1.2 抗渗性能优异高耐久性混凝土能够有效抵抗外界水分、气体和化学物质的渗透。

其细微孔隙结构和更高的密实性使其具备出色的防水性能和耐腐蚀性能。

1.3 耐久性强高耐久性混凝土在恶劣的环境条件下具有较长的使用寿命。

它能够抵抗氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、碳化和冻融循环等因素的损害,从而显著延长了建筑物的使用寿命。

1.4 可持续性高耐久性混凝土使用优质的原材料和先进的配制技术,在施工和使用过程中减少了能耗和排放。

这使得高耐久性混凝土成为一种环保、可持续发展的建筑材料。

2. 高耐久性混凝土的应用领域由于高耐久性混凝土在各方面性能方面的优越表现,它在各个领域都得到了广泛的应用。

2.1 桥梁和高层建筑高耐久性混凝土广泛应用于桥梁和高层建筑中,以满足对结构强度和耐久性的要求。

其卓越的抗渗性和耐久性使得桥梁和高层建筑能够在长时间内抵御外界环境的侵蚀和损害。

2.2 海港和海洋工程海港和海洋工程经常暴露在潮水、海水和氯离子的侵蚀下,高耐久性混凝土能够提供良好的防水性能和抗侵蚀性能,有效延长工程的使用寿命。

2.3 污水处理厂和化工厂污水处理厂和化工厂需要具备优异的耐化学侵蚀性能,高耐久性混凝土能够在强酸、强碱等恶劣环境中保持稳定性能,确保工程的长期稳定运行。

2.4 跑道和停车场高耐久性混凝土也适用于跑道和停车场等场所,在大量车辆行驶和环境压力下能够保持较长的使用寿命和良好的耐磨损性能。

混凝土的特点如何

混凝土的特点如何

引言概述:混凝土是一种由水泥、沙子、石子和掺入剂调和而成的建筑材料。

在建筑工程中,混凝土广泛应用于基础、墙体、柱子和地板等结构构件。

它具有多种优点,包括高强度、耐久性、抗压能力强等。

本文将从5个大点详细阐述混凝土的特点。

正文内容:一、高强度1.使用高质量的水泥和骨料可以提高混凝土的强度。

2.使用适当的配方可以调整混凝土的强度和硬度。

3.混凝土的高强度使其能够承受重压和大荷载。

二、耐久性1.混凝土经久耐用,能够长时间地保持其结构完整性。

2.混凝土对酸碱等化学物质的侵蚀具有较高的抵抗力,能够在恶劣环境中使用。

3.混凝土具有良好的防水性能,可以有效防止水分渗透和损害。

三、抗压能力强1.混凝土在受到压力时具有较高的强度,能够承受大量的压力。

2.混凝土的抗压能力使其成为构建大型建筑物的理想材料。

3.混凝土的抗压能力可以进一步通过添加钢筋等增强材料来提高。

四、施工灵活性1.混凝土材料可以根据具体施工要求进行调配和施工。

2.混凝土可以被浇筑成各种形状和大小的结构构件。

3.混凝土的施工过程相对简单,可以通过模板进行造型,适应不同的建筑设计需求。

五、可持续发展1.混凝土是一种可再生资源,可以通过回收和再利用来减少自然资源的消耗。

2.混凝土具有较长的使用寿命,可以减少对其他材料的需求。

3.混凝土的生产过程中可以采用环保的方式,减少对环境的污染。

总结:混凝土具有高强度、耐久性、抗压能力强、施工灵活性以及可持续发展等特点。

这些特点使得混凝土成为一种广泛应用于建筑工程中的理想材料。

通过优化配方和施工工艺,可以进一步提高混凝土的性能,并满足不同的建筑需求。

因此,在建筑设计和施工中,混凝土是不可或缺的材料之一。

引言概述:混凝土是一种由水泥、砂、石料和水按一定比例调配而成的人工制品,是建筑行业广泛应用的一种材料。

混凝土具有许多独特的特点,包括强度高、耐久性好、可塑性大、适应性广等。

本文将详细说明混凝土的特点及其对建筑工程的影响。

混凝土材料的可持续性发展

混凝土材料的可持续性发展

混凝土材料的可持续性发展混凝土材料的可持续性发展一、背景介绍随着经济的快速发展和城市化进程的加速,建筑业的需求不断增长,混凝土作为建筑材料中的重要组成部分,也随之得到广泛应用。

然而,混凝土生产和使用也带来了一系列环境和社会问题,如能源消耗、CO2排放、水污染、土地占用等。

因此,建立可持续的混凝土产业链,实现混凝土材料的可持续性发展已成为当前建筑工程领域的重要研究方向。

二、可持续性发展的定义及原则1. 可持续性发展的定义可持续性发展是指在满足当前需要的同时,不危害未来人类和自然界的生存和发展的能力。

可持续性发展应该是经济、社会和环境的一个有机整体,它要求平衡满足人类需求和资源保护之间的关系。

2. 可持续性发展的原则(1)经济可持续性原则经济可持续性原则是指在满足人类物质需求的同时,保证经济发展的可持续性,包括资源的利用和分配、经济增长和环境保护等。

(2)社会可持续性原则社会可持续性原则是指在满足人类社会需求的同时,保证社会的稳定和发展,包括公平、正义、和谐等。

(3)环境可持续性原则环境可持续性原则是指在满足人类需求的同时,保证环境的可持续性,包括生态平衡、资源的合理利用和环境保护等。

三、混凝土材料的可持续性发展1. 混凝土生产的可持续性(1)能源利用混凝土生产需要大量的能源,如果使用化石能源,会导致大量的CO2排放。

因此,采用可再生能源替代化石能源,如风能、太阳能和水能等,是实现混凝土生产的可持续性的重要途径。

(2)原材料利用混凝土生产需要大量的原材料,如水泥、骨料、砂等。

因此,采用可再生资源和废弃物资源替代非可再生资源,如使用再生骨料和废弃物替代天然砂石等,是实现混凝土生产的可持续性的重要途径。

(3)碳排放控制混凝土生产会产生大量的CO2排放,因此,减少CO2排放是实现混凝土生产的可持续性的关键。

采用低碳水泥、使用工业废弃物等降低水泥的烧制温度、控制混凝土的配合比等措施可以有效减少CO2排放。

2. 混凝土使用的可持续性(1)建筑节能混凝土结构具有良好的隔热、隔音、防火等性能,可以减少建筑物的能耗。

混凝土耐久性与高性能混凝土

混凝土耐久性与高性能混凝土

混凝土耐久性与高性能混凝土混凝土是一种广泛应用于建筑、道路和基础设施等领域的建筑材料。

它的优点在于强度高、耐久性好以及成本相对较低。

而在混凝土的应用中,耐久性是一个非常重要的因素,尤其是对于长期使用和恶劣环境下的混凝土结构来说。

为了提高混凝土的耐久性,研究人员和工程师们广泛探索和应用一种被称为高性能混凝土的材料。

一、混凝土耐久性的重要性混凝土在实际使用中需要具备一定的耐久性,以确保其长期的稳定性和可靠性。

混凝土结构如果在短时间内发生严重损坏,除了给使用者带来经济损失之外,还可能造成人身和财产的严重损害。

因此,提高混凝土的耐久性是非常重要的。

二、混凝土的耐久性问题然而,在实际使用中,混凝土结构往往会面临一些耐久性问题,如开裂、腐蚀、渗漏等。

其中,开裂是混凝土耐久性问题中最常见的一个,它不仅会降低混凝土的强度和稳定性,还会导致水分和气体的渗入,从而进一步恶化混凝土的性能。

三、高性能混凝土的定义与特点高性能混凝土是一种相对于传统混凝土而言具有更高强度、耐久性和抗开裂能力的一种材料。

其具有以下特点:1. 高强度:高性能混凝土的强度相对较高,能够承受较大的荷载压力。

2. 优异的耐久性:高性能混凝土具有良好的抗渗透、抗腐蚀和抗冻融性能,能够在恶劣环境下长期使用。

3. 减少开裂:高性能混凝土的配方中添加了控制开裂的措施,能够减少混凝土的开裂问题。

4. 提高耐久性:高性能混凝土在材料的选择和施工工艺上更为严格,能够提高混凝土的整体耐久性。

四、高性能混凝土的应用高性能混凝土由于其卓越的性能和耐久性,被广泛应用于各种建筑、桥梁和水利工程中。

以下是一些常见的高性能混凝土应用:1. 高层建筑:高性能混凝土能够承受较大的荷载和抗震性能,因此在高层建筑中得到广泛应用。

2. 桥梁工程:桥梁作为承载交通的重要组成部分,需要具备较高的强度和耐久性。

高性能混凝土的使用能够提高桥梁的整体性能,并延长其使用寿命。

3. 水利工程:水利工程中的构筑物经常暴露在湿润或潮湿的环境中,高性能混凝土的抗渗性和耐腐蚀性能能够提供更好的保护,并降低维修成本。

论混凝土的发展趋势

论混凝土的发展趋势

论混凝土的发展趋势
混凝土是一种常用的建筑材料,随着科技的发展和人们对环保、耐久性和效能的要求不断增加,混凝土的发展也有着明显的趋势。

1. 高性能混凝土(High-performance concrete,简称HPC):随着工程技术的进步,人们对混凝土强度、耐久性和施工性能等方面的要求越来越高。

高性能混凝土采用优质材料和特殊配方,具有更高的强度和耐久性,能适应各种工程需求。

2. 自修复混凝土:自修复混凝土是指能够自动修复微小裂缝的混凝土材料。

这种混凝土材料可以通过球形微胶囊、纤维和化学物质等方式,在发生裂缝时自动释放修复剂进入裂缝,从而恢复原有的强度和耐久性。

3. 纳米混凝土:纳米材料是近年来发展迅速的一种新材料,它具有优异的力学性能和多功能性。

纳米混凝土采用纳米颗粒作为添加剂,可以显著提高混凝土的力学性能、抗水性和耐久性。

4. 环保混凝土:环保意识的提高促使人们对混凝土材料的环境影响进行更加关注。

环保混凝土包括矿渣混凝土、粉煤灰混凝土、再生混凝土等,它们采用废弃物和再生材料,减少了资源消耗和环境污染。

5. 3D打印混凝土:3D打印技术在各个领域得到了广泛应用,混凝土行业也不
例外。

3D打印混凝土可以通过按照设计图纸逐层堆积混凝土材料来实现复杂结构的建造,提高建筑的设计自由度和施工效率。

总的来说,混凝土的发展趋势是朝着高性能、自修复、环保、纳米和3D打印等方向发展。

这将为建筑行业带来更高质量、更可持续和更创新的建筑解决方案。

高性能混凝土的耐久性分析

高性能混凝土的耐久性分析

高性能混凝土的耐久性分析在现代建筑工程领域,高性能混凝土凭借其出色的性能正逐渐成为主流选择。

然而,要真正理解高性能混凝土的价值,就不能忽视其耐久性这一关键特性。

耐久性,简单来说,就是指混凝土在长期使用过程中抵抗各种破坏因素的能力。

它对于建筑的安全性、稳定性以及使用寿命都有着至关重要的影响。

高性能混凝土之所以“高性能”,很大程度上得益于其在耐久性方面的优势。

与传统混凝土相比,高性能混凝土在原材料的选择、配合比的设计以及施工工艺等方面都有更为严格的要求和精细的控制。

首先,从原材料的角度来看。

水泥是混凝土的重要组成部分,对于高性能混凝土,通常会选用品质更高、强度更大的水泥品种。

优质的水泥能够提供更好的胶凝性能,从而增强混凝土的整体强度和耐久性。

同时,骨料的质量和级配也不容忽视。

高性能混凝土所采用的骨料往往具有良好的坚固性、粒形和级配,这有助于减少混凝土内部的孔隙和缺陷,提高其密实度。

在掺和料方面,粉煤灰、矿渣粉等工业废渣的合理使用是高性能混凝土的一个显著特点。

这些掺和料不仅能够降低混凝土的水化热,减少裂缝的产生,还能改善混凝土的微观结构,提高其抗渗性和抗化学侵蚀能力。

高性能混凝土的配合比设计也是实现其耐久性的关键环节。

通过精确控制水胶比,即水与胶凝材料的质量比,可以有效地减少混凝土中的孔隙率。

一般来说,高性能混凝土的水胶比通常低于 04,从而大大提高了混凝土的密实性和抗渗性。

此外,外加剂的应用也为高性能混凝土的耐久性增色不少。

例如,减水剂能够在保持混凝土工作性能的前提下减少用水量,进一步降低水胶比;缓凝剂可以调整混凝土的凝结时间,避免施工过程中出现冷缝,保证混凝土的整体性。

施工工艺对于高性能混凝土耐久性的影响同样不可小觑。

在搅拌过程中,充分的搅拌时间能够确保各种原材料均匀分布,形成良好的微观结构。

浇筑时,合理的振捣可以排除混凝土中的气泡和多余的水分,提高混凝土的密实度。

养护环节更是至关重要,适当的保湿和保温养护能够促进水泥的水化反应,使混凝土强度充分发展,并减少早期裂缝的产生。

高性能混凝土在工程建设中的施工应用

高性能混凝土在工程建设中的施工应用

高性能混凝土在工程建设中的施工应用高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)是一种具有卓越性能和耐久性的混凝土材料,具有高强度、高抗压性、高耐久性、低渗透性以及良好的耐候性等优点。

在工程建设中,高性能混凝土被广泛应用于桥梁、隧道、大型水利工程、高层建筑等重大工程中,为保障工程的安全、稳定和耐久性发挥着重要作用。

本文将就高性能混凝土在工程建设中的施工应用进行探讨。

一、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,通常可以达到80MPa以上,甚至高达100MPa以上,相比普通混凝土有着更高的抗震和抗风等性能。

2.低渗透性:高性能混凝土具有非常低的渗透性,能够有效阻止水分、气体和化学物质的侵入,提高混凝土的耐久性和抗腐蚀性。

3.良好的耐久性:高性能混凝土在长期使用过程中不易受到环境影响而产生龟裂和损坏,具有较长的使用寿命。

4.施工性良好:高性能混凝土在施工过程中具有较好的流动性和可塑性,适合于复杂结构和繁琐的施工工艺。

5.环保:高性能混凝土的应用可以减少材料使用量和施工工期,减少浪费和对环境的影响,有利于可持续发展。

二、高性能混凝土在桥梁工程中的应用桥梁是高性能混凝土应用的重要领域之一,因为桥梁在使用过程中需要经受来自车辆、风雨等多种外部荷载的影响,而高性能混凝土的高强度和耐久性能可以保证桥梁的安全和稳定。

桥梁结构通常比较复杂,需要使用高性能混凝土进行浇筑,以确保结构的牢固和稳定。

高性能混凝土还可以在节约钢筋的提高桥梁结构的承载能力,降低了工程成本。

隧道工程是一个对混凝土材料要求非常高的领域,因为隧道工程通常需要长期承受地下水压力和地质变形等影响,而高性能混凝土的低渗透性和耐久性可以有效避免隧道结构受损,延长使用寿命。

高性能混凝土也能够提高隧道的抗火性能和抗冻性能,增加了隧道的安全性和稳定性。

在施工过程中,高性能混凝土可以便于进行机械化施工,提高了施工效率。

混凝土建筑中的可持续发展设计

混凝土建筑中的可持续发展设计

混凝土建筑中的可持续发展设计一、引言混凝土建筑是人类历史上最重要的建筑形式之一,它在各种建筑中具有很强的可塑性和可持续性。

但是,随着城市化进程不断加快,混凝土建筑的规模和数量也越来越大,对环境造成的影响也越来越大。

因此,如何在混凝土建筑中实现可持续发展设计是一个非常重要的问题。

二、混凝土建筑的可持续性1. 混凝土建筑的优点混凝土建筑具有很多优点,例如耐久性好、抗震性强、施工速度快、防火性好等。

而且,混凝土建筑可以通过使用混凝土回收料、使用可再生能源等方式实现可持续发展。

2. 混凝土建筑的缺点然而,混凝土建筑也存在一些缺点,例如建造过程中会产生大量的废弃物、混凝土生产过程会消耗大量的能源等。

同时,混凝土建筑的设计也需要考虑空气、水、土壤等方面的环境影响。

三、混凝土建筑中的可持续发展设计1. 混凝土建筑的节能设计混凝土建筑的节能设计可以通过以下几个方面实现:(1)建筑外墙的保温设计;(2)采用高效节能的采光系统和照明系统;(3)采用高效节能的空调系统;(4)采用可再生能源,如太阳能、风能等。

2. 混凝土建筑的水资源管理混凝土建筑的水资源管理可以通过以下几个方面实现:(1)采用雨水收集系统,用于植物浇灌、厕所冲水等;(2)采用低流量的洁具和淋浴头;(3)采用节水型的水龙头和水表。

3. 混凝土建筑的废弃物处理混凝土建筑的废弃物处理可以通过以下几个方面实现:(1)在设计阶段就考虑如何最大限度地减少废弃物的产生;(2)建造过程中采用绿色材料,减少废弃物的产生;(3)将废弃物分类处理,回收利用。

4. 混凝土建筑的绿化设计混凝土建筑的绿化设计可以通过以下几个方面实现:(1)在建筑周围种植绿化植物,吸收二氧化碳和有害气体,减少污染;(2)在建筑上方设置绿化屋顶,减少夏季的热岛效应;(3)在建筑内部设置绿化墙面和绿化庭院,提升室内空气质量。

四、混凝土建筑中的案例分析1. 上海环球金融中心上海环球金融中心是一座高达632米的超高层建筑,采用了多项可持续发展设计,如:(1)建筑采用了高效节能的空调系统,能够在炎热的夏季减少能源消耗;(2)采用了高效节能的采光和照明系统,减少能源消耗;(3)在建筑周围种植大量绿化植物,减少污染。

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超高性能混凝土从 20 世纪 90 年代末才开始应用于建设 工程,对超高性能混凝土力学性能和抗腐蚀性能的研究仍然有 一定的差距。基于此,2005 年德国研究协会(DFG)设立了“可 持续发展的超高性能混凝土建筑”重点项目(SPP 1182)。这里 得到的研究结果有助于全面了解超高性能混凝土的性能和为其 应用于建设工程铺平道路。
混凝土抗冻性试验通常采用 CIF 和 CDF 试验方法 , [15,16] 其中 CDF 方法是根据混凝土试件表面剥蚀量的变化来评价混 凝土抗冻性,而 CIF 方法是根据混凝土试样单位面积的质量 损失率来评价混凝土的抗冻性。混凝土相对动弹性模量降低 到 80% 以下或者剥蚀量为 1500g/m2 时,混凝土已经冻融破坏。 卡塞尔大学和杜伊斯堡 - 埃森大学以及赫尔辛基大学对混凝土 的抗冻性进行大量的试验研究 [4,17,18]。这些试验包括处理方式 (90℃热处理,预损伤),骨料粒径以及纤维增强对超高性能混 凝土抗冻性的影响。杜伊斯堡 - 埃森大学对超高性能混凝土 的研究表明,粗骨料和细骨料混凝土与冻融循环次数和热处理 无关,按照 CIF 和 CDF 试验方法先进行 90℃热处理,然后进 行 112 次冻融循环,没有发现由于冻融应力产生的内部损伤 , [17] 也没有发现由于在样品冻融循环前进行干湿交替养护(60℃ 7 天干燥,7 天毛细管吸入)而产生的抗冻性降低。超高性能混 凝土在经过骤冷后(例如从 90℃降至 8℃),完全破坏。因此 产生微裂缝的试样,在经过 4 次冻融循环已经出现明显的内部 损伤以及相对动弹性模量降低到 70%(图 5)。
钢纤维
的研究表明,有机乳酸的腐蚀能力相对来说最强 [11,12]。在 2 个 试验项目中,都可以观察到由于进行了热处理,抗腐蚀能力降 低的现象,这种现象可能归因于微裂缝对混凝土的削弱作用。 值得一提的是,Franke 等人在试验中发现,超高性能混凝土的 残余承载力在经过化学腐蚀后,大部分表现出抗压强度的增 加。这可能是未水化的水泥熟料与腐蚀性介质发生水化反应的
1 引言
通常所说的超高性能混凝土是指抗压强度等级在 C100/115 (按照 DIN EN 206-1/DIN 1045)以上的混凝土。一般来说,活 性粉末混凝土与超高性能混凝土是不同的,其区别在于活性粉 末混凝土的骨料最大粒径约 0.50mm 左右,而超高性能混凝土 的骨料最大粒径不大于 16mm。
Ludwig 和 Thiel[6] 对在 2vol.%CO2 浓度下养护 28 天的无纤 维超高性能混凝土试件薄切片的碳化进行研究表明 :无纤维超 高性能混凝土 56 天龄期的碳化深度为 10 ~15μm。
卡尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料研究所 (IMB) 也 对超高性能混凝土的碳化性能进行了研究。在 20℃、相对湿 度 65% 的条件下,养护 3 年,未进行热处理的超高性能混凝 土(细骨料)的碳化深度仅为 180μm[5,7]。然而,超高性能混凝 土的钢纤维和石英砂在近表面的区域,在较短的养护时间下, 具有明显的碳化现象,如图 2 所示。在进行 90℃热处理的棱 柱体可观察到相似的结果。魏玛包豪斯大学的 Möser 和 Pfeifer 在试验中也发现了同样的现象 [8]。
与传统的混凝土相比,超高性能混凝土表现出明显致密 的微观结构。卡尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料研究所 利用压汞法(最大汞压为 4120bar)研究,结果表明 :超高性能 混凝土的总孔隙率大约为水泥石的 9vol.%,与 C70/85 等级高 性能混凝土的孔隙率相比,低 40% 多。在此种情况下,高性 能混凝土的毛细孔隙率 Vk(孔隙直径为 0.05 ~ 40μm)约为 超高性能混凝土毛细孔隙率(Vk,UHPC=1.0vol.% 水泥石)的 5 倍。 对超高性能混凝土进行 3 天的 90℃热处理,试验结果表明 : 总孔隙率降低约 40% [5]。
本文简单介绍了 SPP 项目的内容和试验结果,以及其他国 内外研究项目中所获得的关于超高性能混凝土耐久性的研究成 果。优异的耐久性是超高性能混凝土的特征性标志,本文对此 进行了阐述。此外,研究还表明超高性能混凝土也是环保和节 能的建筑材料。
2 孔隙和渗透系数
混凝土吸水系数 W24=0.10kg/(m2h0.5) ~ 0.70 kg/(m2h0.5),高性能 混凝土吸水系数 W24=0.10kg/(m2h0.5) ~ 0.30 kg/(m2h0.5)[1,2],而卡 尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料研究所 (IMB) 研制的纤维 增强超高性能混凝土吸水系数很低,W24=0.05kg/(m2h0.5)。而对 超高性能混凝土进行 90℃热处理,吸水系数会降低大约 54%。 此 外, 超高性 能 混 凝 土的 抗气体 渗透 性比普 通混 凝 土明显 要 高,例如,高性能混凝土的气体渗透系数介于 10-16 ~ 10-18m2, 而超高性能混凝土的气体渗透系数大多数介于 10-18 ~ 10-20m2, 见参考文献 [1,3,4]。据卡尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料 研究所 (IMB) 试验数据显示 :纤维增强超高性能混凝土比无纤 维超高性能混凝土的气体渗透系数大约高 50%。这可能是由于 纤维和水泥基体之间接触带的孔隙较多的原因 [5]。
超高性能混凝土技术的起步较晚,大约十多年前才应用 于工程建设领域。本文介绍了超高性能混凝土的科研概况以及 重点项目“可持续发展的超高性能混凝土建筑”和其他国内外 科研项目的内容。尽管已经证实仍需要对超高性能混凝土的性 能做进一步研究,但与其他混凝土相比,超高性能混凝土具有 优异的耐久性。由于使用寿命长及优良的力学性能,使得超高 性能混凝土成为节能和可持续发展的建筑材料。
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
译文选载
化深度为 1.7mm,与粗骨料的超高性能混凝土相比,活性粉末 混凝土的碳化程度略微高。很显然,碳化发展趋势曲线并不 服从 t 的平方根曲线发展趋势,尤其是非线性增加部分。出现 这种现象一个可能的原因是热处理产生的微裂缝,二氧化碳大 量侵入,这和 Guse 和 Hilsdorf 在高性能混凝土中观测到的现 象一致 [1]。
3 腐蚀条件下超高性能混凝土的性能
正如第 2 节所阐述的,有害介质(液体和气体)在超高性 能混凝土中的迁移非常有限。由于超高性能混凝土的高密实性 能使其具有很高的抗有害介质侵蚀能力。 3.1 碳化
碳化是 一 个扩散 过程,CO2 侵 入混凝 土毛细孔隙系统, 与 羟 钙 石反 应 生 成 方解 石。 这个 过 程 至关 重 要, 如 果在碳 化 超过混凝土保护层时,钢筋钝化膜将受到破坏。卡塞尔大学对 活性粉末混凝土和超高性能混凝土在 90℃低压蒸汽养护下进 行长期的测试 [4],测试结果表明在温度 20℃、相对湿度 65% 的养护条件下活性粉末和超高性能混凝土的碳化与其龄期有关 (见图 1)。混凝土龄期为 180 天时,在混凝土新鲜表面上滴酚 酞酒精溶液测试混凝土碳化深度。同条件养护 3 年,最大碳
63.8
-
-
-
注 :① x[μm],t[d],a[μm/d0.5]
连续稳定的盐酸边界
碳酸盐
侵蚀(HCl,pH=5)
含铁沉淀物
侵蚀(CO2)
图 2 暴露于室外 6 个月的超高性能混凝土 接近钢筋表面的碳化 [7]
3.2 酸腐蚀 卡尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料研究所 (IMB) 和
汉堡技术大学(TUHH)采用无机酸溶液对混凝土的侵蚀作用 进行了大量的研究,研究了不同养护条件(水下 20℃、90℃低 压蒸汽养护)下,酸(HCl、H2SO4, 有机乳酸)和强腐蚀(pH 为 5 ~ 1)环境对粗骨料超高性能混凝土的腐蚀规律。两家研 究机构所用混凝土组分相似,并且卡尔斯鲁厄理工学院混凝土 和建筑材料研究所 (IMB) 和汉堡技术大学(TUHH)所采用的 都是 钢 钎维增强 超高性能混 凝 土。 在每 个 试 验中, 混 凝 土 表 现出不同的抗酸侵蚀能力。在这两所研究机构中,除了目测确 定酸对混凝土的腐蚀深度外,还有相应的计算方法,卡尔斯鲁 厄理工学院混凝土和建筑材料研究所 (IMB) 采用计算钙的质量 来计算酸对混凝土的腐蚀深度,而汉堡技术大学(TUHH)是 根据质子损耗量来计算腐蚀深度的。两种评价方法得到的结 果相同,试验所使用的设备和步骤详见参考文献 [9,10,11]。
原因 [12]。对于腐蚀发展速度可以采用扩散控制理论来解释,以
t 的平方根曲线来表示。表 1 为 IMB 采用预测模型对纤维增强
超高性能混凝土与普通混凝土(无纤维增强)的预测结果 。 [7,8] 图 3 是一个在 pH 值为 5 的环境下盐酸侵蚀 8 周的混凝土剖面。
表 1 纤维增强超高性能粗骨料混凝土(UHPC)和未掺纤维
试验表明,超高性能混凝土抗化学侵蚀的能力(对于活性 粉末混凝土(RPC),称作腐蚀进展)与所使用骨料的最大粒 径尺寸关系不大。卡尔斯鲁厄理工学院混凝土和建筑材料研究 所 (IMB) 对在 pH 值为 5 环境下长时间(365 天)腐蚀情况下的 混凝土研究表明,盐酸腐蚀能力较强 ;pH 值为 3 的腐蚀情况 下,硫酸对混凝土腐蚀能力更强。正如汉堡技术大学(TUHH)
由于用快速氯离子扩散试验来模拟混凝土中氯离子实际
·67·
译文选载
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
的迁移规律具有一定的局限性,因此 IBM 在进行快速渗透试 验后,又进行了长期氯离子扩散试验。将超高性能混凝土试件 浸入 3% NaCl 溶液中(浸入深度为 2 ~ 3mm)。不同时间的氯 离子扩散曲线见参考文献 [5,7]。氯离子扩散与时间的关系曲线 以菲克定律的 2 个模型来计算。通常来说,长期试验所确定的 氯离子扩散系数比快速试验要低(见图 4)。
受侵蚀层 完整无损钢纤维
受腐蚀的 钢纤维
图 3 pH=5、盐酸侵蚀 80 天的纤维增强 RPC 的侵蚀剖面
3.3 氯离子侵蚀 正如混凝土碳化一样,低浓度的氯离子对混凝土不会产
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