高强混凝土的研究应用和发展趋势

高强混凝土的研究应用和发展趋势

本文对高强混凝土当前的技术水平及研究现状进行综述，对高强混凝土的工程应用情况与标准化情况进行介绍，对高强混凝土的发展趋势和推广应用的发展趋势进行了研究探讨。

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高强混凝土早在上世纪60年代就在欧美等发达国家得到推广使用。发达国家经过多年的发展，高强混凝土在其预拌混凝土公司基本都能够生产出来，在房屋、桥梁、道路、港口建设等方面得到了广泛应用。

高强混凝土作为新型建筑材料，是建设部推广的十项新技术之一，一直受我国政府的高度关注。高强混凝土的广泛推广，能够节约资源、保护环境、并且对提高资源综合利用效率等方面有着重要推动作用，因此，作为公路、铁路、水工、建筑等行业部门研究推广的新技术之一的高强混凝土，在2004年的《工程建设中钢铁、水泥应用的可持续发展战略》中明确指出加大高强混凝土的升级，建议将C100-C160混凝土作为高端战略，把我国争取建设成为世界高强高性能混凝土技术强国。

1、高强混凝土的研究现状

在高强混凝土的制备技术中，国内外科研人员进行了系统研究。降低水灰比可以采用高效减水剂，过渡区界面结构的改善可以通过添加矿物掺合料，用来消耗水化产物中的氢氧化钙，改善混凝土生产施工工艺可以使用“水泥裹砂搅拌工艺”和“高频振捣成型工艺”等。如果需要降低混凝土拌合物的黏粘度可以选择较低单位的水和水泥用量，采用优质砂石、高强水泥等原材料，这也是高强混凝土配合比设计的重要点。

近年来，我国混凝土为了缩短与发达国家的技术差距，对高强混凝土的研究和推广应用格外重视，进行了一系列的应用研究，例如高强混凝土的收缩裂缝、自收缩规律、配置技术和施工技术等。同时，为了能够推广高强混凝土，使高强混凝土得到普及，在国家“七五”、“八五”重点科技项目；国家“九五”、“十五”科技攻关项目；国家“十一五”科技支撑计划；国家“863”计划项目中以及其他一系列各类专项基金课题研究中都对高强混凝土的研究应用和发展趋势有针对与涉及。

关于高强混凝土方面的研究，中国建筑科学研究院近年来对此展开了大量的工作，主持了大量的相关科研项目，并且承担了重大的高强混凝土技术服务项目。例如，沈阳富林大厦C100级混凝土、上海中技C60～C80预应力混凝土离心方桩耐久性技术研究等技术项目的承担。因此，我国高强混凝土方面得到了飞跃发展。与此同时，高强混凝土的强度也在活性粉末混凝土等新型混凝土的深入研究中得到了不断的提升。

发展推广高强混凝土的工程应用，并且让高强混凝土的应用更加提高工程质量。因此，高强混凝土在工程应用中的问题受到广泛关注，其性能被许多研究人员进行了系统研究：

1.高强混凝土的脆性

研究表明，当高强混凝土的应变值达到3%0时，其实际承载能力已经接近零，同样的应变值对于普通混凝土而言，其承载能力仍然能够保持在一半以上，高强混凝土的脆性问题显而易见。高强混凝土的脆性致使混凝土在应变值还很高时，就出现可用肉眼观察到的裂缝，对工程质量造成了严重影响。对此，国内外研究人员进行了大量的研究，研究观点大致可分为两种：一种观点是以GProkopski科学家为代表的，认为混凝土的脆性受界面过渡区的影响，可通过改善其界面性能，提高断裂韧度和承载能力；另一种观点是以徐世娘为代表，认为混凝土的断裂韧度与骨料的最大粒径有关，改善提高混凝土的韧性可以通过采用高强韧度的骨料。在目前的研究与工程实践中，多采用掺入纤维、聚合物等改善混凝土的脆性，提高其韧度。但是，高强混凝土的脆性问题仍然没有从根本上解决，其研究和改进措施仍然是研究热点和难点。

2.高强混凝土的抗裂性

高强混凝土在发展推广中因在工程的应用中存在着易开裂的问题，而且其开裂敏感性远远超过普通混凝土，受到了阻碍。经过研究，高强混凝土的开裂有很多因素，包括其材料性能、结构荷载、应用环境等。高强混凝土的开裂性不解决就难以在市场推广，因此，国内外科研人员对如何增强高强混凝土的抗裂性进行了研究，研究表明，外界气温、水泥水化热产生的内部气温等产生的变形都会造成高强混凝土开裂。提高混凝土抗裂的基本途径是减小其收缩，可以通过在高强混凝土中掺加纤维、减缩剂等成分，提高其抗裂性。但是在具体应用中，如何长时间维持其抗裂性仍然是研究的重点。

3.高强混凝土的耐高温性

高强混凝土在高温下会受到严重破坏，尤其是在火灾等温度速升的情况下，高强混凝土甚至会发生爆裂现象。虽然经过长期大量的研究和实验数据，掺入少量的聚丙烯纤维和钢纤维能够改善加强高强混凝土的耐火耐高温性，但是没有在实际应用中进行质量检测，并且缺乏规定和措施。

2、高强混凝土的工程应用及发展趋势

高强混凝土体积稳定、经济合理、环保节约，是未来混凝土发展的趋势。在世界范围内房屋建筑物的建设中发挥着重要作用，我国对高强混凝土的应用发展尤为重视，在多个城市的工程中采用高強混凝土，不仅节约工程成本，而且应用效果良好。在桥梁工程等领域，高强混凝土通过掺入新成分，提高其抗侵蚀性，而且结构轻，得到了很好的推广应用。在混凝土制品领域，制备管桩、桥梁构件、

轨枕等建筑制品中，高强混凝土得到了较高的利用，同样，由于高强混凝土的耐久性，在港口和海洋工程领域等领域都得到了应用发展，其中码头建设、采油平台的建筑中多采用高强混凝土。沈阳市是我国最早采用高强度混凝土的城市，具有代表性的工程有沈阳富林大厦，主要应用了C100高强度混凝土，在1997年建成的上海金茂大厦，其高度为420.5米，采用的高强混凝土型号为C60，或者在2009年广州所建成的国际金融中心，高度为103层，主要采用了C60-C100高强混凝土，在施工的时候将C100高强混凝土一次性成功泵送到400多米的高度，从而开创了混凝土泵送新高度。