高性能混凝土的发展及应用.总结

高性能混凝土的发展及应用

杨绍华

[摘要]：自1994年开始，我国应用高性能混凝土已经10多年，在不断研究和应用中，国内外学者对高性能混凝土的内涵理解也在不断地完善，也更加贴合实际工程应用。聚丙烯纤维混凝土作为一种高性能混凝土，具有很多优秀的性能。进入21世纪，全球都在提倡节能环保，所以混凝土为了避免被淘汰，近期较好的解决途径就是发展高性能混凝土-绿色混凝土。

[关键词]：混凝土；高性能混凝土；聚丙烯纤维混凝土；绿色混凝土Development and Application of High Performance Concrete

YAO Kai-cheng

（Kunming University of Science and Technology，Kunming）

Abstract：We have already used high performance concrete for more than ten years from 1994. In the continuous research and application, Scholars at home and abroad to the understanding of the essence of the high performance concrete has been perfect, this kind of understanding is also better close to engineering application. Polypropylene fiber concrete, as a kind of high performance concrete, has a lot of good performance. In the 21st century, people over the world all call on saving energy and protecting environmental, so recent the development of the high performance concrete-green concrete is the good solution to avoid being knocked out.

Key words：concrete；high performance concrete；polypropylene fiber concrete；green concrete

从1924年波特兰水泥的发明算起，混凝土材料至今已有100多年的历史。混凝土已广泛应用于土木建筑、交通运输与海洋开发等方面，甚至航天工业也有混凝土的足迹，为人类的文明与建设做出了巨大的贡献。混凝土100多年来的应用与发展过程也是强度与性能不断提高的过程。如果按其强度和性能提高划分其

发展过程，混凝土可以简单地划分成普通混凝土、高强混凝土与高性能混凝土。

普通混凝土的抗渗性低，耐久性差，工作寿命短。在普通混凝土大量应用的基础上，发展了高强混凝土，它的渗透性低于普通混凝土，但高于相应强度等级的高性能混凝土，但并不一定具有高的耐久性。高性能混凝土是在高强混凝土的基础上发展起来的，它具有高抗渗性与高耐久性。自从1994 年清华大学向国内介绍和发起应用高性能混凝土以来, 高性能混凝土国内土建工程中得到了较多的应用。

1.国内高性能商品混凝土的研究进展及成果

中国对高性能商品混凝土的研究基本与国际同步。自上世纪90年代初期国家自然科学基金支持高性能商品混凝土研究开始，在多个国家大型科研项目的支持下，我国在高性能商品混凝土新材料研发、耐久性控制、设计和施工技术等方面取得突破：开发了多品种的工业废渣掺合料，通过物理活化和化学活化解决早期活性、抗裂、收缩等问题，并大量应用；从控制各种原材料的氯离子和含碱量入手控制商品混凝土的碱-集料反应和钢筋锈蚀反应，全国很多地区和大型工程都建立了碱—集料反应分布图和安全集料矿山；清水商品混凝土技术及自流平商品混凝土制作的大型体育馆看台、盾构管片、大口径预应力钢筒商品混凝土管都达到国际领先水平。

国内外通过近20年的研究和实践，已经得出一些制备高性能商品混凝土的具体技术措施：水泥、集料、掺合料的性能对商品混凝土耐久性影响很大，对其品种需加以认真选择。商品混凝土配合比设计时，尽量减少水泥用量和用水量，降低水化热，减少裂缝，提高密实度；合理使用减水剂和引气剂，改善商品混凝土内部结构；掺入足量的矿物掺合料，提高商品混凝土耐久性能。按照使用环境设计相应的商品混凝土保护层厚度，预防外界气体和液体介质渗入内部，腐蚀钢筋。商品混凝土工程拌制过程中应提高商品混凝土拌合物的和易性，并减少用水量；大体积商品混凝土的浇筑振捣应控制商品混凝土的温度裂缝、收缩裂缝、施工裂缝；商品混凝土浇筑后，应进行充分合理的振捣，提高商品混凝土密实度和抗渗性，加强养护，减少商品混凝土裂缝。结构在使用阶段还应注意检测、维护和修理，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此。提高商品混凝土耐

久性需要从原材料选择、配合比设计和结构设计、施工和后期维护等环节加以重视。

目前全世界都已经把高性能商品混凝土的研究重点集中到商品混凝土服役寿命的设计方面。国际结构商品混凝土联合会在2006年6月提出了全概率方法的寿命设计流程图，法国土木工程师学会在2007年提出了商品混凝土结构服役寿命设计指南，欧盟也正在研究提出一个过渡的基于性能的耐久性设计方法。我国的GB/T50476-2008《商品混凝土结构耐久性设计规范》也是吸纳了最新的国内高性能商品混凝土耐久性研究最新成果，根据商品混凝土的环境条件进行分级，规定商品混凝土的最大水胶比和最小水泥用量等参数来进行耐久性设计。商品混凝土服役寿命的设计研究建立的耐久性模型尚有许多不确定因素，有些模型参数还不能量化，确定这些参数的难度较大，另外还缺少重复性好的测试方法，对有些破坏类型还缺少可靠的模型，如干湿循环和硫酸盐腐蚀等。

随着我国建筑事业的蓬勃发展，建筑材料用量不断增加，尤其混凝土的用量每年均在15亿立方米以上。如此庞大用量势必导致混凝土的浪费并易造成_些工作质量问题，同时还会污染环境，这就需要发展高性能混凝土来缓解这一矛盾。另一方面，高效预应力混凝土所用的高强低松驰钢纹线已生产出来，强度达到，并能大量供应，而混凝土的技术发展水平与钢材的发展水平还不相匹配。所以发展高性能混凝土是必然的趋势。

其次，实现社会的可持续发展也是发展混凝土必须考虑的问题，人类已经进人21世纪，混凝土应该更多地掺加工业废渣掺和料，更多地节约水泥，有更高的强度和耐久性。高性能混凝土将向绿色绿色混凝土发展。这样，高性能混凝土(HPC)应该具有下列特征：

(1)更多地节约熟料水泥，降低能耗与环境污染；

(2)更多地掺加工业废料为主的细掺料；

(3)更大地发挥混凝土的高性能优势，减少水泥与混凝土的用量。

2.用高性能混凝土特点、分类及工程应用

高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能