国外混凝土进展.pdf

国外混凝土技术新进展 以水泥为胶凝材料生产的混凝土，今天已成为全世界各种各样结构工程建设首选的建筑 材料，这主要是由它的经济性所决定：原材料来源广泛、便宜，施工与维修费用较低廉。使 混凝土技术向前推进的两大驱动力，是加快施工速度和改善混凝土耐久性。 西方工业国于40~70年代曾因为早期强度很高的水泥问世，而当时结构的设计强度尚不 高，于是出现将混凝土以大水灰比、低水泥用量的方式生产，在满足强度要求的前提下易于 施工操作，然而这给混凝土结构耐久性带来后患，尤其是当其暴露于侵蚀性环境工作的条件 下。 在近些年来的进展中，最突出的就是添加高效减水剂制备的“超塑化拌合物”，即用水量 较低，而流动性还非常好的拌合物，硬化后由于孔隙率小，因而强度高且耐久性优异。为使 暴露于侵蚀环境的钢筋混凝土结构寿命长久的目的，运用阻锈剂、环氧涂层钢筋和阴极保护 等，也是同期出现，并且已为众所周知的先进技术途径。 除了加快施工速度和改善耐久性以外，第三种驱动力，即对环境友好的工业化材料，这 方面在未来技术评价中的重要性正在日益增大。本文以下列三方面作为技术评价的基准： A.材料与施工费用 B. 耐久性 C.对环境友好 这里不打算对混凝土技术所有必威体育精装版的进展做一综述，只从近三十年来笔者认为是较为重 大的进展中有选择地进行一简短地回顾。 1 1 11、高效减水剂 Malhotra 在十七年前曾说过：混凝土技术多年来没有什么大的进展，40年代开发的引 气是其中之一，它改变了北美混凝土技术的面貌；高效减水剂是另一个重大突破，它在今后 许多年里将对混凝土的生产与应用带来重大的影响。 事实证明他的预见是正确的：超塑化混凝土、高性能混凝土的应用得到迅速发展，包括 高强混凝土、高耐久性混凝土、高掺量粉煤灰或矿渣混凝土、自密实混凝土、水下抗分散混 凝土、高性能纤维增强混凝土等。 60 年代日本发明的萘磺酸盐与西德发明的磺化蜜胺树脂，是高效减水剂代表性产品。 阴离子的长链化合物吸附在水泥颗粒表面，通过电性斥力使其有效地分散在水中。日本首先 将这种混凝土用于高强桩的生产，七十年代于公路和铁路桥上采用了坍落度中等、强度在 50~80MPa的混凝土梁；在西德，首先将高效减水剂用于水下不分散混凝土，改善粘稠拌合 物的流动性，而无须变化水胶比。由于两者可以同时兼顾，因此如今高效减水剂在全世界到 处都用于生产高强、高流动性和耐久性的混凝土。 萘磺酸盐与磺化蜜胺树脂通常存在坍落度损失快的问题，虽然可以通过在现场后添加的 方式来解决，但这样既费钱又费事。1986年，日本人开发了长效的高效减水剂，它是含羧 酸盐、酰胺或羧酸酐的水溶性化合物。硅酸盐水泥水化形成的碱性溶液逐渐激活高效减水剂， 生成水溶性分散剂，有助于坍落度长时间维持。含有环状聚合物的聚羧酸高效减水剂的开发， 使拌合物能够同时具有高流动度、坍落度长时间保持且高抗离析。萘系与蜜胺系的长效减水 剂商品现在也已问世。 2 2 22、高强混凝土和砂浆 高强混凝土（40MPa）首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构，因为这种建 筑物下部三分之一的柱子，在用普通混凝土时断面很大。除节省材料费用外，与钢结构相比， 加快施工速度也是采用混凝土结构的重要特点，自美国芝加哥在1965年以50MPa 混凝土 浇注Lake PointTower的一些柱子以来，北美和其他国家到处都在用高强混凝土建造高层建 筑。芝加哥79层的WaterTowerPlace 大楼柱子采用了60MPa 混凝土；多伦多的Scotia Plaza Building和西雅图的Twounion SquareBuilding两座建筑物则分别有90 和120MPa强度的混 凝土柱子。 为获得高强度，通常要借助高效减水剂将水胶比降到0.4以下，因此，同时获得的重要 特性就是低渗透性，这是在侵蚀环境中保持长期耐久性的关键。更多的高强混凝土应用是将 耐久性，而不是强度作为首要的考虑。海洋混凝土结构——大跨桥梁、海底隧道和离岸采油 平台，是这种应用的实例。 高流动而不离析是超塑化、高强度混凝土发展的另一个原因，这类拌合物的工作度一般 可用火山灰质或矿物掺合料，如硅粉、粉煤灰、稻壳灰与磨细矿渣来改善。易于泵送和成型 可以显著减少大工程，如配筋密集的钢筋混凝土或预应力混凝土高层建筑、离岸构筑物的施 工费用。 CBC（化学粘结陶瓷）、MDF（无宏观缺陷）水泥制品和DSP（微粒压实产品）是新的 一族高强水泥基材料