浅谈高性能混凝土的应用及发展.doc

浅谈高性能混凝土的应用及发展 摘 要 近年我国经济技术高速发展，综合国力显著提高，随着国家基础建设步伐的加快，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。 本文主要介绍了阐明了高性能混凝土的特性，高性能混凝土在工程建设中的应用，提出了高性能混凝土面临的几个问题及解决办法，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，高性能混凝土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；HPC的应用；HPC面临的问题及解决办法 在波特兰发明水泥之后的100多年里，混凝土也取得了具大的发展，它是以水泥为胶结材由普通混凝土阶段逐渐发展到了高性能混凝土阶段。在混凝土发展的过程中，他也渐渐的成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构的首选材料，用量逐渐增大，已经成为土木工程中最大宗的人造材料。有资料显示，我国现在每年混凝土用量约109立方米，而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。但是现在建筑施工有了很大的发展和进步，其对混凝土的要求也越来越高，特别是在耐久性、工作性、强度和体积稳定性等方面。而传统的混凝土在这些方面都有很多缺陷，已不能满足现在工程施工的需要。 令人庆幸的是自进入新世纪以来，各种新型混凝土也伴随着科学技术的快速发展而涌现出来。它们都有一个共同特点，那就是作为最主要的建筑结构材料，其本身具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，既具有高性能的特点。这符合了现代建筑对施工材料的要求。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。 一、高性能混凝土的概念 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，利用现代技术，用优质水泥、集料、外加剂及活性掺合料制备的一种性能优良的新型混凝土.[1]有可为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。与传统的混凝土相比，高性能混凝土在高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等方面表现出良好的效果，因此被冠以“目前全世界性能最为全面的混凝土”的称号。但是不同的国家或组织对HPC有不同的解释。欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会认为水胶比低于0.40的混凝土就可以称作是HPC。而在日本，免振混凝土（或者称为流态的自密实混凝土）被认为是HPC。另外，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。以上对HPC的解释不相同的原因是他们的侧重点不同。例如，美国人对混凝土的强度和尺寸稳定性要求较高，但是欧洲学者更注重耐久性而日本专家侧更关心高工作性。但是他们有一个共同特点，即HPC的高耐久性。 二、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： 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，能保护钢筋不被腐蚀，在冻融化学物质侵蚀等恶劣环境下保持良好地状态，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.工作性。混凝土拌合物具有较高的流动性，混凝土在成型中不分离、不离析，易充满模型。不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。同时，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，基本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。 3.力学性能。由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多因素的影响，水灰比是影响混凝土强度的主要因素，对于普通混凝土，随着水灰比的降低，混凝土的抗压强度增大，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力强、减水率高，可大幅度降低混凝土单方用水量。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善界面结构，提高混凝土的密实度，提高强度。 4.体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。 5.经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加快施工速度，减