生态建筑材料之高性能混凝土.pptx

普通混凝土存在的普遍问题及研究途径 〔一〕自重大问题 混凝土自重相对于钢材较低，但由于目前普遍使用的混凝土强度较低，那么其单位重量的比强度就很低，不能满足未来超高层、超大跨度以上结构的需要。这个问题从以下两方面考虑 1、正确利用自重大的特性 用于防核辐射，深气油井建筑 2、提高比强度 提高途径： 1〕选高强轻集料或人造轻骨料 2〕设计超高强混凝土 强度提高一倍，就相当于自重下降一半。但随着强度的提高，混凝土的脆性也明显上升，配制??工艺不成熟，强度不稳定。;〔二〕耐久性问题 混凝土在恒温、恒湿的洁净空气中，耐久性很好，但复杂的环境主要从下面几个方面影响其耐久性 1、温差变化的热胀冷缩 混凝土中不同相其温差变形系数不同，因此在不同的相界面产生的应力不同。 2、冻融破坏 3、化学侵蚀 4、流动淡水侵蚀和气蚀 5、磨蚀 6、碱集料反响 高性能、高耐久性混凝土的研究和使用是提高混凝土耐久性的根本方法.;耐久性问题实例: 1、日本海沿岸,许多港湾建筑、桥梁等,建成后不到10年时间,混凝土外表开裂、剥落,钢筋锈蚀外露---碱集料反响所至 日本的鸟取县境内，有一座钢筋混凝土桥，由于碱骨料反响造成严重破坏，到达了不可修复的程度，被炸掉重建。 2、北京三元立交桥桥墩，建成后不到两年，个别地方发生“人字形〞的裂纹，也认为是碱集料反响所至。 3、1987年，山西大同的钢筋混凝土大水塔突然毁坏，水流象山洪爆发一样的冲下，造成很大的人员伤亡和建筑设施等严重毁坏——渗漏造成钢筋锈蚀，混凝土断裂而毁坏。;维修费用高昂的实例： 1、1980年，美国有56万座公路桥因使用除冰盐引起混凝土剥蚀和钢筋锈蚀，其中有9万座需要大修或重建。经济损失超过了63亿美元。 2、桥梁方面，目前已有253000座桥的桥面板不同程度的劣化，而且每年还以35000座的速度增加，修复这些桥面板需要500亿美元，而维修或更换所有劣化的混凝土结构将花2000亿美元。 可见，工程事故和惊人的维修费用说明，在结构设计时，对使用材料的耐久性应象力学性质一样予以仔细的考虑。 ;〔三〕高脆低韧问题 高脆低韧是素混凝土材料固有的问题，国此，只有通过改变混凝土的组成才能解决，解决的途径 1、微观复合化 引入具有一定的柔韧性的物质，如高分子材料或纳米材料 2、细观复合化 是目前采用最多的方法，即引入分散高强高韧纤维 3、宏观复合化 即钢筋混凝土和钢管混凝土;〔四〕功能单一问题 目前的混凝土大多只满足力学、保温隔热等要求。但随着建筑的智能化和多功能化，必然要求混凝土具有多种功能，如：兼有力学、保温、调湿功能的混凝土；兼有力学、导电、导航功能的混凝土；兼有力学、调湿、自报警功能的混凝土；兼有力学、自控湿、自愈合功能的混凝土；兼有力学、补偿收缩、防水功能的混凝土等等，即功能型、智能型混凝土： 研究途径： 兼有力学、补偿收缩、防水功能——在混凝土中加一定的膨胀剂、防水剂 兼有力学、导电、屏蔽功能的混凝土——在混凝土中参加导电纤维〔碳纤维、钢网等〕 兼有力学、自诊断功能的混凝土——参加可在应力下产生电流或改变电阻的物质〔碳纤维等〕 有自控温、自愈合功能的混凝土——参加含粘结液的空心玻纤或胶襄，在混凝土受力开裂后，自动释放粘结液，以修补裂隙。;〔五〕环保问题 1、再生混凝土 2、消化其他建筑垃圾和工业废料的混凝土 普通混凝土开展方向: 绿色、高性能混凝土;第一节 高性能混凝土(High Performance Concrete简写为HPC); 研制HPC的主要技术途径和措施;正确选择原材料;一、选用优质、符合要求的水泥 1、基于低水胶比及良好的施工和易性的要求，高性能混凝土所用水泥要与所加的高效减水剂有很好的相容性。C3A和碱含量高的水泥与减水剂的相容性往往要差。 2、注意水泥的颗粒形状和颗粒级配 用球状水泥：改善水泥粉磨工艺制得外表无裂纹且呈圆球状的水泥颗料，以减少水泥的平均粒径和微粉量，使其具有高的流动性和填充性。在保护混凝土拌合物坍落度相同条件下,球状水泥的用水量较普通水泥降低10%左右. 用调粒水泥：将水泥组成中的粒度分布进行调整，提高胶凝材料的填充率。 用活化水泥: 将粉状超塑化剂与熟料混磨即能制得,或将粉状超塑化剂与矿物质材料混磨制成活化填料,取代局部水泥,制得需水量低的胶结料,活性大大提高.;二、选用优质砂石骨料 1、骨料的级配要好 空隙率要低:到达相同流动性时,水泥浆的用量低,混凝土的自收缩变形低,水化热低,体积稳定性好,对强度耐久性均好. 评价指标:骨料的质量系数 K=MZ·(50-P) K-骨料的质量系数