高性能混凝土的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景

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1、高性能混凝土的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景摘　要：高性能混凝土(HighPerformanceConcrete簡稱HPC)有較普通混凝土更為優(yōu)良的特性，自其產(chǎn)生以來得到了迅速的發(fā)展。本文分析了影響HPC耐久性、施工性能、力學(xué)性能和體積穩(wěn)定性的影響因素。簡要介紹HPC的應(yīng)用情況和存在的問題，并根據(jù)現(xiàn)有情況對HPC的發(fā)展做了預(yù)測。關(guān)鍵詞：高性能混凝土耐久性現(xiàn)狀應(yīng)用發(fā)展前景Abstract:Highperformanceconcrete(HPC)hasspecialcharacterscomparingwiththeordinaryconcrete.Ithasbeendevelopedq

2、uicklysinceitwasfirstpresented.Inthisarticle,analysestheelementsthatinfluencethedurability,mechanicalpropertyandvolumestabilityofHPC,introducestheapplicationofHPCallovertheworldandquestion,andpredicts.Keyword:HPC;durability;currentsituation;application;development;1引言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種超長、超高、超大混

3、凝土構(gòu)筑物以及在嚴(yán)酷條件下使用的混凝土構(gòu)筑物的建造需要不斷增加，此類構(gòu)筑物的施工難度大，對耐久性要求高，普通混凝土已不能完全滿足其需要。同時，近年來混凝土結(jié)構(gòu)在使用過程中出現(xiàn)了大量安全性和耐久性問題，造成了一定的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，高性能混凝土的采用，對促進(jìn)建筑科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、延長建筑物的使用壽命、推動人-建筑-環(huán)境的和諧發(fā)展具有十分重要的意義。2　HPC的性能和研究現(xiàn)狀2.1　耐久性混凝土的耐久性涉及兩方面：一是引起破壞的作用力或破壞力；一是材料對破壞作用的抵抗力。兩種力對抗的結(jié)果決定了材料是否耐久。耐久性破壞主要有：混凝土碳化、氯離子侵蝕、鋼筋銹蝕、堿-骨料反應(yīng)

4、、凍融破壞等。防治耐久性綜合癥常需采取根本措施與綜合措施。根本措施是從根本上提高耐久性，即提高抵抗力，減輕或阻止破壞力；綜合措施是先找出破壞作用的主次、先后、對主因、導(dǎo)因?qū)ΠY施治，抓住矛盾的主要方面予以解決，再及其他。目前，對于HPC耐久性的評定沒有統(tǒng)一的指標(biāo)和方法，對其進(jìn)行試驗(yàn)和評價基本仍沿用普通混凝土的方法和指標(biāo)。52.2　工作性目前僅采用坍落度尚不足以完全反應(yīng)HPC的施工性能，但目前尚未有專門針對HPC的檢測標(biāo)準(zhǔn)。在振搗的過程中，HPC粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振動時間內(nèi)，下沉距離短，穩(wěn)定性和均勻性好。同時，由于HPC的水灰比低，自由水少，且摻入超細(xì)粉，基本

5、上無泌水，其水泥漿的粘性大，很少產(chǎn)生離析的現(xiàn)象。而自密實(shí)混凝土不需機(jī)械振搗，在施工現(xiàn)場無振動噪聲，可進(jìn)行夜間施工，混凝土質(zhì)量均勻，鋼筋布置較密或者構(gòu)件體型復(fù)雜時也可進(jìn)行澆筑，施工速度快，現(xiàn)場勞動小。2.3　力學(xué)性能混凝土的強(qiáng)度有抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度等。由于混凝土是一種非均質(zhì)材料，強(qiáng)度受諸多因素的影響。水灰比是影響混凝土強(qiáng)度的主要因素，對于普通混凝土，隨著水灰比的降低，混凝土的抗壓強(qiáng)度增大，但對于HPC，由于低水灰比下存在攪拌困難、振搗不充分等問題，其強(qiáng)度提高不是無限制的，最高達(dá)到水泥的強(qiáng)度界限。高效減水劑是HPC必需成分，其對水泥的分散能力強(qiáng)、

6、減水率高，可大幅度降低混凝土單方用水量。在HPC中摻入礦物超細(xì)粉可以填充水泥顆粒之間的空隙，改善界面結(jié)構(gòu)，提高混凝土的密實(shí)度，提高強(qiáng)度，不同種類的礦物超細(xì)粉的最優(yōu)置換率和對強(qiáng)度的影響不同。2.4　體積穩(wěn)定性混凝土的體積變形包括收縮變形、彈性變形、徐變變形和溫度變形。體積穩(wěn)定性不良的混凝土?xí)a(chǎn)生收縮開裂，使混凝土的抗?jié)B性及其物理、化學(xué)、力學(xué)性能降低,耐久性下降。影響混凝土體積穩(wěn)定性的因素很多，包括水泥顆粒的細(xì)度、用水量、骨料情況等。2.5經(jīng)濟(jì)性HPC較高的強(qiáng)度、良好的耐久性和工藝性都能使其具有良好的經(jīng)濟(jì)性。HPC良好的耐久性可以減少結(jié)構(gòu)的維修費(fèi)用，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命，收到良

7、好的經(jīng)濟(jì)效益；HPC的高強(qiáng)度可以減少構(gòu)件尺寸，減小自重，增加使用空間；HPC良好的工作性可以減少工人強(qiáng)度，加快施工速度，減少成本。前蘇聯(lián)學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)用C110~C137的HPC替代C40~C60的混凝土，可以節(jié)約15%~25%的鋼材和30%~70%的水泥。雖然HPC本身的價格偏高，5但是其優(yōu)異的性能使其具有了良好的經(jīng)濟(jì)性。3　HPC的應(yīng)用情況和存在的問題與普通混凝土相比，高性能混凝土彈性模量高、變形小、剛度大、穩(wěn)定性好，耐久性、抗?jié)B性好，高性能混凝土結(jié)構(gòu)的維修和重建費(fèi)用少，工作壽命長。高性能混凝土在國內(nèi)外的工程中得到了廣泛應(yīng)用