高性能混凝土的研究與發(fā)展現(xiàn)狀

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1、高性能混凝土的研究與發(fā)展現(xiàn)狀摘要:闡述了高性能混凝土產(chǎn)生的背景和國內(nèi)外學(xué)者對高性能混凝土的認(rèn)識與定義，并詳細(xì)介紹了高性能混凝土的國內(nèi)外的研究與發(fā)展現(xiàn)狀，同時，還針對高性能混凝土研究與發(fā)展中的一些問題進(jìn)行了探討關(guān)鍵詞:高性能混凝土;定義；耐久性；存在問題高性能混凝土(HighPerformanceConcrete,HPC)是20世紀(jì)80年代末90年代初，一些發(fā)達(dá)國家基于混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計提出的一種全新概念的混凝土，它以耐久性為首要設(shè)計指標(biāo)，這種混凝土有可能為基礎(chǔ)設(shè)施工程提供100年以上的使用壽命。區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高強(qiáng)度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，

2、被認(rèn)為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被各國學(xué)者所接受，被認(rèn)為是今后混凝土技術(shù)的發(fā)展方向。高性能混凝土產(chǎn)生的背景傳統(tǒng)的混凝土雖然已有近200年的歷史，也經(jīng)歷了幾次大的飛躍，但今天卻面臨著前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：(1)隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，各種超長、超高、超大型混凝土構(gòu)筑物，以及在嚴(yán)酷環(huán)境下使用的重大混凝土結(jié)構(gòu)，如高層建筑、跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺、核反應(yīng)堆、有毒有害廢物處置工程等的建造需要在不斷增加。這些混凝土工

3、程施工難度大，使用環(huán)境惡劣、維修困難，因此要求混凝土不但施工性能要好，盡量在澆筑時不產(chǎn)生缺陷，更要耐久性好，使用壽命長。(1)進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，不少工業(yè)發(fā)迗國家正面臨一些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，特別是早年修建的橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施老化問題，需要投入巨資進(jìn)行維修或更新。1987年美國國家材料咨詢局的一份政府報告指出：在美國當(dāng)時的57.5萬座橋梁中，大約有25.3萬座處于不同程度的破壞狀態(tài)，有的使用期不到20年，而且受損的橋梁每年還增加3.5萬座。1991年在提交美國國會的報告“國家公路和橋梁現(xiàn)狀”中指出，為修復(fù)或更換現(xiàn)存有缺陷橋梁的費用需投資910億美元；如拖延修復(fù)進(jìn)程，費用將增至1310億美元。

4、美國現(xiàn)存的全部混凝土工程的價值約6萬億美元，每年用于維修的費用高達(dá)300億美元。在加拿大，為修復(fù)劣化損壞的全部基礎(chǔ)設(shè)施工程估計要耗費5000億美元。在英國，調(diào)查統(tǒng)計了271個工程劣化破壞實例，其中碳化誘蝕占17%,環(huán)境氯鹽銹蝕占33°/。，內(nèi)部氯鹽銹蝕占5°/。，混凝土凍蝕10°%，混凝土磨蝕10°/。，混凝土堿_骨料反應(yīng)破壞9%,疏酸鹽化學(xué)腐蝕4%,其他各種不常發(fā)生的腐蝕破壞7°/。。我國結(jié)構(gòu)工程中混凝土耐久性問題也非常嚴(yán)重。建設(shè)部于20世紀(jì)90年代組織了對國內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)工業(yè)建筑及露天構(gòu)筑物在使用25?30年后即需大修，處于有害介質(zhì)中的建筑物使用壽命僅15?20年，民用

5、建筑及公共建筑使用及維護(hù)條件較好，一般可維持50年。相對于房屋建筑來說，處于露天環(huán)境下的橋梁耐久性與病害狀況更為嚴(yán)重。據(jù)20⑻年全國公路普查，到20⑻年底我國已有各式公路橋梁278809座，公路危橋9597座，每年實際需要維修費用38億元，而實際到位僅8億元。港口、碼頭、閘門等工程因處于海洋環(huán)境，氯離子侵蝕引發(fā)鋼筋銹蝕，導(dǎo)致構(gòu)件開裂、腐蝕情況最為嚴(yán)重。1980年交通部四航局等單位對華南地區(qū)18座碼頭調(diào)查的結(jié)果，有80°/。以上均發(fā)生嚴(yán)重或較嚴(yán)重的鋼筋銹蝕破壞，出現(xiàn)破壞的時間有的距建成僅5—10年。(1)混凝土作為用量最大的人造材料，不能不考慮它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響。傳統(tǒng)混凝土的原材料都來

6、自天然資源。每用It水泥，大概需要0.6t以上的潔凈水，2t砂、3t以上的石子；每生產(chǎn)It硅酸鹽水泥約需1.5t石灰石和大量燃煤與電能，并排放ltC02，而大氣中CO2濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產(chǎn)？昆凝土所消耗的能源和造成的污染相對較小或小得多，混凝土本身也是一種潔凈材料，但由于它的用量龐大，過度開采礦石和砂、石骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。有些大城市現(xiàn)已難以獲得質(zhì)量合格的砂石。另一方面，由于混凝土過早劣化，如何處置費舊工程拆除后的混凝土垃圾也給環(huán)境帶來威脅。因此，未來的混凝土必須從根本上減少水泥用量，必須更多

7、地利用各種工業(yè)廢渣作為其原材料；必須充分考慮廢棄混凝土的再生利用，未來的混凝土必須是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高強(qiáng)都意味著節(jié)約資源?！案咝阅芑炷痢闭窃谶@種背景下產(chǎn)生的。高性能混凝土的定義與性能對高性能混凝土的定義或含義，國際上迄今為止尚沒有一個統(tǒng)一的理解，各個國家不同人群有不同的理解。一般說來，高性能混凝土是指高強(qiáng)、高耐久性、高工作性。一些美國學(xué)者更強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性（北美型），歐洲學(xué)者更注重耐久性（歐，洲型