高性能混凝土的研究.doc

高性能混凝土的研究学科前沿讲座作业 班级：材化0901 姓名：温志强 学号：091501316高性能混凝土的研究摘要：高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。本文介绍了国内外混凝土材料的发展现状，论证了高性能混凝土的研究现状和发展趋势。目前，混凝土正在向高强、高性能和生态化的方向发展，绿色高性能混凝土是混凝土材料的发展方向，其应用前景将越来越广阔。关键词：混凝土 超高强混凝土 高性能混凝土 纤维增强混凝土 绿色高性能混凝土一 高性能混凝土优点1、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。 2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。 3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 4、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。 概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价。 二 混凝土技术新进展 从1824年波特兰水泥发明开始，混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。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。人类进入21世纪，随着科学技术的快速发展，一种又一种新型混凝土涌现出来。 中国论文网DeKojr2三 以下是四种典型的高性能混凝土 (1)超高强(活性细粉)混凝土:在混凝土中掺人超细粉物质，可以使硬化水泥石结构致密，孔径细化，改善界面结构，具有高的抗渗性、耐久性和强度，即在混凝土中掺人超细粉物质可以改善高强混凝土的结构并提高其性能。3 (2)机敏型高性能混凝土:自身诊断、自身控制、自身修复等机敏能力功能的机敏型高性能混凝土，如自密实混凝土、内养护混凝土、承受高温的高强混凝土。(3)普通混凝土的高性能化：普通混凝土的高性能化在公路路面研究上有其重要作用，但国内外大量研究与生产应用的高性能混凝土均属于高强度水泥混凝土，基本上是C60以上，此时面临的问题出现了，就是高强度导致了高脆性，如果直接用于路面有不可克服的缺点。（4）纤维增强混凝土：纤维和水泥基料（水泥石、砂浆或混凝土）组成的复合材料的统称。水泥石、砂浆与混凝土的主要缺点是：抗拉强度低、极限延伸率小、性脆，加入抗拉强度高、极限延伸率大、抗碱性好的纤维，可以克服这些缺点。4 四 高性能混凝土在我国的应用和发展 提高混凝土强度是发展高层结构、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强高性能混凝土可以减小截面尺寸，减轻自重，获得较大的经济效益。高强高性能混凝土近年来在高层建筑、大跨桥梁、海上建筑、公路等建设中采用愈来愈多。C50以上的高强及C80以上超高强高性能混凝土仅在经济发达的城市或地区的推广应用较为普及。但在实际工程中，国内混凝土强度最高达到C130。 中国论文网DeKojr555 五 绿色高性能混凝土5.1 研发绿色高性能混凝土的必要性 1990年美国首先提出了高性能混凝土HPC，得到了世界各国和专家的认可，法国政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑公司等单位开展了高性能混凝土的研究。1996年，法国公共工程部和教育与研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000，投人了600万美元作为研究经费。1994年，美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施施工中应用高性能混凝土的决议，并决定在10年投资2亿美元进行研究。绿色是绿色环保，人类社会越发展，对绿色环保的要求越迫切。水泥和混凝土堪称为世界上耗用量最大的材料，在我国尤其如此。我国人多地少，资源缺乏，同时也是世界上能源消耗的大国，以水泥和混凝土为例，我国水泥的年产量大约9亿吨，占世界水泥产量的三分之一，混凝土产量约12亿m，世界混凝土年产量大约30亿m，混凝土的大量使用，需要大量水泥，水泥的生产又极大地影响了环境，直接影响子孙后代的生活，所以绿色高性能的发展是势在必行。绿色高性能混凝土的研究及使用，既保护了环境，又提高了混凝土的性能。以粉煤灰为例，现已研发与使用的绿色高性能混凝土，绝大部分把粉煤灰作主要掺料，粉煤灰是工业废料，如不很好利用，会对环境造成二次污染，在绿色高性能混凝土中采用粉煤灰，既解决了二次污染，又降低了混凝土的成本，同时提高了混凝土的性能，主要表现在提高了混凝土的耐久性和工作性。1991年美国在提交国会国家公路与桥梁现状的报告中指出，为了修理或更换现已存在缺陷的桥梁，需投资91亿美元，如拖延维护进程，费用将增至1310亿美元，美国每年用于混凝土维修的费用大约300亿美元。我国是发展中国家，在工程建设中基本没有维修费用，工程费用主要在新建工程，站在历史的角度，站在发展的角度，研究混凝土高性能的意义巨大。5.2 研发绿色高性能混凝土的可行性 绿色高性能混凝土是混凝土发展的方向，是我国国情的需要，是建筑工程发展的需要，是为了子孙后代造福的需要，2005年建设部发布了关于进一步做好建筑业10项新技术推广应用的通知(建质(2005)26号)文件中第2项即是“高性能混凝土技术”。原建设部部长汪光熹在第2届国际智能绿色节能大会上表示:中国将大力开展科技创新以支援和促进行业发展，将对既有建筑节能改造成套技术，低能耗大型公关建筑技术等加快技术公关，推动以节能、节地、节水、节材和环保为核心的建筑技术发展，逐步提高绿色建筑比重。因此，研发绿色高性能混凝土体现科学发展观，是利国利民，惠及子孙之事。上述这些都为绿色高性能混凝土的研究与应用打下了良好的基础。5.3 绿色高性能混凝土的发展 1997年3月的“高强与高性能混凝土”会议上，吴中伟院士首次提出“绿色高性能混凝土(GHPC)”的概念，并指出:GHPC是混凝土的发展方向，更是混凝土的未来。提高混凝土的绿色度，可以节约更多的资源与能源，将对环境的破坏减到最小。人类已经进人21世纪，混凝土应该更多地掺加工业废渣掺和料，更多地节约水泥，有更高的强度和耐久性。事实上，许多工程如大体积水工建筑、基础等对强度要求不高，但对耐久性、工作性、体积稳定性、低水化热等有很高要求，都应采用HPC。例如日本跨海明石大桥基墩混凝土(50万m)要求高耐久性、高抗冲刷性与低升温，而强度只要求20MPa，使用的就是掺加了复合外加剂与复合细掺料的HPC。由此可见，高性能混凝土并不一定强调高强，我国目前也己完成了普通混凝土的高性能化的研究和应用。纳米混凝土、再生混凝土、免振捣自密实高性能混凝土等都是绿色高性能混凝土。绿色高性能混凝土已被广泛应用于市政工程、民用建筑和工业建筑，与普通混凝土相比，高性能混凝土具有更好的施工性能和耐久性，同时可以更多地利用工业废渣及其它废弃物，有良好的经济指标和环保意义，因此，绿色高性能混凝土是混凝土的发展方向。结论：伴随着现代工程建设的突飞猛进和科学技术的不断发展，环境问题越来越严重，绿色高性能混凝土的广泛应用，不仅对高性能混凝上进行质量控制，以保证施工质量，而且还对环境保护做出一定贡献，从而充分发挥绿色高性能混凝土材料优势，就显得非常之重要。本文从原材料、配合比设计、生产施工及合格验收等质量控制环节和环境保护方面，对高性能混凝土的质量控制和广泛应用进行了初步研究。参考文献：1 刘娟红，宋少民编著 绿色高性能混凝土技术与工程应用 中国电力出版社 2011-1-12 中建商品混凝土有限公司 混凝土低碳技术与高性能混凝土 机械工业出版社 2011-1-13 冯乃谦主编 高性能混凝土结构 机械工业出版社 2004-014 中国土木工程学会 高强与高性能混凝土及其应用 中国土木工程学会出版