高性能混凝土试验研究
高性能混凝土结构试验研究
吴欠欠 1
（1.大连大学，辽宁大连 226611）
摘要：高性能混凝土的性能需要不断地试验以了解其详细的参数，对两个方面的混凝土性能进行了试验研究。一是早期开裂是高性能混凝土应用中经常出现的问题，这不仅影响混凝土的外观质量，也给混凝土的耐久性带来不利影响。针对这一问题，利用平板法约束试验，研究自然环境下不同水胶比，大掺量粉煤灰以及聚丙烯纤维对海工高性能混凝土早期开裂的影响。二是高性能混凝土在工程中应用越来越广泛。本文对配筋和未配筋的高性能混凝土徐变进行了深入的试验和理论分析。对 12 个高性能混凝土试件进行了为期 360 天的分析研究。
关键词：高性能混凝土；早期开裂；聚丙烯纤维；大掺量粉煤灰；徐变
Abstract: In order to understand the performance of high performance concrete . There were two aspects
of the test had been gong .The first is early-age cracking is a recurrent problem in the application of high performance concrete，it not only affects the outward appearance quality of concrete but also brings adverse effect on durability of concrete. Aiming at this problem. The influences of different water-binder ratio，large volume fly ash and polypropylene fiber on early cracking of maritime high performance concrete by using flat-restraint test on the natural environment were studied . The second is high performance concrete is widely used in different projects now．The creep of high performance concrete members is deeply analyzed，and the creeps of 12 specimens are measured in 360 days．
Key words: high performance concrete；cracking at early age；polypropylene fiber；high volume fly ash；creep
0 引言
目前正是我国经济高速发展的时期，由此也带来了我国混凝土建设的高峰。许多耗资巨大的重要建筑（构筑）物，如高层建筑、超高层建筑、大型公共建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、海岸和近海岸工程已经建成或正在兴建。这些重要的基础设施大部分是混凝土结构且耗资巨大，一般要求的使用期限是100 年以上。日本和欧美国家已提出500 年服役寿命的要求和概念。目前已建工程因结构高度和耐久性要求的提升，普通混凝土已经不能满足要求。海洋工程中钢筋与混凝土材料受海洋环境的侵蚀作用而过早破坏的现象非常严
重，因此这类混凝土的耐久性也是土木工程界关注的焦点问题。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，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100 年以上的使用寿命。以高耐久性为主要目标的高性能混凝土越来越受到人们的重视，理论上高性能混凝土密实度高，抗渗性好，具有更高的耐久性和使用寿命，然而近几年来人们发现以低水胶比、高胶凝材料和超细矿物掺合料、大坍落度为基本特征的HPC 也存在易裂性，而且早期裂缝出现的时间比传统的混凝土还要早[1]。早期裂缝的出现大大降低了混凝土的耐久性，阻碍了高性能混凝土的进一步推广使用，因此研究如何控制和减少高性能混凝土的早期开裂显得尤为重要。
高性能混凝土的性能有很多影响因素，这里对徐变和早期开裂问题进行研究。对于海工高性能混凝土早期开裂的因素有，其中包括水胶比、水泥品种、水泥用量、矿物掺合料、外加剂、砂率、骨料、养护条件等。本试验利用平板法约束试验，研究自然环境下不同水胶比，大掺量粉煤灰以及聚丙烯纤维对海工高性能混凝土早期开裂的影响。
1 试验一材料及试验方案
1.1 试验材料
水泥（C）：普通硅酸盐水泥P·O 42.5R 级；细集料（S）：河砂，细度模数2.7；粗集料（G）：碎石，粒径5~25 mm，连续级配；粉煤灰（FA）：丹东某电厂产I 级粉煤灰；减水剂：聚羧酸高效减水剂；聚丙烯纤维：辽宁巨欣丝状纤维1、2号。
1.2 试验方案
1.2.1 配合比设计
配合比设计参考青岛海湾大桥配合比设计，设计C40高性能混凝土，根据坍落度要求调整减水剂用量，坍落度范围（18±2）cm。F1、F2、F3分别为粉煤灰取代水泥量30%、45%、60%；P1、P2、P3聚丙烯纤维为辽宁巨欣丝状纤维1号，掺量分别为0.6、0.9、1.2 kg/m3，P4为辽宁巨欣丝状纤维2号，掺量为0.9kg/m3；F1P4、F2P4为双掺纤维和粉煤灰，纤维均为2号，掺量为0.9 kg/m3，粉煤灰取代水泥量分别为30%、45%。具体配合比见表1。
1.2.2 平板开裂试验
参照我国CECS 13：2009《纤维混凝土试验方法标准》[2]，试验装置如图1 所示，图2 为试验基准混凝土J3 24 h 开裂效果图。本试验所有试件均采用自然环境下养护，环境温度（20±5）℃，相对湿度不大于60%，试件成型后即开始暴露试验，分别在3、6、12、24 h 时观测裂缝的数量、长度和宽度。
2 试验一结果与分析
2.1 抗压强度分析
各配合比混凝土不同龄期的抗压强度如图3。
图1 各配合比不同龄期下抗压强度
从图3中可以看出，粉煤灰和聚丙烯纤维的掺入均在一定程度降低混凝土的抗压强度，在早期更为明显。7 d 抗压强度，F1、F2、F3 较J3 分别降低36%、49%、64%。28 d 抗压强度，F1、F2、F3 较J3 分别降低10%、25%、41%，而较7 d 抗压强度，分别增长47%、57%、70%，此时J3 较7 d 抗压强度仅仅增长6%。由此可见，在没有任何激发措施时，粉煤灰在早期仅仅充当细集料作用，几乎不参与水化反应，对强度几乎没有贡献，随着时间的推移，水泥水化产物为粉煤灰提供了良好的碱性环境，此阶段粉煤灰火山灰活性得以激发，对混凝土强度做出很大贡献。7 d抗压强度，P1、P2、P3、P4 较J3 分别降低26%、23%、25%、21%，28 d 抗压强度，P1、P2、P3、P4 较J3分别降低15%、13%、8%、10%，而较7 d 抗压强度，分别增长22%、20%、30%、22%。由此可见聚丙烯纤维的加入降低了混凝土的抗压强度，由于聚丙烯纤维细度高，比表面积大，即使掺量较低，也能在混凝土中获得很大的纤维-基体界面。由于聚丙烯纤维的不亲水性，纤维基体界面往往具有比基材更高的水灰比，使聚丙烯纤维-基体界面效应呈弱界面效应，导致混凝土的孔隙率增大，对混凝土强度不利[3]。F1P4、F2P4 对强度的影响和F1、F2 相似，从双掺试验结果分析，对于掺入粉煤灰的混凝土，纤维的加入对强度影响不大。
2.2 开裂结果与分析
参照CECS 13：2009《纤维混凝土结构技术规程》中推荐的混凝土（砂浆）早期抗裂性试验评价方法进行计算。
对于无掺合料和聚丙烯纤维的混凝土，3种水灰比裂缝出现的规律是一致的，最先在平板中部出现一条，随即发展成一条上下贯通或是环形贯通主裂缝，这条主裂缝可以很好的释放收缩应力，其后出现的裂缝大都顺着周边约束螺栓方向向着板内延伸，从表3中可以看出J3主裂缝较宽，释放掉较多应力，表现为裂缝总条数有所减少。随着水灰比减少，裂缝总面积明显变大，且裂缝宽度也变大。这是因为随着水灰比降低，胶凝材料用量增大，水化后胶体间距离减小，从微观角度看，胶体颗粒间作用力更强，水化产物容易相互搭接形成空间网络结构，低水灰比混凝土早期弹性模量以及强度发展较快，而此时当混凝土表面水分蒸发速率大于混凝土内部泌水速率，混凝土表面出现塑性裂缝，弹性模量越大，收缩应力越大，开裂越明显，且水灰比越低，裂缝出现的时间越早。
3 试验一结论
（1）一定范围内，随着水胶比降低，裂缝明显加剧。（2）大掺量粉煤灰可以很好的抑制裂缝，但抑制开裂效果与掺量不成正比。（3）聚丙烯纤维在混凝土中呈三维乱向分布，有效减少骨料下沉，封锁泌水通道，其在减少钢筋约束产生的裂缝方面效果显著。（4）聚丙烯纤维和粉煤灰双掺减裂效果较好，具有叠加减裂作用。
4试验二
4.1试验设计
采用C60、C80两个强度等级试件尺寸为100mm×100mm×300mm。每个强度等级试件个浇筑两组（一组配筋，一组未配筋）每组各三件试件总数12件。每组有两个试块承受长期荷载，另外一个试块同条件放置测试收缩。加载龄期有14d、28d、90d三种情况。
4.2测试过程
试件浇筑之后带模养护1～2d，拆模后送至标准养护室养护。龄期5～6d时，试件放入长期性能实验室，然后安装千分表，待龄期达到后，进行加载。
测试开始后的变形读数的时间间隔为1、3、7、14、28、45、60、90、120、150、180、
210、240、270、300、330、360、390、420d。
4.3加载龄期对徐变的影响
加载时混凝土的龄期越小，成熟度越差，混凝土的初始应变和徐变都越大，且其极限徐变要大得多。以28d时的徐变度、徐变系数作为基数“1”C60混凝土试件加载龄期为14d、90d时徐变度与加载龄期28d徐变度比值约为1.41、0.86；C80该比值约为1.1、0.68
4.4配筋对徐变的影响
通常情况下，配筋后，混凝土在单位应力下的徐变会减小。但加载时混凝土龄期90d时，配筋混凝土与素混凝土的徐变度比值已经接近1。因此，当加载龄期小于90d时，相对于素混凝土而言，配筋混凝土的徐变要考虑一定的折减；当加载龄期超过90d时，可以不考虑这种折减认为配筋混凝土和素混凝土的徐变度相同。
5试验二结论
加载时混凝土的龄期是影响徐变度、徐变系数的一个因素。实测结果表明，加载龄期对徐变度、徐变系数的影响不随着持荷时间而改变。
配筋对徐变度、徐变系数的影响情况有所不同配镜可以降低混凝土的徐变度，加载时，混凝土的龄期不超过90d时，可以根据加载龄期取用配筋对徐变度的折减系数，本次实验中，配筋对徐变度的折减系数在0.6～0.9之间；加载龄期超过90d时，可以不考虑配筋对徐变度的影响。
参考文献：
[1] ALTOUBAT S A，CREEP D A L. Shrinkage and cracking of restrained concrete at early age[J].ACI Materials Journal，2001，98（4）：323-331.
[2] CECS 13：2009，纤维混凝土试验方法标准[S].
[3] 张云莲，周宏凯，等.高性能掺合料改善聚丙烯纤维海工混凝土性能的研究[J].水利水电技术，2005，36（11）：90-92.
浅谈绿色高性能混凝土101011416
浅谈绿色高性能混凝土 101011416谢美蓉 摘要：混凝土的大量使用，需要大量水泥，而水泥的生产又极大地影响了环境，影响了子孙后代的生活，所以绿色高性能的发展是适在并行的。当今，既能满足材料性能要求，又不破坏环境甚至能改善环境的“绿色建材”日益受到重视。绿色高性能混凝土应时代发展的要求站在了世人面前。绿色高性能混凝土的研究与使用，既保护了环境，又提高了混凝土的性能，为绿色建筑做出了很大地贡献。 关键字:混凝土绿色高性能混凝土绿色建筑环境 1.高性能混凝土的定义与特征 1.1.定义 对高性能混凝土的定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一的理解，各个国家不同人群有不同的理解。一般说来，高性能混凝土是指高强、高耐久性、高工作性。一些美国学者更强调高强度和尺寸稳定性，欧洲学者更注重耐久性，而日本学者偏重于高工作性，这可能由于日本更重视混凝土振捣工艺对工人听力的不利作用，而推广不需振捣的自密实混凝土。在我国，对高性能混凝土的含义也有争论，冯乃谦在其1996年出版的《高性能混凝土》著作中开宗明义地指出了：高性能混凝土必须是高强的，因为一般情况下高强对耐久性有利，同时他认为高性能混凝土发展的物质基础是现在有了的掺合料和减水剂，因此高性能混凝土必须掺掺合料。1990年5月由美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国混凝土协会(ACI)主办了第一届高性能混凝土的讨论会，定义高性能混凝土为具有所需，不能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。大多数承认单纯高强不一定耐久，而提出高性能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调高强后的弊端，1998年美国ACI又发表了一个定义为：“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和一般的拌和、浇筑与养护方法，未必总能大量地生产出这种混凝土。 1.2.特征 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。 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。 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50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。 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。 2.高性能混凝土在现代工程中得应用
高性能混凝土作业指导书
第一部分高性能砼试验检测与施工 高性能混凝土施工作业指导书（一） 高性能混凝土施工要求 一高性能混凝土 现行铁路工程各专业设计规范对于混凝土结构主要考虑结构的承载能力，而较少考虑环境作用引起的材料性能劣化对结构耐久性带来的影响。混凝土的耐久性不足，不仅会增加使用过程中的修理费用，影响工程的正常使用，而且会过早结束结构的使用年限，造成严重的资源浪费。为使混凝土结构设计能够适应铁路工程建设的需要，并有利于可持续发展的战略，明确铁路混凝土结构耐久性设计的具体内容
和方法，真正做到安全、适用、经济、合理，结合《混凝土结构耐久性设计与施工指南》，编写此高性能混凝土作业指导书。 合理的结构构造、优质的原材料、合理的混凝土配合比、掺加适当的掺和物或外加剂增强砼抵抗环境侵蚀能力，可靠的施工过程质量控制及定期养护、检测与维修是确保混凝土结构耐久性的主要因素，是体现混凝土结构按设计使用年限设计的基本内容。 混凝土结构所处的侵蚀性环境往往不是单一的，提高混凝土抵抗各种典型侵蚀环境（如化学侵蚀、冻融）作用所采取的技术措施也是不相同的，进行耐久性设计时应分别加以考虑。当结构物处于硫酸盐腐蚀和冻融破坏环境时，进行混凝土配合比设计时应同时考虑采用抗硫酸盐硅酸盐水泥、掺加足量矿物掺和料和引气剂等技术措施。参考《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES01-2004），结合我国铁路混凝土结构的具体情况，本暂行规定将环境类别分为:碳化环境、氯盐环境、化学侵蚀环境、冻融破坏环境、磨蚀环境。每种环境的作用等级分别为3～4级。 不同抗渗性混凝土的电通量值与砼水灰比值关系较大，当混凝土水灰比较大时，电通量值就大；反之，电通量值相对就小，可见，电通量确实可以较好地用来相对比较混凝土的密实性和抗渗性，因而电通量是砼的耐久性主要指标之一。
浅谈高性能混凝土在建筑工程中的应用技术
浅谈高性能混凝土在建筑工程中的应用技术 【摘要】高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向，高性能混凝土是具有某些性能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制，便于浇捣、不离析、力学性能稳定、早期强度高、具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土，特别适用于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑结构。 【关键词】高性能；混凝土；建筑工程；应用；设计 1 高性能混凝土的定义 高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成的。除采用优质水泥、集料和水外，配制高性能混凝土还必须采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂。 高性能混凝土以耐久性设计优先而不以强度设计优先。片面强调混凝土的高强度有可能影响混凝土耐久性能的提高。采用低水胶比和掺加足量的矿物细掺料与高效外加剂等等技术措施是提高混凝土耐久性能的重要手段。要求混凝土具有全面的高性能是不科学的。高性能混凝土的基本性能首先是硬化混凝土的耐久性能和塑性混凝土的工作性能，其次是为了满足人们的特殊需要的某个或某些特殊性能。如：用于水下浇注的混凝土需要的免振捣自密实不分散性能，用于地下车库的混凝土需要的表面耐磨性能等等。 2 高性能混凝土在现代工程中的应用 高性能混凝土技术正在世界各地成功地用于很多离岸结构物和长大跨桥梁的建造，Langley等人叙述了几种加拿大一长大跨桥梁所用的拌合物。它们用于主梁、墩部和墩基，硅粉混合水泥用量为450 Kg/m3，水153L/ m3，引气剂160mL/ m3和高效减水剂3L/ m3。其坍落度大约在200mm；含气量6.1%；1d、3d、28d 抗压强度分别为35、52和82 MPa；基础和其他大块混凝土的混合水泥用量为307 Kg/m3，粉煤灰133 Kg/m3，用水量接近，但引气剂和高效减水剂掺量大幅度减小，坍落度约在185mm；含气量7%；1d、3d、28d和90d抗压强度分别为10、20、50和76 MPa。根据加拿大和美国的透水性与氯离子快速渗透标准方法实验结果表明：两部分混凝土都呈现非常低的渗透性。对高性能混凝土结构的施工，需要非常强调加强现场实验室试验和质量验收。 高性能混凝土发展的另一领域是高性能轻混凝土，相对于钢材，普通混凝土的强度/自重比很低，掺有高效减水剂的高强混凝土则大大提高了该比例；用有大量微孔的轻骨料代替部分普通骨料，就能进一步提高这个比例。由于骨料的质量不同，密度为2000 Kg/m3、抗压强度在70～80 MPa的高性能轻混凝土在一些国家已经商品化并用于构件生产。在澳大利亚、加拿大、日本、挪威和美国，高性能轻混凝土已用于固定式和漂浮式钻井平台；因为水泥浆和骨料之间的界面粘结强度高，它可以不透水，所以在侵蚀环境中能够很耐久。 采用掺10～15%硅粉甚至更高的混合水泥配制的超塑化混凝土，具有优良的粘附力，因此适用于湿喷的喷射混凝土进行结构修补，这也是高性能混凝土的应用领域之一. 2.1 高性能混凝土在高层建筑中的应用。 高性能混凝土（>40MPa）首先用于30层以上高层建筑物的钢筋混凝土结构，
绿色高性能混凝土材料及其应用
绿色高性能混凝土材料及其应用 发表时间：2019-07-31T10:47:49.573Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年8期作者：李兴权 [导读] 文中联系实际情况，分析绿色高性能混凝土材料及具体应用。 广东东莞 523000 摘要：建筑施工中新型建筑材料得到广泛使用，其中最主要的一种就是绿色高性能混凝土，可以很好的保护生态环境，提高建筑性能。文中联系实际情况，分析绿色高性能混凝土材料及具体应用。 关键词：绿色高性能；混凝土材料；应用分析 混凝土大量使用带来的环境影响包括水土流失和河流改到等，以及很多废气的排放，例如二氧化碳的排放过多造成的温室效应。混凝土能否再继续应用于建筑工程中，主要在新型混凝土的发展与应用上，混凝土的使用过程中，必须要与生态环境的平衡发展相结合，发展绿色高性能混凝土施工技术。 1、混凝土施工现状 混凝土属于一种人造材料，是建筑工程中使用量最大的建筑材料之一，大量的混凝土使用在给人类带来一定效益与文明的同时，还造成了环境的污染。混凝土的生产与使用，以及混凝土自身的特点和性能，对自然环境、资源以及能源的消耗造成了很大程度的影响，同时也对人们的生活造成了影响，使用混凝土的建筑物提高了人类的生活的空间质量。混凝土在开始使用的初期，便一直在探究本身结构的密实性。 现如今，我国城市表面有 80% 以上的土地面积被建筑物以及路面覆盖，这是直接导致城市内部温度相较于城市便于低于或者乡村的温度都比较高，大于高出 2~3℃；由于大部分土地面积被建筑物和混凝土路面遮挡，这就导致雨水不能够深入地下，长期以来，使得城市地下水减少，水位降低，严重影响植物的正常生长，影响城市的绿化，造成绿化面积的减少，这就直接导致了城市生态的不平衡；混凝土造成的路面颜色灰暗，没有生机，混凝土建筑也会给人们的生活空间造成视觉性的影响，使得城市人民的生活缺少生机。随着环境与生态的破坏，人们越来越重视环保与绿化，发展新型的绿色高性能混凝土已成为混凝土的发展发现，绿色高性能混凝土也随着而生。 2、绿色高性能混凝土概述 2.1 绿色高性能混凝土的概念 现在，绿色高性能混凝土还没有一个统一的概念或定义。较早提出绿色高性能混凝土概念的人是吴中伟院士，同时对其进行了相关特征的阐述。将混凝土这种人造材料制造成绿色材料，是决定混凝土能否长期作为建筑材料使用的主要因素，绿色高性能混凝土主要的特征有：能够节约水泥的使用，进而降低能源的消耗，减少环境的污染；添加更多的工业原料；通过添加其他原料提高混凝土的性能，将混凝土的优势大大提高，同时还能减少水泥的使用量。在提出上述观点的同时，吴院士还到了什么是绿色概念，气主要可以理解为节约能源，保护环境，不破坏黄江，有利于环境的发展，实现可持续发展，满足人们的需求的同时，不影响子孙后代对能源的利用。 2.2 绿色高性能混凝土的特征 绿色高性能混凝土的第一特征为节约特征。绿色高性能混凝土属于节能型的建筑材料，相较于传统的混凝土，能够实现资源的节约。绿色高性能混凝土，采用工业废料与其他物质产生化合反应，在进行矿物的提取，将其添加至绿色高性能混凝土的制作过程中，进而缓解混凝土制作时所需大量的矿产的需要，节约能源，降低能耗。绿色高性能混凝土的第二特征为友好特征。绿色高性能混凝土的生产能够较少混凝土制造过程中对环境造成的影响，减少对环境的破坏。绿色高性能混凝土的第三特征为高效特征，绿色生态混凝土的多功能性、高耐久性和可循环利用都属于高效特征。 3、绿色高性能混凝土技术应用 绿色混凝土的出现能够节约能源的消耗、保护环境、调节生态环境，让人与自然的之间的关系变得和谐。在不断的发展与进步中，改变人们的观念，绿色混凝土与之间最大的区别在于绿色混凝土的创造能够充分的利用工业废料与城市垃圾，进而优化人们的生活环境。由此可以看出，绿色混凝技术的发展具有极其重要的意义。通过人们的不断努力，绿色混凝土的制造方面一直在进步，现如今，绿色混凝土的生产过程已经具有系统的模型，利用城市垃圾和废料生产水泥，极大的降低了能源的消耗，同时解决了温室效应的问题。绿色混凝土的应用极大的减少了环境的污染，减少有毒气体的排放。根据现行相关的理论知识及工程实际应用，绿色高性能混凝土主要包括：再生骨料混凝土、环保型混凝土和绿色高性能混凝土。 3.1 再生骨料混凝土 “再生骨料混凝土”（Recycled Aggregate Concrete）又称为“再生混凝土”（Recycle Concrete），是将废弃的建筑物拆卸下来的混凝土块经过一定的手段（破碎、清洗、筛选等）处理后，使其能够部分或全部充当新拌制混凝土的骨料。通过对我国建筑垃圾资源化回收再利用程度的统计，2017 年我国生产建筑垃圾 23.79 亿吨，其中进行资源化利用的仅为 11893 万吨，利用率仅为 5%左右，远远低于其他国家地区，如欧美发达国家利用率为 95%，日本许多地区的建筑垃圾利用率甚至已达到 100%。所以，如何处理好废弃的混凝土和其所引发的环境问题将是发展再生混凝土技术的核心要义。而再生混凝土技术中对废弃建筑材料的堆放和处理，对环境的保护和资源的再次利用，其所蕴含的社会效益，使其成为发展绿色高性能混凝土的主要措施之一。 3.2 环保型混凝土 混凝土材料给环境带来了不同程度的负面影响，如水泥在制备过程中会产生大量的热量、有害气体等，对于气候和天气的影响凸显，包括气候变暖和酸雨等对环境所产生的影响，还包括现在日益严重的噪音污染，而环保部门所接到的关于噪音的投诉，则有绝大部分是来自于施工噪音。因此，环保型混凝土的定义也由此而生，其目的是在降低对地球环境的污染的同时，促进与自然生态系统的和谐共生，从而为人类构造更加舒适的生存环境。因此，作为需求量庞大的建筑材料，混凝土的“绿色化”、“环保化”既要保证其功能要求，还需考虑环境因素，做到资源、能源的生态平衡。 3.3 绿色高性能混凝土 根据化工部门的监测数据，水泥在生产制备过程中其有效产物和废物约等量，即生产 1t 水泥熟料所排放的 CO2约为 1t。因此，混凝
高性能混凝土技术总结
高性能混凝土技术特点总结 摘要：介绍了高性能混凝土的定义，特点，技术性能，比普通混凝土的优越性，以推广高性能混凝土的广泛应用。 关键词：高性能混凝土，高耐久性，高工作性，高强度。 1 高性能混凝土产生的背景 混凝土科学属于工程材料研究范畴,是以取得最大经济效益为目 标的应用科学,混凝土以其原材料丰富,适应性强,耐久性,能源消耗与 成本较低,同时又能消化大量的工业废渣等特点,成为一种用途最广, 用量最多的建筑材料。 （1）现如今不少发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是 早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25～30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15～20年。维修或更新这些老化废旧工程，投资巨大，而且由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。 （2）随着技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用的重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶
劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。 2 高性能混凝土的定义与性能 对高性能混凝土的定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一的理解，各个国家不同人群有不同的理解。 1990年5月由美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国?昆凝土协会(ACl)主办了第一届高性能混凝土的讨论会，定义高性能混凝土为具有所需，陛能要求的匀质混凝土，必须采用严格的施工工艺，采用优质材料配制的，便于浇捣，不离析，力学性能稳定，早期强度高，具有韧性和体积稳定性等性能的耐久的混凝土。大多数承认单纯高强不一定耐久，而提出高性能则希望既高强又耐久。可能是由于发现强调高强后的弊端，1998年美国ACI又发表了一个定义为：“高性能混凝土是符合特殊性能组合和匀质性要求的混凝土，如果采用传统的原材料组分和一般的拌和、浇筑与养护，未必总能大量地生产出这种混凝土。”ACI对该定义所作的解释是：“当混凝土的某些特性是为某一特定的用途和环境而制定时，这就是高性能混凝土。例如下面所举的这些特性对某一用途来说可能是非常关键的：易于浇筑，振捣时不离析，早强，长期的力学性能，抗渗性，密实性，水化热，韧性，体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。 我国著名的混凝土科学家吴中伟教授定义高性能混凝土为一种 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
高性能混凝土技术研究
客运专线施工技术研究 高性能混凝土技术研究 汇报资料 中铁四局集团公司试验检测中心 二〇〇五年九月
武广客运专线高性能混凝土技术研究 一、立项的必要性： 武广铁路客运专线的混凝土要求为耐久性混凝土，在铁路上应用高性能混凝土在集团公司尚属空白，因此有必要针对当地的原材料对高性能混凝土进行深入的研究，找出各种影响因素对混凝土性能的影响及既满足施工要求又具有较好的经济效益的高性能混凝土配合比。 二、研究内容： 以武广铁路客运专线为主要背景，根据《铁路混凝土结构耐久性设计规范》和《京沪高速铁路高性能混凝土技术条件》要求，试验配制出具有可靠性强和经济性好的高性能混凝土。研究内容主要包括： 1、高性能混凝土用原材料的优化比选； 2、不同强度等级、不同环境条件下的高性能混凝土配制方法与控制参数； 3、高性能混凝土的工作性能、物理和力学特性； 4、高性能混凝土各项耐久性指标，高性能混凝土施工的质量控制与质量保证措施。 三、应达到的目标： 总目标： 根据工程情况和特点，以本地区常用原材料为基础，配制出武广铁路客运专线所需的高性能混凝土。在具体配制设计中，通过优化比选，使其具有很高的可靠性和较好的经济性，以达到能在实际工作中
得以应用的目的。在试验研究中，对海工耐久混凝土的材料组成及配制技术中若干关键问题进行较深入研究探讨，寻找可为今后施工供借鉴的经验。 具体目标： 1、武广铁路客运专线高性能混凝土优化设计； 2、粉煤灰活化技术在高性能混凝土设计中的应用； 3、梁体高性能混凝土耐久性试验研究； 4、高性能混凝土平板及水泥环抗裂性试验的自动测试判别系统的研制； 5、高性能混凝土电通量性能快速推定； 6、高性能混凝土施工质量控制措施实施方案。 四、技术关键： 1、针对该项目目前磨细矿粉资源偏少、价格较高情况，应用粉煤灰活化技术，在满足技术性能指标的前提下，下部工程结构采用大掺量粉煤灰技术，最大限度减低磨细矿粉的掺量，降低工程成本； 2、应用综合技术措施（矿物及化学外加剂品种和配比的优选、养护制度优化等）提高梁体高性能混凝土耐久性试验研究，达到技术性和经济性俱佳的设计目的； 3、高性能混凝土平板及圆环约束抗裂性试验的自动测试判别系统的研制； 4、高性能混凝土电通量性能快速推定。 五、进度安排及预期目标：
绿色高性能混凝土特点及未来改进方向
一、建筑工程材料的使用现状与可持续发展 在当今可持续发展是一个热门的话题，也是党和国家在近期社会发展的根本性战略，即要求我们在发展经济的同时，要解决好其与环境、资源等方面的关系，促进社会的协调发展，我国现在面临着众多的大型公共设施的建设工作，所以对于建筑材料的要求也就是更加的严格。 混凝土一直是建筑行业的核心材料，应用范围广泛、力学性能较好，同时其还可以将一些工业废料进行相关的在应用，所以自从将水泥混凝土视为建筑的主要材料之后，我们便开始毫无节制的滥用地球资源，使其遭到了巨大的破坏，直到地球出现明显的环境危机时，人类才开始真正的意识到环境保护与能源发展等因素之间的联系，所以本文所讨论的绿色高性能混合建筑材料的出现，相关研究人员认为能从根本上引导建筑行业走向可持续发展的道路。 二、绿色高性能混凝土的性能与环保措施 2.1高性能混凝土与绿色高性能混凝土 绿色高性能混凝土(GHPC)的提出是基于高性能混合土(HPC)的概念提出的，在九十年代以前，人们总是过于偏重于混凝土某些综合性能的研究，而往往忽视其耐久性的研发，所以人们提出HPC的概念促使对其施工性能与使用的耐久性进行提升，HPC 的定义一般为具备人们所期望的能力，但是传统材料往往无法达到要求的这种混凝土，我们称之为HPC,其具有相对于与局限性，它一般有着如下几个优点：
第一，强度高，一般具有传统材料不能达到的强度，在施工中可以减少材料的使用，提升建筑的美观效果与结构挠度等方面的要求; 第二，耐久性好，在建筑中的使用时间远长于传统材料; 第三，施工性好，在正常的施工条件下可以达到最好的建筑效果，混凝土结构密实均匀。由于混凝土的优良性能，致使我们在日常建筑生产中过量的使用，这对环境的影响十分惊人，据相关研究表明，每生产一吨水泥要排放同等重量的二氧化碳，同时还有大量的温室气体，还产生大量的烟尘，对环境有着十分不利的影响。 水泥厂也是耗电、耗煤大户，所以一定要提高混凝土的绿色度，采取有效的措施来减少水泥的使用量，同时在混凝土中科学的加入粉煤灰等成分以提高性能，这样可以减少生产混凝土所产生的温室气体排放，对环境起到保护的作用。再这样的标准下所生产的混凝土即为绿色高性能混凝土。 2.2发展绿色水泥的措施 为了加快我国建筑材料绿色化的进程，我们在日常工作中应该从下面几个方面着手： 第一，开拓原材料市场资源，加大对于新原料开采地的勘测力度，从根本上摸清各地资源储备情况，同时避免对现有的较高品位的水泥矿山的过分开采，否则过不了几年就会面临无处开采的窘境; 第二，采取一切可行的技术措施，对生产水泥过程中的能耗进行有效降低，我国现在平均生产每吨水泥要耗费155 公斤标准煤，而世界先进的仅需耗费103公斤，可以看出仍旧有很大的差距，所以我
高强高性能混凝土
一、前言 1824年，波特兰水泥发明，到目前混凝土材料已有近200年的历史，且混凝土也有了很大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。自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。进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，一种种新型混凝土不断出现。作为最主要的建筑结构材料，混凝土本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，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。 我国自从 1979年在湘桂铁路红水河斜拉桥的预应力箱梁中首次采用泵送 C60 混凝土以来，现代高性能混凝土在我国的应用已走过了30余年。现在，像北京、广州、上海、深圳等大城市已供应C80级别的预拌混凝土，C50～C60级高性能混凝土已在许多建筑和桥梁中得到应用，近年建成的大型桥梁的混凝土主体构件如主梁、刚架或索塔等，多数都采用了高性能混凝土。 二、高性能混凝土的概念 《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）规定强度等级不低于C60级别的混凝土称为高强混凝土。它采用高性能的外加剂,如高效减水剂或者高性能引气剂、其它特种外加剂和掺入足够的超细活性混合材料，如:超细磨粉煤灰、磨细矿粉、优质粉煤灰等达到低水胶比，并具有耐久性、体积稳定性和经济合理性等性能的新型混凝土。高性能混凝土以耐久性作为主要设计指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能予以保证。 三、高性能混凝土的特性 (1) 高强度。由于高性能混凝土的强度高、弹模高，可以利用这一特性大幅度的减少高层和超高建筑物纵向受力结构的截面尺寸，扩大建筑使用面积，
高性能混凝土技术读书报告
高性能混凝土技术 摘要：高性能混凝土（HPC)是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，HPC的W/C≤0.38，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。在传统混凝土的基础上，通过添加一些掺和料、外加剂，来改善其混凝土的性能，达到提高其耐久性的目的。 关键词：高性能混凝土，活性矿物掺合料，高效减水剂，配合比设计 1、高性能混凝土简介 高强度混凝土不是高性能混凝土。过分强调混凝土的强度，特别是早期强度，对混凝土的其他性能是不利的，因为要求了早期强度，则势必大幅度增加水泥用量，并还要用各种技术手段来加速水泥的水化。这样，混凝土内部由于水化反应过快，水化物来不及迁移，造成局部应力，大孔隙问题，使混凝土的整体性能下降。它还有可能造成后期(28天或56天)强度大大超过设计强度。这是非常危险的，因为钢筋混凝土理论中，强度过高，与配筋不协调，成为少筋混凝土结构。这种结构在破坏以前没有任何先兆，为脆性破坏。所以，在此条件下，不能称为高性能混凝土。 高弹性模量混凝土不是高性能混凝土。混凝土的高弹性模量，在进行预应力施工时，可能会减少预应力的损失，从而混凝土结构在受力方而更为有利。这往往造成一种错误的认识，若混凝土结构处于温度变化较大，特别是全天温度变化较大的环境中时，由于高弹性模量，造成的温度应力也更大。同理，在其他环境中因混凝土体积变化造成的应力也越大。因为混凝土早期的化学收缩、塑性收缩及失水收缩等，均会形成混凝土的拉应力，而此时弹性模量增长过快，弹性模量越高，拉应力相应也越大，此时混凝土的抗拉强度还很低，极易造成混凝土开裂。所以，这也不能叫高性能混凝土。 大流动度混凝土不是高性能混凝土。过大的流动性，甚至自密实性混凝土，可能过多地使用胶凝材料，这会使混凝土的长期性及耐久性性能降低。只有在某些特定的施工场合下，才用高流动度或自密实混凝土。比如，钻孔灌注桩，由于
高性能混凝土试验研究
高性能混凝土结构试验研究 吴欠欠 1 （1.大连大学，辽宁大连 226611） 摘要：高性能混凝土的性能需要不断地试验以了解其详细的参数，对两个方面的混凝土性能进行了试验研究。一是早期开裂是高性能混凝土应用中经常出现的问题，这不仅影响混凝土的外观质量，也给混凝土的耐久性带来不利影响。针对这一问题，利用平板法约束试验，研究自然环境下不同水胶比，大掺量粉煤灰以及聚丙烯纤维对海工高性能混凝土早期开裂的影响。二是高性能混凝土在工程中应用越来越广泛。本文对配筋和未配筋的高性能混凝土徐变进行了深入的试验和理论分析。对 12 个高性能混凝土试件进行了为期 360 天的分析研究。 关键词：高性能混凝土；早期开裂；聚丙烯纤维；大掺量粉煤灰；徐变 Abstract: In order to understand the performance of high performance concrete . There were two aspects of the test had been gong .The first is early-age cracking is a recurrent problem in the application of high performance concrete，it not only affects the outward appearance quality of concrete but also brings adverse effect on durability of concrete. Aiming at this problem. The influences of different water-binder ratio，large volume fly ash and polypropylene fiber on early cracking of maritime high performance concrete by using flat-restraint test on the natural environment were studied . The second is high performance concrete is widely used in different projects now．The creep of high performance concrete members is deeply analyzed，and the creeps of 12 specimens are measured in 360 days． Key words: high performance concrete；cracking at early age；polypropylene fiber；high volume fly ash；creep 0 引言 目前正是我国经济高速发展的时期，由此也带来了我国混凝土建设的高峰。许多耗资巨大的重要建筑（构筑）物，如高层建筑、超高层建筑、大型公共建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、海岸和近海岸工程已经建成或正在兴建。这些重要的基础设施大部分是混凝土结构且耗资巨大，一般要求的使用期限是100 年以上。日本和欧美国家已提出500 年服役寿命的要求和概念。目前已建工程因结构高度和耐久性要求的提升，普通混凝土已经不能满足要求。海洋工程中钢筋与混凝土材料受海洋环境的侵蚀作用而过早破坏的现象非常严
绿色高性能混凝土研究及应用进展综述
广州大学 高等钢筋混凝土 结业论文 题目：绿色高性能混凝土研究与应用进展 学生：王康 学号：0 6 1 1 4 2 2 6 学院：土木工程学院 专业班级：防灾减灾工程及防护工程06 级
绿色高性能混凝土研究与应用进展 王康 摘要：在21世纪，人与自然必须和谐相处。为了实现可持续发展，我们必须发展绿色高性能混凝土，因为它是混凝土目前和未来的发展方向。介绍了绿色高性能混凝土的基本概念、优越性能、实现途径等。总结了绿色高性能混凝土在工程应用中的现状，分析了该领域存在的问题，总结了本领域的研究理念。 关键词：绿色高性能混凝土、生态环境； STUDY ON AND APPLICATION OF GREEN HIGH PERFORMANCE CONCRETE Wang kang Abstract: People must be harmonious to get along with the nature in the 21st century. In order to realize the sustainable development, we must develop Green High Performance Concrete because that it is the trend of concrete development at present and future. In this paper, the concept, the excellent performance and the way of realizing the GHPC were presented. The present statuses of the engineering application of GHPC were reviewed. The problems of GHPC were analyzed. The principles of research on the GHPC were summed up. Key words:Green High Performance Concrete、environment; 0混凝土的发展方向 中国自改革开放以来，国家建设日新月异，取得了举世瞩目的成就。但经济高速发展是一把双刃剑，我们为经济发展而欢呼的同时，也要看到它所带来的一系列问题。资源短缺与环境污染日益成为制约我国经济发展的瓶颈。水泥工业亦是如此：水泥生产过程中资源和能源消耗量大,对环境的污染严重。我国是世界水泥生产第一大国,每年排出CO2近4亿t、SO260万t、NOx100万t、粉尘2000万t左右，严重的破坏了生态环境。[1]进入21世纪以来，国家政府提出坚持科学发展观，构建和谐社会。为了实现水泥工业的可持续发展, 许多学者做了大量的科学研究： 为了实现城市垃圾的再次利用，有学者对生态混凝土进行了研究，并认为是以后混凝土的发展方向。冯乃谦教授指出生态水泥(Eco-cement)是以生态环境(Ecology)与水泥(Cement)的合成语而命名的，它是一种新型的波特兰水泥。这种水泥以城市垃圾烧却灰和下水道污泥为主要原料，经过处理、配料，并通过严格的生产管理而制成的工业制品，从而把生活垃圾和工业废弃物变成了一种有用的建设资源。再生利用是生态水泥的特征。[2] 为了更好的处理废弃混凝土，实现混凝土的循环利用。有学者提出了再生混凝土的概念：再生混凝土是将废弃混凝土经过清洗、破碎、分级和按一定比例相互配合后得到的“再生骨料”作为部分或全部骨料配制的混凝土。[3] 随着经济的发展，人们的环保意识逐渐增强。环境混凝土[4]、环保型混凝土[5]等概念先后出现。 吴中伟院士提出绿色高性能混凝土是混凝土（GHPC）的发展方向。[6]国外学者Aitcin 提出21世纪水泥工业应改名为水硬性胶凝材料工业，他预言21世纪的混凝土发展方向是绿色高性能混凝土。[7] 1绿色高性能混凝土的基本概念 世界环境组织提出广义“绿色”概念，其三大含义为：节约资源、能源；不破坏环境，
高性能混凝土质量控制
高性能混凝土质量控制 为规范和强化工程实践与学术研究的发展方向，美国国家标准与技术研究院和美国政协会于1990年召开会议，首次提出了高性能混凝土的概念，并很快被世界各国所接受。现在，美国、加拿大、日本等发达国家都投入很大力量进行高性能混凝土的研究。我国国家自然科学基金会和建设部、铁道部、建材总局也已决定对高性能政的研究进行联合资助，并正式将高性能混凝土研究列立为国家级重点科研项目。高性能政目前已被认作是将对建筑业的发展产生重大影响的新一代建筑材料。 1 高性能混凝土特点 高性能政是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的政。具体是： 1.1 拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，便于浇筑密实。 1.2 在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小。 1.3 有很高的抗渗性。其中高工作性是高性能政必须具备的首要条件，即高流动性、高抗分离性、高间隙通过性、高填充性、高密实性、高稳定性；并同时具备低成本的技术经济合理性。目前，高性能政在发达国家的工程实践中已较广泛采用，我国尚处于试验研究、推广试用的起步阶段。
高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。从我国目前的及优选并经过现场试拌后，检验砼坍落度的经时损失满足规范设计施工水平出发，强度等级达到或超过C50的混土被定义为要求，满足工程应用的高施工性要求，才能正式确定所选用的高强混凝土。而且随着工程建设的需要，高性能混凝土的使频率越来越高，对其进行严格质量控制的重要性也越来越强。 2 高性能混凝土质量的原材料和设计配合比控制 2.1 熟悉施工图纸，认真领会设计意图。通过同设计人员交换意见，并经过现场实地勘察，收集水文、地质、气象等原始资料，对施工图设计混凝土应承担功能作全面了解，并做好相应技术信息的收集准备工作。 2.2 全面收集原材料信息，精选原材料。加强原材料管理，混凝土材料的变异将影响混凝土强度。因此收料人员应严把质量关，不允许不合格品进场，另外与原材料不符及时汇报，采取相应措施，以保证混凝土质量。 2.2.1 指定专人定期检查、测定各种原材料和生产状态，特别是对原材料的进料、储存、计量应全方位监控。
高性能混凝土的研究与发展现状
高性能混凝土的研究与发展现状 学生姓名： 指导教师： 专业年级： 完稿时间： XX大学
高性能混凝土的研究与发展现状 摘要 随着科学技术的进步,现代建筑不断向高层、大跨、地下、海洋方向发展。高强混凝土由于具有耐久性好、强度高、变形小等优点,能适应现代工程结构向大 跨、重载、高耸发展和承受恶劣环境条件的需要,同时还能减小构件截面、增大使用 面积、降低工程造价,因此得到了越来越广泛的应用,并取得了明显的技术经济效益。 关键词：高性能混凝土性能发展应用前景 装 订 线
目录 一高性能混凝土的发展方向 (1) 1.1轻混凝土 (1) 1.2绿色高性能混凝土 (1) 1.3超高性能混凝土 (1) 1.4智能混凝土 (1) 二高性能混凝土的性能 (1) 2.1耐久性 (1) 2.2工作性 (1) 2.3力学性能 (1) 2.4体积稳定性 (1) 2.5经济性 (2) 三高性能混凝土质量与施工控制 (2) 3.1高性能混凝土原材料及其选用 (2) 3.2配合比设计控制要点 (3) 四高强高性能混凝土的应用与施工控制 (3) 4.1高强高性能混凝土的应用 (3) 4.2高性能混凝土的施工控制 (4) 五高性能混凝土的特点 (4)
5.1高耐久性能 (4) 5.2高工作性能 (5) 5.3高稳定性能 (5) 六高性能混凝土的发展前景 (5) 参考文献 (6)
一高性能混凝土的发展方向 1.1轻混凝土是指表观密度小于1950kg/m3的混凝土。可分为轻集料混凝土、多孔混凝土和无砂大孔混凝土三类。 1.2绿色高性能混凝土水泥混凝土是当代最大宗的人造材料，对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大，与可持续发展的要求背道而驰。绿色高性能混凝土研究和应用较多的是粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土与基准混凝土相比，大大提高了新拌混凝土的工作性能，明显降低混凝土硬化阶段的水化热，提高混凝土强度特别是后期强度而且，节约水泥，减少环境污染，成为绿色高性能混凝土的代表性材料。 1.3超高性能混凝土如活性粉末混凝土,其特点是高强度，抗压强度高达300MPa，且具有高密实性，已在军事、核电站等特殊工程中成功应用。 1.4智能混凝土是在混凝土原有的组分基础上复合智能型组分，使混凝土材料具有自感知、自适应、自修复特性的多功能材料，对环境变化具有感知和控制的功能。随着损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的出现，为智能混凝土的研究、发展和智能混凝土结构的研究应用奠定了基础。 二高性能混凝土的性能 2.1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。 2.2工作性。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。 2.3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。 2.4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。
高性能混凝土研究报告与发展现状
个人资料整理仅限学习使用 高性能混凝土的研究与发展现状 引言 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。据统计，当今我国每年混凝土用量约109m3，并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。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。混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料，其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，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。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，这种混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的发展方向。 一、高性能混凝土产生的背景和研究现状 <一）背景 当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的发展对混凝土提出的更高的要求。处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果。原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。这就要求混凝土不断提高以耐久性为重点的各项性能, 多使用天然材料及工业废渣保护环境, 走可持续发展的道路, 高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面
绿色高性能混凝土的研究
第20卷第5期 武汉科技学院学报V ol.20 No.5 2007年5月 JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND ENGINEERING May. 2007 绿色高性能混凝土的研究 余峰 （武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 430070） 摘要：绿色高性能混凝土(High Performance Concrete)的研究是当今土木工程界最热门的课题之一。 本文阐述了绿色高性能混凝土(简称GHPC)的涵义，开发使用GHPC在保护环境、节约资源和能源等方 面的社会意义。综合分析了当前国内外研究GHPC的主要成果，在此基础上，指出了开发研制和应用 GHPC尚需进行的工作及其整体发展趋势。 关键词：可持续发展；绿色高性能混凝土；绿色水泥 中图分类号：TU528 文献标识码：A 文章编号：1009－5160(2007)－0046－04 1 引言 随着科学技术的飞速发展，石油、化工、汽车以及土木建筑工程的蓬勃发展，人类的生活质量得到了很大的提高，但是也面临由此造成的严重的地球生态环境问题。如地球大气温暖化﹑臭氧层破坏﹑土地沙漠化等。而混凝土材料的生产与使用是造成生态环境问题与公害的原因之一。它主要表现在以下几个方面：（1）水泥是混凝土的主要成分，生产水泥时产生大量的粉尘和烟尘；（2）生产一吨水泥大约要排放一吨二氧化碳，是产生温室效应的大户；（3）混凝土体积的70—80%是沙石骨料，开采这些原材料要破坏大量的植被；（4）水泥产业是形成酸雨的主要源头之一；（5）水泥生产消耗大量的能源。同时，水泥与混凝土作为当代最大宗的人造材料，预计到2005年水泥产量将超过20亿吨，混凝土将超过100—120亿吨，可见其对资源能源的消耗和对环境的影响均十分巨大[1]。因此，水泥混凝土能否长期作为最主要的建筑材料，不仅取决于其是否具备在耐久性、施工性和强度等方面的高性能，而且最关键之处在于其绿色“含量”是否高。 2 绿色高性能混凝土(简称GHPC)的内涵与特征 最早提出GHPC概念的是中国工程院院士吴中伟教授[2]。研究者认为符合以下条件的高性能混凝土（简称HPC）才算是真正的GHPC： （1）所使用的水泥必须为绿色水泥(简称GC)，砂石料的开采应以十分有序且不过分破坏环境为前提； （2）最大限量地节约水泥用量，从而减少水泥生产中的“副产品”—CO2 , SO2和NO2等气体，以保护环境； （3）更多地掺加经加工处理的工农业废渣，如磨细矿渣、优质粉煤灰、硅灰和稻壳灰等作为活性掺合料，以节约水泥，保护环境，并改善混凝土耐久性； （4）大量应用以工业废液，尤其是黑色纸浆废液为原料改性制造的减水剂，以及在此基础上研制的其它复合外加剂，帮助其它工业消化处理难以处治的液体排放物； （5）集中搅拌混凝土，消除现场搅拌混凝土所产生的废料、粉尘和废水，并加强对废料、废水的循环使用； （6）发挥HPC的优势，通过提高强度，减小结构体截面积或结构体体积，减少混凝土用量，从而节约水泥和砂、石的用量；通过改善施工性来减小浇筑密实能耗，降低噪音；通过大幅度提高混凝土耐久性，延长结构物的使用寿命，进一步节约维修和重建费用，减少对自然资源无节制的使用； 收稿日期：2007-02-17 作者简介：余峰（1966-），男，副研究员，研究方向：工程管理.