新型混凝土材料的应用

1、新型混凝土材料的应用姓名：王心学号：2010212103042众所周知，混凝土（由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合人造石材）造价较低，是土建工程结构中的首选材料，也是目前最常见的结构形式之一，广泛应用于工业与民用的土建工程、水利工程、地下工程、公路、铁路、桥梁等工程中。普通的混凝土材料是由胶结材料（石灰、水泥）、细骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水（不加外加剂和掺合料）按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的具有一定强度特性的人工建筑材料。过去，由于人们过分注重于混凝土的力学性能，把精力主要集中在如何提高混凝土的强度上，而用高压强度的比例关系来代表其性能的优劣，对混凝土的耐久性则

2、不够重视，从而导致了部分工程结构的开裂，甚至崩塌，此外，由于普通混凝土材料本身的耐久性不高，致使混凝土建筑工程的维修费用急剧增大，所以如何延长混凝土材料的使用寿命，提高混凝土的性价比，发展新型高性能的混凝土材料势在必行。下面简单介绍几种常用的新型混凝土的基本概念及其工程应用。一、高性能混凝土1、高性能混凝土概述混凝土技术发展已有170多年的历史，在缓慢的发展过程中，曾出现几次变革，那就是1919年发现了水灰比定理，1938年发现了引气剂，60年代初出现高效减水剂。目前，混凝土技术发展又处在一个变革时期。新型外加剂和胶凝材料的出现使既有良好的工作性，又有优异的力学性能和耐久性能的混凝土的生产成为

3、现实。这种新型混凝土称为高性能混凝土（HighPerformanceConcrete）,简称HPC。HPC的应用将对混凝土建筑施工技术和混凝土结构性能起重要作用。因此，美国、日本、英国、法国、加拿大、挪威等国都将HPC作为跨世纪的新材料，投入大量人力物力进行研究和开发。20世纪80年代以来，一些发达国家相继研制成功高性能混凝土（以下称HPC）,使混凝土进入了高科技时代，日益受到国际材料界和工程界的重视。很多国家把HPC作为跨世纪的新材料加以研究与利用，使其成为当代混凝土研究和应用领域中的一个热点。HPC组成材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂，其组成和配比要比普通混凝土复杂，要

4、求也高得多。HPC的优点体现在：a.由于HPC的高强（60Mpa1OOMPa）和超高强（2100MPa）特性，可使混凝土结构尺寸大大减少，从而减轻结构自重和对地基的荷载，并减少材料用量，增加使用空间，大幅度的降低工程造价。b. 由于HPC具有高工作性，可以减轻施工劳动强度，节约施工能耗。c. HPC的高耐久性可增加对恶劣环境的抵御能力，延长建筑物的使用寿命，减少维修费用及对环境带来的影响，具有显著的社会和经济效益。2、高性能混凝土在建筑工程中的应用为了分析高性能混凝土在建筑工程中的应用，首先从高性能混凝土的特性来了解高性能混凝土。（一）高性能混凝土特性a. 新拌混凝土的工作性。新拌混凝土的工作

5、性是一个综合指标，如流动性、可泵性、填充性、均匀性等oHPC要求新拌混凝土具有大流动性（坍落度20cm25cm）及流动度经时损失小，以满足混凝土集中搅拌、运输、泵送、浇注的工艺要求。甚至在浇注时要求混凝土不振捣自流平，即好的填充性。最终得到均匀稳定的混凝土。这些要求是普通混凝土难以满足的。与普通混凝土相比，HPC的组分复杂，多种掺合料与超塑化剂配合使用，其目的是通过这些组分来调整性能。其中最关键的技术之一是超塑化剂及其组成。单一成分的超塑化剂（如萘系和三聚氰胺系高效减水剂）虽然对水泥浆有强的分散作用，减水率高达18以上，但并不能满足HPC对工作性的全部要求。因为单一成分的超塑化剂（SP）难以解

6、决坍落度损失、离析分层等问题。因此，必须将高效减水剂与缓凝剂、引气剂、稳定剂等组成复合超塑化剂（CSP）才能较全面满足HPC对工作性的要求。b. 硬化混凝土的性能。现代建筑向高层化、大跨度方向发展，因此促进了高强1PC的研究和开发。在高层建筑中，混凝土强度是对应于柱子的轴力。可以说建筑物的层数是由所使用的混凝土强度来决定的。2530层的建筑物要使用强度36MPa42MPa的混凝土,3035层要42MPa48MPa,更高层的建筑就需要更高强的混凝土，如60层需用100MPa。目前建筑物设计和施工以3035层（高度约100m）居多。因此，上述讨论的强度范围60MPa120MPa的HPC是目前研究和

7、今后发展的方向，而大量使用的强度标号是C40混凝土。在此情况下，配合比设计可以参照普通混凝土的方法，但是主要组成材料和性能应满足HPC的要求。HPC可能比普通混凝土要耐久得多，这是因为在设计配合比时，就考虑到耐久性问题。特别是早期下沉和硬化收缩小、干缩小、水化放热低，因而提高了混凝土抗裂缝能力，无初始结构缺陷。硬化后的混凝土密实、渗透性低。这些都使混凝土抵抗外部因素的能力得到提高，最终得到耐久性好的混凝土。（二）高性能混凝土的应用研究据悉，全世界每年混凝土用量可达90亿吨，规模之大、耗资之巨、应用之广，作为现代工程主要材料的地位依然不被撼动。混凝土用于工程结构至今已有170多年历史了，纵观混凝

8、土技术的发展进程，其发展主要遵循复合化、高强化、高性能化三大技术路线长期以来，人们过分注重于混凝土的力学性能，主要集中在提高混凝土的强度上，以搞压强度的比例关系来代表其性能的优劣，而对影响混凝土耐久性则重视不够，从而导致了许多工程结构的开裂，甚至崩塌。例如，1980年3月，北海Stavanger近海钻井平台AlexanderKjell号突然破坏；乌克兰境内的切尔诺贝利核电站的泄漏；日本的一些钢筋混凝土桥梁，投入不到20年因不能使用而被炸毁；辽宁盘锦辽河大桥的断毁等等。此外，由于混凝土耐久性不高，致使混凝土工程的维修费急剧增大。如何延长混凝土的使用寿命，发展高性能混凝土势在必行。2001年10月

9、用高性能混凝土成功浇捣的航站楼工程第一块大面积楼板，为浇筑量约800m3的主楼南区二层楼板。该楼板呈长条型，宽约20m，长约80m，厚500mm,浇筑前沿楼板长度方向由南往北布置2条施工泵管，分别提供泵送混凝土。施工浇筑时，投入混凝土生产线2条、混凝土搅拌车22台、混凝土泵机2台，施工用时14h,施工过程顺利。其后，在检查认可了这种新型混凝土抗裂性以及总结了它的施工养护经验的基础上，陆续浇捣了其它的大面积楼板，整个航站楼施工补偿收缩纤维混凝土总量超过4万方。经检验，所有应用补偿收缩纤维混凝土施工的楼板强度均达到设计要求，没有发现任何明显的肉眼可见裂缝，抗裂效果得到各方认可和好评。早在1992年

10、，吴中伟首次将高性能混凝土介绍到国内。如今，我国高性能混凝土的研究、应用发展迅速。我国是生产和使用混凝土的大国，混凝土的质量在不断地提高，涉足高性能混凝土的研究和应用还是近10年的事。随着高性能混凝土的优越性不断地得到认可，混凝土应用技术的进步，城市建设速度的加快，高性能混凝土获得了迅速发展。高性能混凝土在实际工程中获得了越来越广泛的应用，尤其是在高层建筑、大跨度桥梁、海上采油平台、矿井工程、海港码头等工程中的应用日益增多。例如：上海金茂大厦（C60）、北京静安中心大厦（C80）、辽宁物产大厦（C80）、南京希尔顿国际大酒店（C30和C50）、长春国际商贸城（C55）、广州虎门大桥（C50）、

11、上海杨浦大桥（C50）等都是应用的典范。全国很多研究单位已经研制出普通泵送高性能混凝土、大掺量粉煤灰高性能混凝土、高流态自密实高性能混凝土、纤维增加高性能混凝土、轻骨料高性能混凝土、水下不分散高性能混凝土港工与海工高性能混凝土、高抛纤维高性能混凝土等等，研制出C30-C80的各种强度等级的高性能混凝土和完备的混凝土耐久性检测设备，以及掌握了配套的施工成套技术和各种混凝土耐久性检测技术等。其中具有优异耐久性的C30高性能混凝土即将在地质条件复杂的深圳地铁工程中大规模使用。二、大体积混凝土水利工程的混凝土大坝、高层建筑的深基础底板、其它重力底座结构物等，由于具有结构厚、体形大、混凝土数量多、工程条

12、件复杂和施工技术要求高等特点，形成一种特殊的凝土，这就是体积较大又就地浇筑、成型、养护的混凝土大体积混凝土。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，所以由外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥在水化反应过程中释放的水化热产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，将会产生较大的温度应力和收缩应力，这是大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，甚至会造成经济上的巨大损失，如何进一步认识温度应力、防止温度变形裂缝的开展，是大体积混凝土结构施工中的一个重大研究课题。关于大体积混凝土的定义，目前国内外尚无一个统一的规定。美国混凝土学会(AC1)规定：“任何就地浇筑的大体积混凝上，其尺

13、寸之大，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂。关于大体积混凝土的内外温差控制指标，国内至今还没有一个明确、统一的标准。根据日本的施工经验，一般控制在25°C以内，也有的工程控制在30°C获得成功。工程实践证明：混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在lOOcra以上，水化热引起的混凝土内外最大温差预计超过25C，应按大体积混凝土施工。由于大体积混凝土工程的条件比较复杂，施工情况各异，再加上混凝土原材料的材性差别较大，因此，控制温度变形裂缝不是单纯的结构理论问题，而是涉及结构计

14、算、构造设计、材料组成、物理力学性能及施工工艺等多学科的综合性问题。目前，新的观点指出：所谓大体积混凝土，是指其结构尺寸已经大到必须采取相应技术措施、妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并按裂缝开展控制的混凝土。在大体积混凝土设计和施工过程中，从事设计与施工的技术人员，首先应掌握混凝土的基本物理力学性能，了解大体积混凝土温度变化所引起的应力状态对结构的影响，认识混凝土材料的一系列特点，掌握温度应力的变化规律。为此，在结构设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的补强，提出行之有效的措施；在施工技术上，从原材料选择、配合比设计、施工方法、施工季节的选定和测温、养护等方面，采取

15、一系列的综合性措施，有效地控制大体积混凝土的裂缝；在施工组织上，编制切实可行的施工方案，制定合理周密的技术措施，采取全过程的温度监测。只有这样，才能防止产生温度裂缝，确保大体积混凝土工程的质量。三、喷射混凝土喷射混凝土是借助喷射机械，将速凝混凝土喷向岩石或结构物表面，使岩石或结构物得到加强和保护。喷射混凝土是由喷射水泥砂浆发展起来的，它主要用于矿山、竖井平巷、交通隧道、水工涵洞等地下建筑物和混凝土支护或喷锚支护；地下水池、油罐、大型管道的抗渗混凝土施工；各种工业炉衬的快速修补；混凝土构筑物的浇筑与修补等。喷射混凝土一般不用模板，有加快施工进度、强度增长快、密实性良好、施工准备简单、适应性较强等

16、特点，但也有施工厚度不易掌握、回弹量较大、表面不平整、劳动条件较差等缺点。喷射混握土技术，自二十世纪初开始，至今已有80多年的历史。1914年美国在矿山和土木建筑工程中，首先使用了喷射水泥砂浆；1942年瑞士阿利瓦(Aliva)公司研制成功转子式混凝土喷射机，并能喷射最大粒径25rmn骨料的混凝土；1947年，联邦德国BSM公司研制出双罐式混凝土喷射机，使喷射混凝土技术迈进了一大步。1948年至1953年间奥地利在兴建卡普隆水力发电站时，首次在隧洞中使用了喷射混凝土支护。以后，瑞士、德国、法国、瑞典、美国、英国、加拿大、日本等国家，相继在土木建筑工程中采用和发展了喷射混凝土技术。20世纪60年

17、代初期，我国冶金、水电部门引进喷射混凝土技术，并着手研究混凝土喷射机械及推广应用喷射混凝土技术。1965年11月，冶金部建筑研究院与第三冶金建筑公司合作，成功地在鞍钢弓长岭铁矿建成了一条用喷射混凝土支护的矿山运输巷道；1966年初，北京地下铁道古城段，用喷射混凝土修补丁因火灾烧伤的钢筋混凝土衬砌，获得了良好的效果；同年，我国的成昆铁路的部分隧道、攀钢大断面运输隧洞、本钢南芬泄洪洞等工程，相继成功地采用了喷射混凝土支护；1968年，回龙山水电站厂房、梅山铁矿竖井等工程采用了喷射混凝土与锚杆相结合的支护。以上各项工程，为我国早期喷射混凝土技术的开发奠定了基础。喷射混凝土是一种速凝混凝土，外加剂和水

18、泥的特性对混凝土的凝结速度有着重要的影响。近些年来，各国为推广喷射混凝土技术，在外加剂研制方面都花费了很大精力，并获得巨大成功。如我国研制的"782”型速凝剂，其含碱量较低，当掺量为水泥重量的6一8时，混凝土后期强度的损失仅为其它速凝剂的50%；美国研制的新型非碱性速凝剂，pH、值仅为7.5,当掺量为水泥重量的2%时，初凝时间仅为38s，后期强度损失和混凝土回弹也较小；瑞士阿利瓦公司生产的非碱性速凝剂，掺入喷射混凝土后，其28d龄期的抗压强度比掺人碱性速凝剂高55%；联邦德国研制成功的SiliponSPR6型增粘剂，能显著地减少喷射混凝土的施工粉尘，掺入水泥重量的3%凹的增粘剂，可减

19、少粉尘浓度80%-95%。20世纪70年代初期，美国、日本等国研制成的喷射水泥(Jetcement)，对改善喷射混凝土的性能和扩大喷射混凝土的应用范围，起到巨大的推动作用。喷射水泥与硅酸盐水泥相比，具有良好的快硬性能、凝结时间能任意调节、低温下强度发展良好、干缩性较小、抗渗性好等特性，是喷射混凝土的优良胶凝材料。四、活性微粉混凝土(RPC)RPC是一种超高强的混凝土，其立方体的抗压强度可达200800MPa，抗拉强度可达25150MPa，断裂能可达30kJ/m2，体积质量为2.53.0t/m3。制备这种混凝土的主要措施是：(1) 减小颗粒的最大尺寸，改善混凝土的均匀性；(2) 使用微粉、极微粉

20、材料，以达到最优堆积密度；(3) 减少混凝土用水量，使用非水化水泥颗粒作填料，以增大堆积密度；(4) 添加钢纤维以改善其延性；(5) 在硬化过程中加压及加温，使其达到很高的强度。普通混凝土的级配曲线是连续的，而RPC的级配曲线是不连续的台阶形曲线，其骨料粒径很小，接近于水泥颗粒的尺寸。RPC的水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化剂，以改善其工作性。RPC的价格比常用的混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其设计成细长或薄壁的结构，以扩大建筑使用的自由度。在加拿大的Sherbrook,已设计建造了1座跨度为60m、高3.47m的B200级RPC的人行一摩托车用预应力桁架桥。五、透明混凝土透明混凝土

21、是由匈牙利建筑师阿隆罗索尼奇发明,并通过展览迅速在业界传播。它是由普通混凝土和玻璃纤维组成的,是特殊的树脂和水泥的混合,具有高质量的透明度,可以透过光线。这种混凝土制成品极具多元化,如果使用大量的颜色各异的树脂组合,可以折射五彩斑斓的灯光,为建筑披上神奇的色彩。在瑞典的斯德哥尔摩,人们使用这种透明混凝土砖制作人行道,一般情况下,它和普通混凝土没有什么不同,到了晚上,埋设在下面的灯光透过它照射出来,有种朦胧的美感。上海世博会的意大利馆正是利用透明混凝土塑造了这样一种朦胧的美。它的建筑外墙采用复合系统，外侧采用被称为“透明混凝土”的新型材料，内侧是双层ETEE膜结构。乍一看，展馆的外墙好像是一大片

22、灰色的混凝土被镂空出一个个整齐划一的长方形小洞,但仔细观察,就会发现这些所谓的“小洞”，其实是一种类似玻璃的透明材质透明混凝土。透明混凝土在该建筑中主要以500mmX1000mmX50mm规格的板材使用,可以根据需要直接切割成不同形状，其连接固定方式类似于普通的干挂石材，其成分主要是在传统的混凝土中加入有机玻璃片、玻璃纤维来增加透光性，随着玻璃片密度的大小，透光度就会有所不同;同时掺入大量细细的钢丝，用以增加混凝土板材的强度和连接牢固度。“透明混凝土”覆盖了整个意大利馆的外墙，通过透过外墙的自然光线，解决部分馆内房间的照明问题，达到节能的目的。其中，外墙在横梁、立柱等部位，其透明度为零，而每个

23、体块立面的中间区域则为50%，20%等透明度，不同透明度的渐变组合形成各种不同的图案，同时它还可以调节馆内温度。透明混凝土的运用，使展馆内部在白天的时候，也可以拥有自然光线，天然的照明。而当夜晚降临，整个展馆内部的灯光，透过外墙的透明混凝土、玻璃以及屋顶向外发散，使站在馆外周围广场和街道上的人，可以看见馆内人们活动时朦胧的身影，从而将内外空间联系了起来，充满生机和活力。这种新型混凝土可以浇筑成各种形状的制品，与普通的混凝土同样结实牢固，同时它还具有很高的欣赏价值，建筑师在设计过程中如果运用恰当，将具有很高的发展前景。六、高性能纤维混凝土高性能纤维混凝土是20世纪60年代末国外开发的一种新型混凝

24、土材料。它具有防止或减少混凝土干固塑性形变时收缩引起的裂缝、改善混凝土长期工作性能、提高混凝土的变形能力和耐久性等特点，因此在建筑、交通、水利等方面有广泛的应用。但是由于建筑业的“保守性”，美国直到80年代初才出现了第一个用于水泥制品的高性能纤维产品，并开始运用于各类混凝土工程。我国直到90年代初才开始此项研究，且大都采用从发达国家进口的混凝土用合成纤维。纤维混凝土是纤维和水泥基料（水泥石、砂浆或混凝土）组成的复合材料的统称。普通混凝土一般都有极限延伸率小、性脆、抗拉强度低的缺点，如果能在其中加入极限延伸率大、抗碱性好、抗拉强度大的纤维,可以大大改善混凝土的基本属性,使用范围更广。纤维混凝土所

25、用纤维,按其材料和性质可分为:金属纤维、无机纤维、人造矿物纤维、有机纤维、植物纤维。纤维在纤维混凝土中的主要作用是提高抗拉极限强度,限制在外力作用下水泥基料中裂缝的扩展。当水泥基料发生开裂时,横跨裂缝的纤维则成为外力的主要承受者。与普通混凝土相比,纤维混凝土具有较高的抗拉与抗弯极限强度,尤以韧性的提高幅度最大。上海世博会法国馆的外立面,被一层白色的混凝土网架包裹了起来,散发出一种宁静祥和的意象。法国馆是由一个悬挂在水面上的薄金属网围护而成,这种网状结构就好像让法国馆穿上一件20m长的白色礼服。它的主体部分为钢结构,外覆白色的玻璃纤维混凝土,以确保整个建筑主体符合抗震规范。这种混凝土网格不仅有防

26、风、抗震的效果,抗压能力、弯曲度等属性也比一般的混凝土要好许多,而且除了对建筑结构有所加强外,这层光滑透薄的白色表皮还起到了装饰效果。网架的钢结构,采用由方钢管刚性连接组成的钢结构空间壳体。围护网格结构在平面内是稳定的,并通过位于各边中部的斜杆形成桁架与基础相连。围护网格结构在侧向通过拉压杆件与主体结构铰接相连。七、低强混凝土美国混凝土学会（ACI）229委员会提出了在配料、运送、浇筑方面可控制的低强混凝土其抗压强度为8MPa或更低。这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用,也可用于地下构造。在一些特定情况下,可用低强混凝土调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等

27、性能指标,而且不易产生收缩裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆（lowstrengthmortar,LSM）,其组分为:水泥150kg/m3、砂1080kg/m3、水570kg/m3、超塑化剂6kg/m3、膨润土35kg/m3,所制成的LSM的抗压强度为3.5MPa,弹性模量低于500MPa。LSM制成的隧洞封闭块，比常规的土壤稳定法节约造价50%,故这种混凝土可望在软土工程中得到发展应用。八、轻质混凝土利用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业废料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造轻骨料（页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗

28、冻性能好等优点。利用工业废渣,如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土,可降低混凝土的生产成本,并变废为宝,减少城市或厂区的污染,减少堆积废料占用的土地,对环境保护也是有利的。九、自密实混凝土自密实混凝土不需机械振捣,而是依靠自重使混凝土密实。该种混凝土的流动度虽然高,但仍可以防止离析。配制这种混凝土的方法有:粗骨料的体积为固体混凝土体积的50%;细骨料的体积为砂浆体积的40%;水灰比为使材料获得最优的组成。这种混凝土的优点有：现场施工无振动噪音,可进行夜间施工,不扰民;对工人健康无害;混凝土质量均匀、耐久;钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑;施工速度快,现场劳动量

29、小。十、再生骨料混凝土新中国建国至今已逾60年,建国前后修建的不少混凝土结构,因老化或随着经济的发展,需拆除重建,其拆除量十分巨大。在拆除的混凝土中,约有一半是粗骨料,应该考虑如何使之再生利用,以减少环境垃圾,变废为用。在荷兰的德尔夫特,一个住宅的方案中,所有的混凝土墙均利用了再生骨料,该方案下一步的计划,是在混凝土楼板中也利用再生骨料。当然,在利用这些再生骨料时,需对这种混凝土的性能进行试验。十一、预填骨料升浆混凝土国内在大连中远60000t船坞工程中，因地质条件复杂，船坞底板首次采用了坐落于基岩上的预填骨料升浆混凝土，即用密度较大的厚4m5m的铁矿石作为预填骨料,矿石层下再铺设1m厚的石灰

30、石块石,矿石层上是厚60cm80cm的现浇钢筋混凝土板。在预填骨料层中布置压浆孔注入砂浆，形成预填骨料升浆混凝土。采取这种工艺，缩短了工期，取得了良好的经济效益。十二、碾压混凝土碾压混凝土近年发展较快，可用于大体积混凝土结构（如水工大坝、大型基础）、工业厂房地面、公路路面及机场跑道等。用于大体积的碾压混凝土结构施工的浇筑机具与普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机。整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰。与普通混凝土相比，浇筑工期可缩短1/31/2，用水量可减少20%，水泥用量可减少30%60%。碾压混凝土的层间抗剪性能是其

31、被用来修建混凝土高坝的关键。在公路、工业厂房地面等大面积混凝土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤维，成为钢纤维碾压混凝土，则其力学性能及耐久性还可进一步改善。十三、智能混凝土智能混凝土利用混凝土组成的改变，可克服混凝土的某些不利性质。例如;高强混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好。但高强混凝土在硬化早期阶段，具有明显的自生收缩和孔隙率较高，易于开裂等缺点。解决这些问题的一个方法是，用掺量为25%的预湿轻骨料来替换骨料，从而在混凝土内部形成一个“蓄水器”，使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”的方法，可使混凝土的自生收缩大为降低，

32、减少了微细裂缝的数量。高强混凝土的另一问题是良好的密实性所引起的防火能力降低。这是因为在高温（火灾）时，砂浆中的自由水和化学结合水转变为水气，但却不能从密实的混凝土中逸出,从而形成气压,导致柱子保护层剥落,严重降低了柱的承载力。解决这个问题的一种方法是在每方混凝土中加2kg聚丙烯纤维,在高温(火灾)时，纤维熔化，形成了能使水气从边界区逸出的通道,减小了气压,从而防止了柱子的保护层剥落。十四、聚合混凝土1、聚合物混凝土的发展传统的混凝土又称人工石，故用“砼”表示。它是由水泥加水，胶结石子和砂子所形成的水泥石，称水泥混凝土，也叫普通混凝土。因此，从广义的概念讲，凡是由胶凝材料、骨料及其它辅助材料所

33、构成材料的均可统称为混凝土，所以从材料的构成上，胶结料和骨料是硷的基础原料，因此常按胶凝材料来分类混凝土。其中以聚合物参与胶结的混凝土称聚合物混凝土，而不同的聚合物又可命名为相应的聚合物混凝土。如环氧混凝土，酚醛混凝土、聚酷混凝土、吠喃混凝土、醋酸乙烯混凝土等。目前聚合物混凝土大体分为三种类型：a聚合物胶结混凝土(polymereonerete,pC)这是由聚合物作为胶结料，加人填料(骨料)所组成的混凝土；b聚合物浸渍混凝土(polymerimpregnatedeoneret,PIC)这是由混凝土制品浸渍单体后聚合而成的混凝土；c聚合物改性混凝土(polymermodifiedeomentCo

34、n-erete,PMC)亦称聚合物水泥混凝土(PCC)。它是由聚合物与水泥复合作为胶结料的混凝土。PC和PMC在50年代就研制出来，60年代PIC又受到重视，但这类材料当时均没有商品化,而70年代在地板、桥梁、水利、铁路等领域得到一定的推广和应用,70年代后随着化学建材的发展,聚合物的材性原理和制品,受到广泛的重视。国际上为开展聚合物混凝土的学术研究与交流，成立了国际聚合物混凝土组织(ICPIC)，1975年于英国召开过第一届会议，1990年在中国上海召开了第六届会议。亚洲地区也于1993年成立了亚洲聚合物混凝土国际组织(ASPIC),并于1994年和1997年在韩国和日本分别召开过两届学术交

35、流会议，2000年11月将在中国同济大学举行第三届国际会议。这类由有机高分子材料和无机材料所构成的无机非金属复合材料的聚合物混凝土，已受到国内外材料学领域的重视，并在理论研究和应用上取得可喜的成果，具有广阔的发展前景。2、聚合物混凝土概念是化学建材的重要基础化学建材已成为四大建材之一，成为我国新兴的建材产业，其主要的品种均是以聚合物为主体。如各种建筑塑料、建筑粘结剂建筑涂料和建筑防水材料等，它们的主要组分是各种高分子化合物，并有不同掺量和种类的填料与助剂，所以它们与聚合物混凝土的相似。因此，聚合物混凝土自然也成为为化学建材中的一个重要门类。化学建材(包括聚合物混凝土)的主要产品，均是以聚合物作

36、为主要组分。因此，聚合物的结构与性能即成为化学建材的理论基础，其中聚合物的胶粘性能又是各类化学建材材料的性能基础。适用于多数化学建材产品，多数的化学建材产品均以聚合物的胶粘性为基础，与各种不同的骨料（填料）胶结而成制品。所以通过选择聚合物的掺量和骨料的种类、粒径和掺量，就可生产出各种化学建材产品。但实际工作中，一般还是按其主要功能和用途，界定为各类产品。3、聚合物混凝土的应用a、1PC的应用从聚合物广义概念看，PC与高填充的塑料、胶泥、厚质涂料没有本质的区别，因此，凡能用于塑料、涂料、粘合剂等的聚合物，均可用于PC材料的制备，其应用领域也是相近的。例如在建筑中所用的胶泥、钳缝剂、修补剂、堵漏密封材料、防水材料、人造大理石、人造玛瑙、免烧陶瓷材料及盘、杯、碟、电气绝缘子、精密减震车床等都可采用相应性能的PC材料。b、PIC的应用该类材料可用于轻质高强混凝土，即选用容重适当的陶粒作粗细骨料，用525#水泥制成轻质混凝土，硬结干燥后用苯乙烯加引发剂浸渍，加热引发聚合，可制成强度55MP