土木工程毕业论文

摘要伴随我国改革开放和现代化进程的加紧，我国的建设规模正日益增大，怎样保证建筑工程质量的同步也能使工程能长期的平安使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在迅速开展并且运用到许多实际工程工程中，那就是高性能混凝土。高性能混凝土(HighPerformanceConcrete，HPC)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，尤其是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。本文重要简介了高性能混凝土开展的历史背景及目前国内外的研究现实状况，阐明了高性能混凝土的特性，列举了高性能混凝土在国内外研究应用中的重要成果，并对其开展趋势作出展望。伴随我国建筑向高层化、大型化、现代化的开展，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。关键词：高性能混凝土；耐久性；体积稳定性目录引言 1一、高性能混凝土产生的背景和研究现实状况 1〔一〕背景 1〔二〕研究现实状况及开展方向 2二、高性能混凝土的性能研究和应用分析 2〔一〕高性能混凝土的概念 2〔二〕高性能混凝土的性能 3〔三〕高性能混凝土开展和应用中所面临的问题 3三、高性能混凝土质量与施工控制 4〔一〕高性能混凝土原材料及其选用 4〔二〕配合比设计控制要点 51.设计思绪有很大区别 52.胶凝材料用量及粉煤灰所占比例 63.含气量的规定 64.电通量指标 6〔三〕高性能混凝土的施工控制 6四、高性能混凝土的特点 7〔一〕高耐久性能 错误！未定义书签。〔二〕高工作性能 8〔三〕其他 8五、绿色高性能混凝土 8〔一〕研发绿色高性能混凝土的必要性 8〔二〕绿色高性能混凝土的可行性 9〔三〕绿色高性能混凝土的开展 9六、高性能混凝土的开展前景 10七、结论 10参照文献 11致谢 12高性能混凝土的研究与开展现实状况引言从1824年波特兰水泥发明开始，混凝土材料至今已经有100数年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也获得了具大的开展，由一般混凝土向高性能混凝土开展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程构造首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。据记录，当今我国每年混凝土用量约109m3，并且伴随我国近年来工业化、都市化进程的加紧，其用量将继续迅速增长。人类进入二十一世纪，伴随科学技术的迅速开展，一种又一种新型混凝土涌现出来。混凝土能否长期作为最重要的建筑构造材料，其自身必须具有高强度、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开展的必然成果，是混凝土的开展方向。高性能混凝土(HighPerformanceConcrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，某些兴旺国家基于混凝土构造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，这种混凝土有也许为根底设施工程提供1以上的使用寿命。区别于老式混凝土，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，尤其是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程平安有效期、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，被认为是此后混凝土技术的开展方向。一、高性能混凝土产生的背景和研究现实状况〔一〕背景现代大跨、高层、海洋、军事工程构造的开展对混凝土提出的更高的规定;处在恶劣环境下既有建筑不停劣化、退化导致过早失效、退伍甚至出现恶性事故导致巨大损失的严重后果;原材料生产、开采导致的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响深入开展的严酷现实。这就规定混凝土不停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,走可持续开展的道路,高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐渐完善与开展的。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。老式混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要t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t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增长是导致地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其他建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和导致的污染相对较小或小得多，混凝土自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导致资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大都市现已难以获得质量合格的砂石。另首先，由于混凝土过早劣化，怎样处置费旧工程撤除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。因此，未来的混凝土必须从主线上减少水泥用量，必须更多地运用多种工业废渣作为其原材料；必须充足考虑废弃混凝土的再生运用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节省资源。“高性能混凝土〞正是在这种背景下产生的。〔二〕研究现实状况及开展方向针对混凝土的过早劣化，兴旺国家在20世纪80年代中期掀起了一种以改善混凝土材料耐久性为重要目的的“高性能混凝土〞开发研究的高潮，并得到了各国政府的重视。从20世纪80年代开始，各国混凝土构造设计原则中逐渐突出了耐久设计的考虑，从只重视强度设计向强度与耐久性并重。进入20世纪90后裔后来，混凝土构造耐久性设计措施成为土木工程领域中的研究重点。针对不一样环境类别的侵蚀作用，提出材料性能劣化的理论或经验模式，并据此估算构造的使用寿命，成为开展和研究耐久性设计措施的主流。目前，高性能混凝土的开展有如下几种方向：(1)绿色高性能混凝土水泥混凝土是现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，与可持续开展的规定背道而驰。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，明显减少混凝土硬化阶段的水化热，提高混凝土强度尤其是后期强度。并且，节省水泥，减少环境污染，成为绿色高性能混凝土的代表性材料。(2)超高性能混凝土超高性能混凝土，如活性粉末混凝土〔ReactivePowdercon-crete,RPC〕,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。(3)智能混凝土智能混凝土是在混凝土原有的组分根底上复合智能型组分，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。伴随损伤自诊断混凝土、温度自调整混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列机警混凝土的出现，为智能混凝土的研究、开展和智能混凝土构造的研究应用奠定了根底。二、高性能混凝土的性能研究和应用分析〔一〕高性能混凝土的概念高性能混凝土是近20余年开展起来的一种新型混凝土。欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会将HPC定义为水胶比低于的混凝土；在日本，将高流态的自密实混凝土〔即免振混凝土〕称为HPC；中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和可持续开展为主线规定并适合工业化生产与施工的混凝土。虽然在不一样的国家，不一样的学者或工程技术人员，对HPC的理解有所不一样。比方美国学者更强调高强度和尺寸稳定性，欧洲学者更重视耐久性，而日本学者偏重于高工作性。不过他们的主线点都是高耐久性，这方面的认识是一致的。〔二〕高性能混凝土的性能与一般混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：1.耐久性。高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，可以有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，可以使混凝土构造平安可靠地工作50～1以上，是高性能混凝土应用的重要目的。2.工作性。坍落度是评价混凝土工作性的重要指标，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，在相似振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。同步，由于高性能混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，主线上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。3.力学性能。由于混凝土是一种非均质材料,强度受诸多原因的影响，水灰比是影响混凝土强度的重要原因，对于一般混凝土，伴随水灰比的减少，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，可大幅度减少混凝土单方用水量。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，改善界面构造，提高混凝土的密实度，提高强度。4.体积稳定性。高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化初期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。5.经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以减少构造的维修费用，延长构造的使用寿命，收到良好的经济效益；高性能混凝土的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增长使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人工作强度，加紧施工速度，减少本钱。前苏联学者研究发现用C110~C137的高性能混凝土替代C40~C60的混凝土，可以节省15%~25%的钢材和30%~70%的水泥。虽然HPC自身的价格偏高，不过其优秀的性能使其具有了良好的经济性。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足构造功能规定和施工工艺规定的混凝土，能最大程度地延长混凝土构造的使用年限，减少工程造价。〔三〕高性能混凝土开展和应用中所面临的问题在高性能混凝土的应用过程中也存在某些问题，在高性能混凝土的原材料方面，我国水泥质量不稳定，离散性大；在骨料方面，粗骨料质量低劣，含泥量大，级配较差，细骨料细度模数不合规定；在外加剂和外掺料的选择上，尚缺乏充足的合用性的研究。在高性能混凝土的施工过程中，施工人员的技术水平有限，养护措施不到位，使HPC的密实性和质量不稳定；在高性能混凝土的耐久性方面，由于高性能混凝土微管中水分的蒸发与凝聚而产生的收缩，使混凝土外表产生裂缝，这对HPC的抗碳化、抗冻融循环作用以及抗氯离子扩散等都是不利的，高性能混凝土的水泥用量高，水灰比低，硬化后长期处在水中时，水分通过微管扩散到内部，未水化的水泥粒子深入水化，产生微膨胀也会使混凝土外表产生裂缝，为多种有害介质渗透提供通道，给氯离子侵入、碱骨料反响的发生和钢筋锈蚀发明也许；在高性能混凝土的设计方面，由于高性能混凝土的后期强度增长不及一般混凝土，并且脆性大，需要尤其注意。同步，在高性能混凝土的研究方面，目前的研究以试验室研究为主，不过试验室的状况与实际工况相差较大，这不利于此后高性能混凝土的推广应用。三、高性能混凝土质量与施工控制〔一〕高性能混凝土原材料及其选用1.细集料。细集料宜选用质地坚硬、洁净、级配良好的天然中、粗河砂,其质量规定应符合一般混凝土用砂石原则中的规定。砂的粗细程度对混凝土强度有明显的影响,一般状况下,砂子越粗,混凝土的强度越高。配制C50～C80的混凝土用砂宜选用细度模数不小于2.3的中砂,对于C80～C100的混凝土用砂宜选用细度模数不小于2.6的中砂或粗砂。2.粗集料。高性能混凝土必须选用强度高、吸水率低、级配良好的粗集料。宜选择外表粗糙、外形有棱角、针片状含量低的硬质砂岩、石灰岩、花岗岩、玄武岩碎石,级配符合原则规定。由于高性能混凝土规定强度较高,就必须使粗集料具有足够高的强度,一般粗集料强度应为混凝土强度的115倍～210倍或控制压碎指标值＞10﹪。最大粒径不应不小于25mm,以10mm～20mm为佳,这是由于,较小粒径的粗集料,其内部产生缺陷的几率减小,与砂浆的粘结面积增大,且界面受力较均匀。此外,粗集料还应注意集料的粒型、级配和岩石种类,一般采用持续级配,其中尤以级配良好、外表粗糙的石灰岩碎石为最佳。粗集料的线膨胀系数要尽量小3.细掺合料。配制高性能混凝土时,掺入活性细掺合料可以使水泥浆的流动性大为改善,空隙得到充足填充,使硬化后的水泥石强度有所提高。更重要的是,参与活性细掺合料改善了混凝土中水泥石与骨料的界面构造,使混凝土的强度、抗渗性与耐久性均得到提高。活性细掺合料是高性能混凝土必用的构成材料。在高性能混凝土中常用的活性细掺合料有硅粉(SF)、磨细矿渣粉(BFS)、粉煤灰(FA)、天然沸石粉(NZ)等。粉煤灰是火电厂燃煤锅炉排出的烟道灰,它能有效提高混凝土的抗渗性,明显改善混凝土拌合物的工作性,大掺量粉煤灰混凝土还对环境保护和节省资源有重要意义。配制高性能混凝土的粉煤灰宜用含碳量低、细度低、需水量低的优质粉煤灰。矿渣是高炉炼铁排出的熔融矿渣在高温状态下迅速水淬冷却而成的,用于高性能混凝土的磨细矿渣细度不小于水泥,能提高混凝土的工作性和耐久性。硅粉是电炉法生产硅铁合金所排放的烟道灰,SiO2含量不小于90﹪,平均粒径约011μm,比外表积>0㎡/kg,借助大剂量高效减水剂和强力搅拌作用,可以填充到水泥或其他掺合料的间隙中去,并且具有很高的活性,在多种掺合料中对混凝土的增强作用最为明显,是国际上制备超高强混凝土最通用的超细活性掺合料。4.减水剂及缓凝剂。由于高性能混凝土具有较高的强度,且一般混凝土拌合物的坍落度较大(15～20㎝左右),在低水胶比(一般＜0.35)一般的状况下,要使混凝土具有较大的坍落度,就必须使用高效减水剂,且其减水率宜在20﹪以上。有时为减少混凝土坍落度的损失,在减水剂内还宜掺有缓凝的成分。此外,由于高性能混凝土水胶比低,水泥颗粒间距小,能进人溶液的离子数量也少,因此减水剂对水泥的适应性体现更为敏感。因大局部高性能混凝土施工时采用泵送,故掺减水剂后混凝土拌合物的坍落度损失不能太快太大,否那么影响泵送。5.矿物掺合料。(1)粉煤灰,粉煤灰是燃烧煤粉的锅炉烟气中搜集到的细微粉末,又称“飞灰〞(FlyAsh),其颗粒多呈球形,外表光滑。大量的实践证明:掺用粉煤灰的混凝土,其长期性能可得到大幅度的改善,对延长构筑物的使用寿命有重要意义。粉煤灰在混凝土中的重要作用包括如下几种方面:①填充骨料颗粒的空隙并包裹它们形成润滑层,产生“滚珠润滑〞效应;②对水泥颗粒起物理分散作用,使其分布得更均匀;③粉煤灰和汇集在骨料颗粒周围的氢氧化钙结晶发生火山灰反响,生成具有胶凝性质的产物,加强了微弱的过渡区,对改善混凝土的各项性能有明显作用;④粉煤灰延缓了水化速度,减小混凝土因水化热引起的温升,对防止混凝土产生温度裂缝十分有利;⑤可减小混凝土温度开裂的危险,同步由于加紧了火山灰反响,还可提高28d强度。值得注意的是,粉煤灰的水泥取代率对强度影响明显,很好的初期强度和后期强度的水泥取代率应不不小于10%。当粉煤灰掺量较低时,只会对水泥初期水化热有影响,但对7d龄期的水化热几乎没有影响。(2)硅粉(SilicaFume,简写SF)又称硅灰,是从生产硅铁或硅钢等合金所排放的烟气中搜集到的颗粒极细的烟尘。硅粉重要由非常微小、外表光滑的玻璃态球形颗粒构成，粒径为μm～1.0μm,是水泥粒径的1/50～1/100,一般比外表积为18500㎡/kg～0㎡/kg,重要化学成分为二氧化硅,其含量在90%以上。在混凝土中掺加少许硅粉或以硅粉取代局部水泥,结合应用减水剂,可使混凝土各方面的物理力学性能都得到明显提高,硅粉的合适掺量为水泥用量的5﹪～10﹪。硅粉的参与,对混凝土的性能的影响重要有:①改善了新拌混凝土的粘聚性、保水性,提高了需水量;②提高了混凝土的强度,增大了弹性模量和混凝土的干缩;③提高了混凝土的耐久性。此外,在配制硅粉混凝土时必须注意:①由于硅粉的需水量比水泥大,在配制硅粉混凝土时,一般要掺加减水剂。在选择减水剂时,应使之与所用的水泥具有相容性,否那么,轻易影响混凝土的工作性能。同步,根据减水剂性能及需求的减水需求来选择合适的掺量。②比外表积和活性SiO2含量是硅粉的重要指标,硅粉比外表积越大、活性SiO2含量越高,硅粉性能越好,配制硅粉混凝土需选择具有良好性能的硅粉。③硅粉混凝土的干缩一般比一般混凝土大,配制高性能混凝土时应采用赔偿收缩的措施,如掺加粉煤灰等。〔二〕配合比设计控制要点1.设计思绪有很大区别在以往的配合比设计措施中，是按混凝土的强度等级规定计算水灰比，而目前那么是按耐久性的规定，首先根据环境作用等级确定电通量指标，由此来选择水胶比、控制胶凝材料最小用量以及掺和料的比例。由于客专隧道的衬砌和仰拱设计强度等级为C30或C35，一般来说，为满足电通量规定和水胶比限值规定，混凝土的强度一般都是超强的。2.胶凝材料用量及粉煤灰所占比例在进行配合比参数设计时，为保证混凝土的耐久性，混凝土中胶凝材料总量应处在一种合适范围内，不仅有最低限规定，同步，对于C30及如下混凝土，胶凝材料总量不适宜高于400kg/m3，C35～C40不适宜高于450kg/m3。铁路客运专线大力倡导使用粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和料，与一般硅酸盐水泥一起作为胶凝材料。使用粉煤灰等矿物掺和料，并不是单纯地考虑减少混凝土本钱，首先是为了混凝土耐久性的需要，尤其是可以有效改善混凝土抵御化学侵蚀的能力〔包括氯化物侵蚀、硫酸盐侵蚀、碱骨料反响等〕。国内外的大量研究阐明，粉煤灰的掺量在20%以上时，改善混凝土耐久性的效果较佳，更有研究资料阐明，粉煤灰的最大掺量可抵达50%左右。在?铁路混凝土构造耐久性设计暂行规定?中明确规定，一般状况下，矿物掺和料掺量不适宜不不小于胶凝材料总量的20%，当不小于30%时，混凝土的水胶比不得不小于。含气量的规定也是客运专线高性能混凝土与一般混凝土的重要区别之一。以往工程仅在有抗冻规定期才考虑合适提高混凝土的含气量，这是对混凝土耐久性的规律认识缺乏的体现。实际上，混凝土中适量的引气，不仅能改善抗冻性，同步可明显减轻混凝土的泌水性，使水在拌合物中的悬浮状态愈加稳定，从而提高混凝土材料的均匀性和稳定性。因此，客运专线规定，虽然配制非抗冻混凝土时，含气量也应不不不小于2%，并且作为施工质量控制的必检工程之一。为合适提高混凝土的含气量，并获得较佳的减水和保塑效果，可使用新型聚羧酸盐减水剂。4.电通量指标该指标是客运专线对混凝土耐久性最重要、最详细的指标。目前我国尚无电通量试验的国标，铁路行业电通量试验措施是以美国ASTMC1202迅速电量测定措施为根底制定的，其所测指标可以最大程度地辨别和评价混凝土的密实度，而密实度正是影响混凝土耐久性最为关键的原因。以往多是以抗渗性来评价混凝土的密实程度，但实践证明，抗渗试验只适合于鉴定较低强度等级混凝土的密实性，当强度等级超过C30后，抗渗等级几乎都能抵达P20以上，再往下试验比拟困难。这正是用电通量指标取代抗渗标号作为混凝土耐久性控制的重要原因。混凝土的电通量重要取决于水胶比，通过大量试验得到规律，一般水胶比不不小于时主线可满足电通量不不小于的规定，水胶比不不小于时主线可满足电通量不不小于1500的规定。〔三〕高性能混凝土的施工控制1.搅拌。混凝土原材料应严格按照施工配合比规定进行精确称量,称量最大容许偏差应符合如下规定(按重量计):胶凝材料(水泥、掺合料等)±1%；外加剂±1%；骨料±2%；拌合用水±1%。应采用卧轴式、行星式或逆流式强制搅拌机搅拌混凝土,采用电子计量系记录量原材料。搅拌时间不适宜少于2min,也不适宜超过3min。炎热季节或寒冷季节搅拌混凝土时,必须采用有效措施控制原材料温度,以保证混凝土的入模温度满足规定。2.运送。应采用有效措施，保证混凝土在运送过程中保持均匀性及各项工作性能指标不发生明显波动。应对运送设备采用保温隔热措施,防止局部混凝土温度升高(夏季)或受冻(冬季)。应采用合适措施防止水分进入运送容器或蒸发。3.浇筑。(1)混凝土入模前,应采用专用设备测定混凝土的温度、坍落度、含气量、水胶比及泌水率等工作性能；只有拌合物性能符合设计或配合比规定的混凝土方可入模浇筑。混凝土的入模温度一般宜控制在5～30℃(2)混凝土浇筑时的自由倾落高度不得不小于2m当不小于2m时,应采用滑槽、串筒、漏斗等器具辅助输送混凝土,保证混凝土不出现分层离析现象。〔3〕混凝土的浇筑应采用分层持续推移的方式进行,间隙时间不得超过90min,不得随意留置施工缝。〔4〕新浇混凝土与邻接的己硬化混凝土或岩土介质间浇筑时的温差不得不小于154．振捣。可采用插入式振动棒、附着式平板振捣器、外表平板振捣器等振捣设备振捣混凝土。振捣时应防止碰撞模板、钢筋及预埋件。采用插入式振捣器振捣混凝土时,宜采用垂直点振方式振捣。每点的振捣时间以外表泛浆或不冒大气泡为准,一般不适宜超过30s,防止过振。假设需变换振捣棒在混凝土拌合物中的水平位置,应首先竖向缓慢将振捣棒拔出,然后再将振捣棒移至新的位置,不得将振捣棒放在拌合物内平拖。5.养护。高性能混凝土初期强度增长较快,一般3天抵达设计强度的60%,7天抵达设计强度的80%,因而,混凝土初期养护尤其重要。一般在混凝土浇注完毕后采用以带模养护为主,浇水养护为辅,使混凝土外表保持湿润。养护时间不少于14天。6．质量检查控制。除施工前严格进行原材料质量检查外，在混凝土施工过程中，应对混凝土的如下指标进行检查控制：混凝土拌合物：水胶比、坍落度、含气量、入模温度、泌水率、匀质性。硬化混凝土：原则养护试件抗压强度、同条件养护试件抗压强度、抗渗性、电通量等。四、高性能混凝土的特点〔一〕高耐久性能高性能混凝土的重要特点是具有高耐久性,而耐久性那么取决于抗渗性;抗渗性又与混凝土中的水泥石密实度和界面构造有关。由于高性能混凝土掺加了高效减水剂,其水胶比很低(≤0138),水泥所有水化后,混凝土没有多出的毛细水,孔隙细化,最可几孔径很小,总孔隙率低;再者高性能混凝土中掺加矿物质超细粉后,混凝土中骨料与水泥石之间的界面过渡区孔隙能得到明显的减少,并且矿物质超细粉的掺加还能改善水泥石的孔构造,使其≥100μm的孔含量得到明显减少,矿物质超细粉的掺加也使得混凝土的初期抗裂性能得到了大大的提高。以上这些措施对于混凝土的抗冻融、抗中性化、抗碱-集料反响、抗硫酸盐腐蚀,以及其他酸性和盐类侵蚀等性能都能得到有效的提高。〔二〕高工作性能高性能混凝土具有良好的流变学性能,高流动性,不泌水,不离析,能在正常施工条件下保证混凝土构造的密实性和均匀性,对于某些构造的特殊部位(如梁柱接头等钢筋密集处)还可采用自流密实成型混凝土,从而保证该部位的密实性,这样就可以减轻施工劳动强度,节省施工能耗。〔三〕其他高性能混凝土具有较高的韧性、良好体积稳定性和长期的力学性能稳定性。高性能混凝土的高韧性规定其具有能很好地抵御地震荷载、疲劳荷载及冲击荷载的能力,混凝土的韧性可通过在混凝土掺加引气剂或采用高性能纤维混凝土等措施得到提高。高性能混凝土的体积稳定性表目前其优良的抗初期开裂性,低的温度变形、低徐变及低的自收缩变形。虽然高性能混凝土的水灰比比拟低,不过假如将新型高效减水剂和增粘剂一起使用,尽量地减少单方用水量,防止离析,浇筑振实后立即用湿布或湿草帘加以覆盖养护,防止太阳光照射和风吹,防止混凝土的水分蒸发,这样高性能混凝土初期开裂就会得到有效的克制。高性能混凝土掺加了粉的一般混凝土都得到了明显减少,这对于大体积混凝土的温控和防裂十分有利。国内已经有研究阐明,对于外掺加40%粉煤灰的高性能混凝土,不管是在原则养护还是在蒸压养护条件下,其360d龄期的徐变度(单位徐变应力的徐变值)均不不小于同强度等级的一般混凝土,高性能混凝土徐度度仅为一般混凝土的50%左右。高性能混凝土长期的力学稳定性规定其在长期的荷载作用及恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性能保持稳定。五、绿色高性能混凝土〔一〕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,得到了世界各国和专家的承认,法国政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑企业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年的国家研究工程“高性能混凝土",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种在根底设施施工中应用高性能混凝土的决策,并决定在投资2亿美元进行研究。绿色是绿色环境保护,人类社会越开展,对绿色环境保护的规定越迫切。国外有位学者写一篇综述,题为“昨天和今天的水泥,明天的混凝土〞,文中指出二十一世纪水泥工业应更名为水硬性胶凝材料工业,并且应是一种绿色工业。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,同步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概9亿吨,占世界水泥产量的三分之一,混凝土产量约12亿m3,世界混凝土年产量大概30亿m3,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,直接影响子孙后裔的生活,因此绿色高性能的开展是事在必行。绿色高性能混凝土的研究及使用,即保护了环境,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,绝大局部把粉煤灰作重要掺料,粉煤灰是工业废料,如不很好运用,会对环境导致二次污染,在绿色高性能混凝土中采用粉煤灰,即处理了二次污染,又减少了混凝土的本钱,同步提高了混凝土的性能,重要表目前提高了混凝土的耐久性和工作性。混凝土的评价已由高强度转为高性能,高性能中耐久性是一种重要的评估原则,混凝土不是一劳永逸的材料,它也是随时间的增长、环境的影响和使用状况直接影响其使用寿命,某些兴旺国家面临这个问题,我们国家也面临同样的问题。1991年美国在提交国会?国家公路与桥梁现实状况?的汇报中指出,为了修理或更换现已存在缺陷的桥梁,需投资91亿美元如迟延维护进程,费用将增至1310亿美元,美国每年用于混凝土维修的费用大概300亿美元。我国是开展中国家,在工程建设中主线没有维修费用,工程费用重要在新建工程,建国以来,五、六十年代的工程量大,通过几十年的使用,可以说需维修的工程量肯定也是巨大的,费用是惊人的,因此,站在历史的角度,站在开展的角度,研究混凝土高性能的意义巨大。〔二〕绿色高性能混凝土的可行性绿色高性能混凝土是混凝土开展的方向,是我国国情的需要,是建筑工程开展的需要,是为了子孙后裔造福的需要,建设部公布了?有关深入做好建筑业10项新技术推广应用的告知?(建质〔〕)26号)文献中第2项既是“高性能混凝土技术〞。建设部部长汪光熹在第2届国际智能绿色节能大会上表达:中国将大力开展科技创新以支援和增进行业开展,将对既有建筑节能改导致套技术,低能耗大型公关建筑技术等加紧技术公关,推进以节能、节地、节水、节材和环境保护为关键的建筑技术开展,逐渐提高绿色建筑比重。因此,研发绿色高性能混凝土体现科学开展观,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根底。〔三〕绿色高性能混凝土的开展1997年3月的“高强与高性能混凝土〞会议上,吴中伟院士初次出“绿色高性能混凝土(GHPC)〞的概念,并指出:GHPC是混凝土的开展方向,更是混凝土的未来。提高混凝土的绿色度,可以节省更多的资源与能源,将对环境的破坏减到最小。人类已经进入二十一世纪,混凝土应当更多地掺加工业废渣掺和料,更多地节省水泥,有更高的强度和耐久性。高性能混凝土(HPC)具有如下特性:(1)更多地节省熟料水泥,减少能耗与环境污染;(2)更多地掺加工业废料为主的细掺料;(3)更大地发挥混凝土的高性能优势,减少水泥与混凝土的用量。因此,高性能混凝土自身就可成为绿色混凝土。实际上,许多工程如大体积水工建筑、根底等对强度规定不高,但对耐久性、工作性、体积稳定性、低水化热等有很高规定,都应采用HPC。例如日本跨海明石大桥基墩混凝土(50万m3)规定高耐久性、高抗冲刷性与低升温,而强度只规定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,我国目前也己完毕了一般混凝土的高性能化的研究和应用。因此,老式的GHPC的应用范围可以深入扩大,可以将欧美对HPC强度的低限50MPa减少到C30左右,原那么是只要不损害混凝土的内部构造如孔构造、水化物构造与界面构造等,保证混凝土具有良好的耐久性与体积稳定性。纳米混凝土、再生混凝土、免振捣自密实