高性能混凝土的研究现状与应用前景
摘要：高性能混凝土(High Performance Concrete简称HPC)有较普通混凝土更为优良的特性，自其产生以来得到了迅速的发展。本文分析了影响HPC耐久性、施工性能、力学性能和体积稳定性的影响因素。简要介绍HPC的应用情况和存在的问题，并根据现有情况对HPC的发展做了预测。
关键词：高性能混凝土耐久性现状应用发展前景
Abstract: High performance concrete(HPC) has special characters comparing with the ordinary concrete.It has been developed quickly since it was first presented.In this article, analyses the elements that influence the durability,mechanical property and volume stability of HPC , introduces the application of HPC all over the world and question,and predicts .
Key word: HPC; durability; current situation; application; development;
1 引言
随着科学技术的发展，各种超长、超高、超大混凝土构筑物以及在严酷条件下使用的混凝土构筑物的建造需要不断增加，此类构筑物的施工难度大，对耐久性要求高，普通混凝土已不能完全满足其需要。同时，近年来混凝土结构在使用过程中出现了大量安全性和耐久性问题，造成了一定的人员伤亡和财产损失。因此，高性能混凝土的采用，对促进建筑科学技术的进步、延长建筑物的使用寿命、推动人-建筑-环境的和谐发展具有十分重要的意义。
2HPC的性能和研究现状
2.1耐久性
混凝土的耐久性涉及两方面：一是引起破坏的作用力或破坏力；一是材料对破坏作用的抵抗力。两种力对抗的结果决定了材料是否耐久。耐久性破坏主要有：混凝土碳化、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀、碱-骨料反应、冻融破坏等。防治耐久性综合症常需采取根本措施与综合措施。根本措施是从根本上提高耐久性，即提高抵抗力，减轻或阻止破坏力；综合措施是先找出破坏作用的主次、先后、对主因、导因对症施治，抓住矛盾的主要方面予以解决，再及其他。目前，对于HPC耐久性的评定没有统一的指标和方法，对其进行试验和评价基本仍沿用普通混凝土的方法和指标。
2.2工作性
目前仅采用坍落度尚不足以完全反应HPC的施工性能，但目前尚未有专门针对HPC的检测标准。在振捣的过程中，HPC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HPC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。而自密实混凝土不需机械振捣，在施工现场无振动噪声，可进行夜间施工，混凝土质量均匀，钢筋布置较密或者构件体型复杂时也可进行浇筑，施工速度快，现场劳动小。
2.3力学性能
混凝土的强度有抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、疲劳强度、粘结强度等。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，但对于HPC，由于低水灰比下存在搅拌困难、振捣不充分等问题，其强度提高不是无限制的，最高达到水泥的强度界限。高效减水剂是HPC必需成分，其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HPC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，不同种类的矿物超细粉的最优置换率和对强度的影响不同。
2.4体积稳定性
混凝土的体积变形包括收缩变形、弹性变形、徐变变形和温度变形。体积稳定性不良的混凝土会产生收缩开裂，使混凝土的抗渗性及其物理、化学、力学性能降低,耐久性下降。影响混凝土体积稳定性的因素很多，包括水泥颗粒的细度、用水量、骨料情况等。
2.5 经济性
HPC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。HPC 良好的耐久性可以减少结构的维修费用，延长结构的使用寿命，收到良好的经济效益；HPC的高强度可以减少构件尺寸，减小自重，增加使用空间；HPC良好的工作性可以减少工人强度，加快施工速度，减少成本。前苏联学者研究发现用C110~C137的HPC替代C40~C60的混凝土，可以节约15%~25%的钢材和30%~70%的水泥。虽然HPC本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良
好的经济性。
3HPC的应用情况和存在的问题
与普通混凝土相比，高性能混凝土弹性模量高、变形小、刚度大、稳定性好，耐久性、抗渗性好，高性能混凝土结构的维修和重建费用少，工作寿命长。高性能混凝土在国内外的工程中得到了广泛应用，主要用于解决以下工程难题。
3.1 钢筋密集、混凝土浇筑困难
受力复杂或承担内力较大的构件，配筋很密，混凝土浇筑非常困难，通过采用高流态的高性能混凝土，能保证顺利施工和工程质量。
3.2 耐磨性要求较高
高等级混凝土结构路面要求较高的耐磨性能，通过配合比优化设计，可以得到耐磨性能较好的高性能混凝土，提高混凝土路面的抗磨损性能。
3.3 耐久性要求较高
具有优良耐久性能的高性能混凝土，用于建造码头、船坞、防波堤、采油平台等港口和海洋工程，可大大提高工程结构的耐腐蚀能力和抵抗海浪冲刷的能力。
3.4 提高承载力
随着建筑结构高度的增加，底层受压构件的压力迅速增大，如采用传统混凝土，则构件截面尺寸增大，影响底层的空间要求和使用功能。采用高性能混凝土，在保证构件承载力的基础上能有效减小截面尺寸，满足高层建筑的需求。
3.5 泵送高度大
目前，混凝土的泵送施工非常普遍。对超高层建筑结构，泵送高度大，对混凝土的工作性要求较高。采用工作性能优异的高性能混凝土，可使混凝土的一次泵送高度达到300m以上，从而大大降低施工难度。
3.6 HPC存在的问题
在HPC的应用过程中也存在一些问题。在HPC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要求；在外加剂和外掺料的选择上，尚缺乏充分的适用性的研究。在HPC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HPC的耐久性方面存在结构早期开裂等问题，为后
期各种有害介质渗透提供通道，给氯离子侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造可能。在HPC的设计方面，由于HPC的后期强度增长不及普通混凝土，而且脆性大，需要特别注意。同时，在HPC的研究方面，现在的研究以实验室研究为主，但是实验室的情况与实际工况相差较大，这不利于今后HPC的推广应用。
4 高性能混凝土的发展
4.1 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。国内外学者都提出了绿色建筑材料的概念，而绿色高性能混凝土是绿色建筑材料的重要内容，开发和利用绿色高性能混凝土成为混凝土研究的重要课题。绿色高性能混凝土节约更多的资源和能源，对环境的破坏减小到最低限度，使混凝土结构工程健康发展。
4.2 超高性能混凝土
超高性能混凝土，如活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete，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。
4.3 智能混凝土
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。
5结语
HPC诞生时间虽短、各国研究有限，尚无统一标准和结论，但因其自身优异的性能，已得到迅速发展和一定范围的应用。今后，必须加强对HPC及其结构性能进行系统研究,完善理论体系，制定相关规范和文件，总结应用经验，优化使用方法，提高使用的有效性和可靠性。那么，HPC定能克服现存不足和问题，向更加高效、环保和经济的方向发展，走优质、低耗、高效、可持续发展之路，必将成为混凝土工程的主导材料，在工程实践中得到更为广泛的应用。
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开题报告 高性能混凝土是在现代高强混凝土的基础上发展起来的。使用新型的高效减水剂和矿物掺和料，是使混凝土达到高性能的主要技术措施，前者能降低混凝土的水胶比，增大坍落度，控制坍落度损失，提高混凝土的密实性和工作性；后者能填充胶凝材料的孔隙，参与胶凝材料的水化，除提高混凝土的密实度外，还改善混凝土的界面结构，提高混凝土的强度和耐久性。粉煤灰高性能混凝土将粉煤灰作为矿物掺和料，既改善了混凝土的技术性能，同时又充分利用了工业废料，有效地节约了资源和能源，减少了环境污染，符合绿色高性能混凝土的发展方向，促进了混凝土技术的健康发展。 高性能混凝土的定义最早在美国提出。1990年5月在美国马里，由美国国家标准与工艺研究院(NIST)和美国混凝土学会(ACI)主办的讨论会上，将HPC定义为具有所要求的性能和匀质性的混凝土。这些性能主要包括：易于浇注捣实而不离析，力学性能好，早期强度高，韧性好，体积稳定性好，在恶劣条件下使用寿命长等。 高性能混凝土概念的提出至今只有十多年的时间，但是由于国际上广泛认识到高性能混凝土具有高工作性、高耐久性和高强度等特性，用其替代传统的混凝土以及建造在严酷环境中的特殊结构物，具有显著的经济效益和技术先进性，因此高性能混凝土的开发和应用得到了各国的很大重视，并且取得了巨大成果。美国、日本、法国、加拿大等国已将高性能混凝土作为跨世纪的新材料，投入了大量的人力、物力和财力进行研究和开发，至今已在不少重要工程中使用。高性能混凝土适应了当今科学技术和生产发展的要求，可以提高混凝土结构的使用寿命，大量利用工业废渣，减少资源耗费和环境污染，便于施工，节约能源，己被各国普遍认为是今后混凝土技术的发展方向，是混凝土可持续发展的出路所在。 从1996年开始，我国国家计委、国家科技部先后2次设立科技攻关项目，进行高性能混凝土的创新研究，由中国建筑材料科学研究院、清华大学、同济大学、中国水利水电科学研究院等几十所科研单位、高等院校承担了“高性能混凝土的综合研究和应用”及“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”的研究课题，
预应力高强混凝土的应用现状 高强混凝土与普通混凝土相比，具有强度高、体积稳定性好、良好的耐久性、工作性能以及可持续发展等优势，节约材料的同时还可以有效地减轻结构自重，预应力能有效地改善混凝土结构的抗裂性能、增强结构的刚度，减小结构的变形，并且能够使得结构抗剪承载力提高、耐久性变好，同时还能够增强结构的抗疲劳性能，改善结构的使用性能，从而提高经济效益。 标签：高强混凝土；HSC；高性能混凝土；HPC；预应力 一、高强混凝土的应用现状 对于高强混凝土的定义，不同国家规范和标准都有所差异。我国《公路桥涵施工技术规范》中规定：高强混凝土是指抗压强度等级超过60MPa，即C60以上的混凝土；另外，美国、日本、俄罗斯等国的混凝土规范都对高强混凝土作了相应的定义，见表1。 作为建筑工程结构最重要的材料之一，混凝土自问世至今已有一百多年的历史，以其诸多方面的优势被广大业内人士所认可与青睐。但是，随着我国科技水平的进步、工业化和城市化的发展，生态环境问题日益严重，大量的生产和使用混凝土材料是非常重要的原因之一。因此，要想实现经济与环境的可持续发展，必须减少混凝土的使用，或者以一种新型材料取而代之。再者随着城市土地资源的日益紧缺，混凝土结构向着高强度、重荷载、高性能的发展必然成为建筑工程领域的趋势，于是，在这样的背景下，高强混凝土（简称HSC）、高性能混凝土（简称HPC）应运而生。 高强混凝土与普通混凝土相比，有以下优点：强度高、体积稳定性好、良好的耐久性、工作性能以及可持续发展等。 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。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。 二、预应力混凝土技术的发展概况 混凝土结构工程正在向着通过不断提高设计水平、施工技术水平及采用高强度高性能材料建造高合理经济结构的总趋势发展。在混凝土结构使用前预先对混凝土施加一定的压力，使其在受拉时达到不开裂或延迟开裂的目的，可以改善混凝土抗拉强度低的缺陷，这里的壓力即预应力。美国混凝土协会（ACI）对预应力混凝土的定义是：预应力混凝土是根据需要人为地引入某一分布与数值的内应力，用以全部或部分抵消外荷载应力的一种混凝土。 在混凝土结构中施加预应力能够有效的改善混凝土结构的抗裂性能、增强结
高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状土 木工程毕业论文 摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，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快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete，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，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状，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，并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，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 ~ I ~ 目录 摘要………………………………………………………………………………………... I 目录……………………………………………………………………………………….?
第一章引 言 ..................................................................... ................................................. 1 1 高性能混凝土产生的背景和研究现 状 ..................................................................... .. (1) 1.1 背 景 ..................................................................... (1) 1.2 研究现状及发展方 向 ..................................................................... ........................ 2 2 高性能混凝土的性能研究和应用分 析 ..................................................................... .. (2) 2.1 高性能混凝土的概 念 ..................................................................... (2) 2.2 高性能混凝土的性 能 ..................................................................... (3) 2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问 题 .......................................................... 3 3 高性能混凝土质量与施工控
高性能混凝土地研究与发展现状 摘要：阐述了高性能混凝土产生地背景和国内外学者对高性能混凝土地认识与定义，并详细介绍了高性能混凝土地国内外地研究与发展现状，同时，还针对高性能混凝土研究与发展中地一些问题进行了探讨.关键词：高性能混凝土；定义；耐久性；存在问题高性能混凝土(，)是世纪年代末年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提出地一种全新概念地混凝土，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年以上地使用寿命.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地混凝土，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地优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件地适应性等方面产生了明显地效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术地发展方向.高性能混凝土产生地背景传统地混凝土虽然已有近年地历史，也经历了几次大地飞跃，但今天却面临着前所未有地严峻挑战：()随着现代科学技术和生产地发展，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地重大混凝土结构，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地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.()进入世纪年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建地桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新.年美国国家材料咨询局地一份政府报告指出：在美国当时地．万座桥梁中，大约有．万座处于不同程度地破坏状态，有地使用期不到年，而且受损地桥梁每年还增加．万座.年在提交美国国会地报告“国家公路和桥梁现状”中指出，为修复或更换现存有缺陷桥梁地费用需投资亿美元；如拖延修复进程，费用将增至亿美元.美国现存地全部混凝土工程地价值约万亿美元，每年用于维修地费用高达亿美元.在加拿大，为修复劣化损坏地全部基础设施工程估计要耗费亿美元.在英国，调查统计了个工程劣化破坏实例，其中碳化锈蚀占％，环境氯盐锈蚀占％，内部氯盐锈蚀占％，混凝土冻蚀％，混凝土磨蚀％，混凝土碱—骨料反应破坏％，硫酸盐化学腐蚀％，其他各种不常发生地腐蚀破坏％.我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重.建设部于世纪年代组织了对国内混凝土结构地调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用～年后即需大修，处于有害介质中地建筑物使用寿命仅～年，民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好，一般可维持年.相对于房屋建筑来说，处于露天环境下地桥梁耐久性与病害状况更为严重.据年全国公路普查，到年底我国已有各式公路桥梁座，公路危桥座，每年实际需要维修费用亿元，而实际到位仅亿元.港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境，氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀，导致构件开裂、腐蚀情况最为严重.年交通部四航局等单位对华南地区座码头调查地结果，有％以上均发生严重或较严重地钢筋锈蚀破坏，出现破坏地时间有地距建成仅—年.()混凝土作为用量最大地人造材料，不能不考虑它地使用对生态环境地影响.传统混凝土地原材料都来自天然资源.每用水泥，大概需要．以上地洁净水，砂、以上地石子；每生产硅酸盐水泥约需．石灰石和大量燃煤与电能，并排放，而大气中浓度增加是造成地球温室效应地原因之一.尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产?昆凝土所消耗地能源和造成地污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它地用量庞大，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地砂石.另一方面，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后地混凝土垃圾也给环境带来威胁.因此，未来地混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土地再生利用，未来地混凝土必须是高性能地，尤其是耐久地.耐久和高强都意味着节约资源.“高性能混凝土”正是在这种背景下产生地.高性能混凝土地定义与性能对高性能混凝土地定义或含义，国际上迄今为止尚没有一个统一地理解，各个国家不同人群有不同
混凝土行业运行现状及“十三五”发展趋势展望 近年来随着国家经济结构调整逐渐深入以及供给侧改革的加码，水泥等基础建材行业首当其冲，2015年全国水泥需求出现下降走势，官方统计的规模以上企业的商品混凝土产量同比仍有2.14%的增长，其他渠道统计的整体预拌混凝土产量均出现明显下滑。2016年以来，尽管全国固定资产投资增速仍延续下降走势，但基础设施建设和房地产投资增速出现明显回复，混凝土的需求也因此得到明显提升。 一、混凝土行业经济运行现状 1.1需求端：基建与房地产投资加速，有力拉动混凝土需求 2016年前三个季度，全国固定资产投资完成42.7万亿元，同比增长8.2%，增速较去年同期下滑2.1个百分点，较去年全年下滑1.7个百分点；其中与拉动混凝土需求有关的建筑安装工程完成30万亿元，同比增长9.7%，增速较去年同期下滑2个百分点，较去年全年下滑1.6个百分点。 图1：2016年前三季度全国固定资产投资增长及与历史情况比较（万元，%） 数据来源：国家统计局尽管整体固定资产投资增速呈现下滑态势，但从拉动混凝土需求的细分行业来看，基础设施投资、房地产两大重点需求终端投资增速与去年相比却出现上升走势。前三季度基础设施建设中占比47%左右的公共设施管理业投资同比增长23.6%，增速较去年同期上涨3.6个百分点；占基础设施建设投资近30%的道路运输业前三季度投资同比增长15%，增速较去年同期下降3个百分点，较去年全年下降1.7个百分点；另外占比较大的铁路运输业投资增速明显上涨，水利管理业投资增速略有下滑。 图2：2016年前三季度基础设施建设投资增长情况（万元，%）
数据来源：国家统计局在2015年下半年全国房地产销售市场逐渐升温，今年更是出现火爆行情，在去库存及火热销售行情的双面刺激下房地产投资升温，前三季度投资增速为5.8%，较去年同期上涨3.2个百分点；新开工面积在去年持续负增长的情况下呈现快速上涨局面，上半年累计新开工面积同比增长近15%，后期开始回落，前三季度降至6.8%。 图3：2016年前三季度房地产开发投资增长情况（万元，%） 数据来源：国家统计局房地产投资升温和基建投资的较快增长是保障混凝土需求增长的重要支撑，在商品混凝土消耗量增长的同时，混凝土电杆、混凝土预制桩等制品产量也出现明显上升，较去年全年增长率有明显好转。 1.2供给端：产量增速上涨，价格低位回升 2015年，中国混凝土与水泥制品协会官方统计商品混凝土产量16.4亿立方米，同比增长跌至2.14%；其他统计渠道统计的整体预拌混凝土产量不一，且走势也出现差异：中国建
摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，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快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete，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，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国外的研究现状，阐明了高性能混凝土的特性，列举了高性能混凝土在国外研究应用中的重要成果，并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，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) 1 高性能混凝土产生的背景和研究现状 (1) 1.1 背景 (1) 1.2 研究现状及发展方向 (2) 2 高性能混凝土的性能研究和应用分析 (2) 2.1 高性能混凝土的概念 (2) 2.2 高性能混凝土的性能 (3) 2.3 高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (3) 3 高性能混凝土质量与施工控制 (4) 3.1 高性能混凝土原材料及其选用 (4) 3.2 配合比设计控制要点 (6) 3.3 高性能混凝土的施工控制 (7) 4 高性能混凝土的特点 (8) 4.1 高耐久性能 (8) 4.2 高工作性能 (8) 4.3 其它 (8) 5 绿色高性能混凝土 (9) 5.1 研发绿色高性能混凝土的必要性 (9) 5.2 绿色高性能混凝土的可行性 (9) 5.3 绿色高性能混凝土的发展 (10) 6 高性能混凝土的发展前景 (10) 结论 (11) 致词 (12) 参考文献 (13)
一、高性能混凝土的定义 高性能混凝土已成为土木工程行业一个应用十分广泛的名词。为贯彻落实《国务院化解产能严重过剩矛盾指导意见》和《绿色建筑行动方案》，住房城乡建设部、工业和信息化部于2014年4月成立高性能混凝土推广应用技术指导组，联合推广高性能混凝土。今后高性能混凝土的采用情况将作为优秀建筑设计、绿色建筑评定等活动参评或获奖条件之一。鼓励绿色建筑、保障性住房、政府投资工程率先应用高性能混凝土。一些地区也发出政府指令，加快推广使用高性能混凝土。例如, 新疆乌鲁木齐市建委2014年发出《关于在乌鲁木齐地区加快应用高性能混凝土的通知》（乌建发[2014]46号），根据《批转关于推广使用高性能混凝土实施意见的通知》（乌政办[2011]241号）的有关要求，为进一步规范乌鲁木齐市高性能混凝土的应用，制定了《乌鲁木齐市高性能混凝土相关技术要 阎培渝 （清华大学土木工程系 北京 100084） 编者按：目前，高性能混凝土已成为土木工程行业一个应用十分广泛的名词。其内涵与定义、与高性能混凝土相关的主要标准规范有哪些？近年来高性能混凝土取得了哪些技术进步？清华大学土木工程系教授阎培渝在本文中作了详细的介绍，指出高性能混凝土是混凝土工业发展的方向，它是一个系统工程，需要原材料生产、混凝土制备、混凝土施工和结构设计等各部门的通力合作，才能取得预期的效果。高性能混凝土的推广面临许多挑战，也有大量的机会。广大工程技术人员应充分认识严格管控混凝土工程质量的重要性，使高性能混凝土的推广应用成为混凝土工程所有参与者的自觉行为。
求》，从高性能混凝土原材料、配合比和质量控制等方面提出了要求，要求混凝土生产企业和应用单位遵照执行。可见高性能混凝土的推广应用已上升到政府层面关注的事情。 高性能混凝土自上世纪80年代提出以来，其含义一直较为模糊。美国混凝土学会（ACI）给出的较为正式的定义为：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，采用传统的原材料和一般的拌和、浇筑与养护方法，往往不能大量地生产出这种混凝土。所指特性如：易于浇筑，振捣不离析，早强，长期力学性能，抗渗性、密实性，低水化温升，韧性，体积稳定性，恶劣环境下的较长寿命。该定义特别突出了混凝土拌和物的优良均质性，认为高性能混凝土不是混凝土的一个品种，强调混凝土生产与施工过程中表现出的“性能”（performance）或者其质量、状态、水平。该定义是一个质量目标，是一个重视混凝土生产与施工全过程质量控制的理念。对不同的工程，高性能混凝土有不同的性能强调重点，即“特殊性能组合”。ACI的定义提出后，逐渐被世界各地的混凝土研究者和工程技术人员所接受，成为混凝土研究和工程应用的行为准则。 我国高性能混凝土的工程应用始于一些需要长的安全使用寿命或处于恶劣环境中的重点工程，如高速铁路、跨海大桥、超高层建筑、大型水利工程和地铁等。近年来各行业制订了一些标准规范，指导高性能混凝土的应用。这些标准规范对于高性能混凝土的定义大同小异。 《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）关于高性能混凝土的定义是：用混凝土的常规材料、常规工艺，在常温下以低水胶比、大掺量优质掺和料和较严格的质量控制制作的高耐久性、高尺寸稳定性、良好工作性及较高强度的混凝土。 原铁道部2005年颁布施行的《客运专线铁路高性能混凝土技术条件》详细规定了各种环境中使用的高性能混凝土的原材料、配合比设计、制备、施工与质量检验等。 中国工程建设标准化协会发布的《高性能混凝土应用技术规程》（CECS 207∶2006）关于高性能混凝土的定义是：采用常规材料和工艺生产的能保证混凝土结构所要求的各项力学性能, 并具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土, 称之为高性能混凝土。 《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）关于高性能混凝土的定义是：采用混凝土的常规材料、常规工艺，在常温下以低水胶比、大掺量优质掺和料和严格的质量控制措施制作的，具有良好的施工工作性能且硬化后具有高耐久性、高尺寸稳定性及较高强度的混凝土。 中国建筑科学研究院正在编写的《高性能混凝土应用技术指南》关于高性能混凝土的定义是：以建设工程设计和施工对混凝土性能特定要求为总体目标，合理选用优质常规原材料，掺加外加剂和合理掺量的矿物掺和料，采用较低水胶比并优化配合比，通过绿色和预拌生产方式以及严格的施工措施，制成符合本指南技术要求的、具有优异综合性能的混凝土。 从以上标准规范关于高性能混凝土的定义可见，中国工程界仍然强调高性能混凝土是具有优异综合性能的混凝土，多着眼于具体的原材料选择和配合比设计，对于全过程质量控制理念关注不够，不重视施工过程对于高性能混凝土在结构中的表现的影响。由于许多人认为使用高性能减水剂和合理掺量的矿物掺和料所配制的混凝土就是高性能混凝土，忽视了全过程的质量控制，因此将一些人为因素造成的工程质量事故归咎于高性能混凝土，对高性能混凝土提出质疑，认为应该取消“高性能混凝土”这个名词，在我国混凝土学术界与建设工程技术界引起很多争论。 多年来一直有人质疑“高性能混凝土”这个名词是否恰当地反映了其内涵，有人提出应对高性能混凝土进行反思，希望找到一个更科学、更合理的新名词来表征High Performance Concrete。“高性能混凝土”在不同的阶段和不同的应用领域有着不同的内涵。在现阶段，其内涵应该落实到有利于提高混凝土质量、有利于提高建筑品质、有利于节约资源和能源、有利于环保和促进可持续发展等方面。 近年来，大型建筑、特殊结构不断出现，对于混凝土性能提出越来越特殊的要求。为了满足工程需要，混凝土的配制技术不断进步。比较突出的进步体现在自密实混凝土、高强混凝土、大掺量矿物掺和料混凝土、超高超远泵送施工等具有特定性能要求的混凝土的生产与特殊施工工艺等方面。
5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 混凝土是世界上应用最广泛的人造材料。混凝土以其良好的抗水性、优越的可塑性、优异的耐火性及最具竞争力的经济性而成为目前世界上用量最大和使用范围最广的建筑材料，在今后几十年以及可以预见的将来，它仍将会是最重要的工程结构材料之一。近年来，我国混凝 土年产量已占世界混凝土年产量的50%以上，是世界生产和消费水泥混凝土最多的国家。 无论是混凝土工程规模，还是混凝土相关产业的从业人员，都超过了世界其他国家的总和。社会在发展，而混凝土自身的进步，也令世人“惊艳”。 进入21世纪后，现代的混凝土不再是水泥、水和骨料的简单混合物。根据ASTMC125和ACI116委员会给出的定义，现代混凝土由骨料、水泥、水和外加剂4种组分组成，这里的外加剂包括各种矿物成分、化学外加剂及纤维等材料。从水泥消耗来看，2011年，我国水泥产量已超过20亿吨，如果简单乘以3的话，相当于60亿吨左右的混凝土，按每立方米混凝土约2.4吨重计算，即每年要消耗140多亿吨的砂石、水泥等天然及人造资源，这是一个 令人惊讶的“天量”。而从能够消纳各种工业废弃物的功能来评价，现代混凝土产业又是目前能够科学利废的最大产业之一。混凝土产业兼具建设功能和利废功能，这使得现代混凝土的产业地位又有了新的社会高度。 如何推进混凝土产业的提升与发展，政策与市场成为最大推手。近几年来，国家对发展预拌混凝土高度重视，且出台了一系列强有力的政策规章，为预拌混凝土的快速健康发展保 驾护航。据不完全统计，到2011年，全国已建成预拌混凝土站（厂）6000多家，年设计生产能力达到18亿立方米，实际产量14亿多立方米。北京、上海、广州、深圳、南京、沈阳、大连、常州等城市应用的预拌混凝土量已达到该城市混凝土总用量的60%以上，接近经济 发达国家的水平。 预拌混凝土巨大的市场需求也是有目共睹的。我国目前正处于城乡建设蓬勃发展时期，伴随着全国各地正在大兴基本建设工程，我国的预拌混凝土产量逐年提高。国家的重点工程项目也是拉动预拌混凝土产量的一个重要原因。“西部大开发”、“中部崛起”等战略实施拉动了地方经济增长和基础建设。大量保障性安居工程、市政重点工程建设、大型水利、危房改造等一系列工程的相继开工，也为近几年预拌混凝土行业的发展提供了良好机遇。 水泥企业加快进入预拌混凝土产业正逢其时 混凝土产业事关国计民生中的两个重要基点即“安全”与“节约”，因此，混凝土产业的发展受到各级政府的重视实属情理之中。借助政策规章建设提速的东风，预拌混凝土产业正在迎来新的发展时期。 在我国水泥产业转型升级的历史进程中，大型水泥企业与混凝土产业“联姻”是一个重要的战略方向。目前，水泥企业发展混凝土产业既有市场需求又有政策“红利”，既有优势又有 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
毕业论文课题名称高性能混凝土的研究与发展现状
摘要 随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的安全使用下去，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快速发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能混凝土。 高性能混凝土(High Performance Concrete，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，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。 本文主要介绍了高性能混凝土发展的历史背景及目前国内外的研究现状，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，并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的发展，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状 (1) （一）背景 (1) （二）研究现状及发展方向 (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）高性能混凝土发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 (5) 1.设计思路有很大区别 (5) 2.胶凝材料用量及粉煤灰所占比例 (6) 3.含气量的要求 (6) 4.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 (7) （二）高工作性能 (8) （三）其它 (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发展 (9) 六、高性能混凝土的发展前景 (10) 七、结论 (10) 参考文献 (11) 致谢 (12)
论高强度混凝土 摘要：混凝土时当今世界上使用量最大，应用面最广的建筑材料之一，提高混凝土的性能自然成了混凝土技术发展的主要方向之一。随着混凝土结构物的大型化、高层化及使用机械的大型化，对混凝土的性能也提出了更高的要求。在高层建筑中由于在结构荷载不断加大的同时, 结构尺寸因受到众多因素的影响而不能加大, 这就要求混凝土具 有较高的强度，所以高强度混凝土便应运而生。 关键词：高强度混凝土,建筑材料 一高强度混凝土的定义 一般把强度等级为C60及其以上的混凝土称为高强混凝土，C100强度等级以上的混凝土称为超高强混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加减水剂或同时外加粉煤灰、F矿粉、矿渣、硅粉等混合料，经常规工艺生产而获得高强的混凝土。 二特性 （1）主要特性 高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度
高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁中。此外，利用高强混凝土密度大的特点，可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建（构）筑物，如原子能反应堆基础等。利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点，建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等 （2）优越特性 1、在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混凝土30－40%；受弯构件可节省混凝土10－20%。 2、凝土比普通混凝土成本上要高一些，但由于减少了截面，结构自重减轻，这对自重占荷载主要部分的建筑物具有特别重要意义。再者，由于梁柱截面缩小，不但在建筑上改变了肥梁胖柱的不美观的问题，而且可增加使用面积。以深圳贤成大厦为例，该建筑原设计用C40级混凝土，改用C60级混凝土后，其底层面积可增大1060平方米，经济效益十分显著。 3、由于高强混凝土的密实性能好，抗渗、抗冻性能均优于普通混凝
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，
混凝土结构损伤的研究现状 一、混凝土结构的损伤机制及分类 混凝土是由粗骨料、细骨料和水泥浆组成的非均质混合物，其表现出来的力学性能并不仅仅是这几种材料性能的简单叠加，而是与其内部的组成结构紧密相关。这一特点决定了混凝土材料的非均质性和物理性态的复杂性。这使得混凝土在承受外载之前，由于干缩、泌水等原因，已存在大量的微孔隙和界面裂缝，且这些缺陷的分布完全是随机的。当混凝土受到外界作用以后，弥散在材料内部的微裂缝开始逐渐长大，并随着荷载的变化，在部分区域出现贯通，直至形成宏观大裂缝。混凝土的破坏是结合缝的产生、成核、扩展、分叉、和失稳的过程。 混凝土具有微观、细观、宏观等不同的层次结构，以往对于混凝土的研究大多基于宏观层次，把混凝土均匀化为宏观均质连续材料，不考虑混凝土内部的细观结构及其演化。这种均匀化的处理方法对于研究混凝土结构的宏观力学性能无疑是行之有效的，但是要想深入研究混凝土的工作机理还应从混凝土的细观组成结构入手，抓住材料非均质性的特点，揭示混凝土结构宏观表现的内在机制。现在通常先在细观层次建立了混凝土的数值模型，分析混凝土损伤破坏机理，并以此为基础在宏观层次提出了混凝土损伤断裂理论分析模型，通过宏、细观两个层次的相互联系与补充对混凝的破坏行为进行研究。 从细观角度看，混凝土材料的力学特性是由其内部的细观结构及其变化决定的。作为一种典型的非均质材料，混凝土在多种尺度下都表现出了非均质性。根据复合材料的观点，将混凝土结构分为三级。第一级，即混凝土。可将砂浆视为基相，骨料视为分散相。骨料和砂浆的结合面为薄弱面，该处常因各种原因产生结合缝。混凝土的破坏首先从这里开始。第二级，即砂浆」将水泥视为基相，砂视为分散相。砂和水泥的结合面也是薄弱面，也产生结合缝，但其尺寸笔砂浆和骨料之间的结合缝至少小一个量级。第三级，即硬_ 化水泥浆。硬化水泥浆也不是匀质材料，其中包裹着一些未被水化的水泥颗粒及孔隙，他- 们就是缺陷。因此可将硬化水泥浆胶体视为基相，将这些缺陷视为分散相。水泥浆体的破坏可能从这些缺陷开始，裂纹由于克服硬化水泥浆分子间的引力而扩展。未被水化的水泥颗粒尺寸通常比砂和水泥浆的结合缝至少小几个量级。 从损伤力学的观点来看，如果混凝土体受到外界因素的作用，则混凝土体中原有损伤将会有所发展并会导致出现新的损伤，当损伤积累到一定程度时，混凝土体中将会出现宏观裂缝，而宏观裂缝的端部又将会发生新的损伤及产生新的损伤区，再经积累而引起裂缝的扩展，直至混凝土体的破坏，由上可见，混凝土的破坏过程实际上是损伤、损伤积累、宏观裂纹出现、宏观裂纹扩展交织发生的过程。 二、混凝土结构的破坏机理 在上述损伤机制下，混凝土的裂纹扩展存在四个阶段： （1）预存微裂纹阶段。即在混凝土成形过程中，由于水泥浆硬化干缩，水分蒸发留下裂隙等原因，使构件中预存原始微裂纹。它们大都为界面裂纹，极少量为砂浆裂纹，这些裂纹是稳定的。这些裂纹的存在是混凝土具有初始损伤的原因之一。 （2）裂纹的起裂和稳定扩展阶段。在较低的工作应力下，构件内部的某些点会产生拉应力集中，致使相应的预存微裂纹延伸或扩展，应力集中则随之缓解，如果荷载不再增加，
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
高性能混凝土的现状与发展 摘要：阐述了高性能混凝土产生的背景和国内外学者对高性能混凝土的认识与定义，并详细介绍了高性能混凝土的国内外的研究与发展现状，同时，还针对高性能混凝土研究与发展中的一些问题进行了探讨。 关键词：高性能混凝土；定义；耐久性；存在问题 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。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。 1、高性能混凝土的定义与性能 高性能混凝土这种新型混凝土是在20世纪90年代初才提出的。高性能混凝土这一名词的出现至今也就10多年，不同国家、不同学者按照各自的认识、实践、应用范围和目的要求，对高性能混凝土给出了不同的定义和解释。 1.美国国家标准与技术研究所(NIST)与美国混凝土协会(ACI)于1990年5月在马里兰州Gaithersburg城召开的讨论会上指出：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，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。 8.我国的吴中伟院士给出高性能混凝土的如下定义：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，选用优质材料，在严格质量管理条件下制成的；除了水泥、水、骨料外，必须掺加足够数量的掺合料和高效外加剂，且水胶比较低；针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点地予以保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性及经济性，但应以耐久性作为设计的主要指标。大家公认高性能混凝土应具有高耐久性。本文章也持类似的观点，即高性能混凝土最核心内容是优异的耐久性，也就是说高性能混凝土首先应具备高耐久性，同时兼有良好的工作性和适宜的强度。此处“适宜的强度”并非指高强度，而是指满足工程设计及使用要求的具有足够可靠度的强度，即高性能混凝土未必要求很高的强度指标。因为大量使用的钢筋混凝土建筑物，如低层和多层房屋及高层房屋的上层部分，又如海工、水工混凝土，尤其是一些大体积混凝土，对强度要求并不高(例如C30左右即足矣)，但对耐久性要求都很高，如日本明石海峡大桥2号和3号大体积柱基，91d设计强度只有17MPa(配制强度为24MPa，实测91d 强度为42MPa)，但为了保证这一20世纪全世界最长悬索桥的安全性和使用寿命，混凝土是按耐久性设计的，属于高性能混凝土。过去忽视耐久性的惨痛教训和未来混凝土工程可持续发展战略的提出，都告诫我们不论任何强度等级的混凝土，要求其具有足够的耐久性应该总是合理的。过去人们设计混凝土只单一以强度作为设计指标，导致很长时期以来人们一直将注意力放在了混凝土强度的不断提高上而忽视了耐久性，这一趋势在高性能混凝土提出之后发生了转变。 总之，高性能混凝土因其优异的综合性能必将逐步取代过去的普通混凝土，可以预想，21世纪将成为高性能混凝土的时代。高性能混凝土自提出以后的10多年以来，世界各国都对
混凝土是世界上应用最广泛的人造材料。混凝土以其良好的抗水性、优越的可塑性、优异的耐火性及最具竞争力的经济性而成为目前世界上用量最大和使用范围最广的建筑材料，在今后几十年以及可以预见的将来，它仍将会是最重要的工程结构材料之一。近年来，我国混凝 土年产量已占世界混凝土年产量的50%以上，是世界生产和消费水泥混凝土最多的国家。 无论是混凝土工程规模，还是混凝土相关产业的从业人员，都超过了世界其他国家的总和。社会在发展，而混凝土自身的进步，也令世人“惊艳”。 进入21世纪后，现代的混凝土不再是水泥、水和骨料的简单混合物。根据ASTMC125和ACI116委员会给出的定义，现代混凝土由骨料、水泥、水和外加剂4种组分组成，这里的外加剂包括各种矿物成分、化学外加剂及纤维等材料。从水泥消耗来看，2011年，我国水泥产量已超过20亿吨，如果简单乘以3的话，相当于60亿吨左右的混凝土，按每立方米混凝土约2.4吨重计算，即每年要消耗140多亿吨的砂石、水泥等天然及人造资源，这是一个 令人惊讶的“天量”。而从能够消纳各种工业废弃物的功能来评价，现代混凝土产业又是目前能够科学利废的最大产业之一。混凝土产业兼具建设功能和利废功能，这使得现代混凝土的产业地位又有了新的社会高度。 如何推进混凝土产业的提升与发展，政策与市场成为最大推手。近几年来，国家对发展预拌混凝土高度重视，且出台了一系列强有力的政策规章，为预拌混凝土的快速健康发展保 驾护航。据不完全统计，到2011年，全国已建成预拌混凝土站（厂）6000多家，年设计生产能力达到18亿立方米，实际产量14亿多立方米。北京、上海、广州、深圳、南京、沈阳、大连、常州等城市应用的预拌混凝土量已达到该城市混凝土总用量的60%以上，接近经济 发达国家的水平。 预拌混凝土巨大的市场需求也是有目共睹的。我国目前正处于城乡建设蓬勃发展时期，伴随着全国各地正在大兴基本建设工程，我国的预拌混凝土产量逐年提高。国家的重点工程项目也是拉动预拌混凝土产量的一个重要原因。“西部大开发”、“中部崛起”等战略实施拉动了地方经济增长和基础建设。大量保障性安居工程、市政重点工程建设、大型水利、危房改造等一系列工程的相继开工，也为近几年预拌混凝土行业的发展提供了良好机遇。 水泥企业加快进入预拌混凝土产业正逢其时 混凝土产业事关国计民生中的两个重要基点即“安全”与“节约”，因此，混凝土产业的发展受到各级政府的重视实属情理之中。借助政策规章建设提速的东风，预拌混凝土产业正在迎来新的发展时期。 在我国水泥产业转型升级的历史进程中，大型水泥企业与混凝土产业“联姻”是一个重要的战略方向。目前，水泥企业发展混凝土产业既有市场需求又有政策“红利”，既有优势又有责任，可谓正逢其时。大型水泥企业进入混凝土产业的优势一是资源掌控优势、二是资本雄厚优势、三是市场规模优势。目前，非常重要的一点是介入混凝土产业的起点一定要高，处在节能减排的严格要求下，发展高性能、高效能、高功能混凝土是重要的突破口。