高性能混凝土的研究与发展现状78166

浅谈高性能混凝土的研究与发展摘要高性能混凝土（High Performance Concrete，简称HPC）是对传统混凝土技术的一大突破。

本文阐述了高性能混凝土的涵义与特性，并介绍了高性能混凝土的国内外的研究与应用现状，同时针对高性能混凝土研究与发展中的存在问题进行了探讨。

关键词高性能混凝土；特性；应用；存在问题0引言由于高性能混凝土具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，其被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，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，被各国学者所接受，它在大幅度提高常规混凝土性能的基础上，采用现代化混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高性能外加剂的一种新型高技术混凝土。

因此，研究和开发高性能混凝土具有重要的意义。

1 高性能混凝土的特性高性能混凝土又被人们称为3高混凝土，即高耐久性、高工作性、高力学性能：1）高耐久性：高性能混凝土具有优异的抗掺和抗介质侵蚀能力。

且具有高弹模、低收缩、低涂变和低温度应变，硬化过程中体积稳定的特性，细观结构致密，不易产生宏观及微观裂缝，抗掺性能优良。

混凝土碳化、氯离子侵蚀、钢筋锈蚀、碱－骨料反应、冻融破坏等几方面是对混凝土的耐久性的主要破坏。

2）高工作性：混凝土工作性的主要有良好的填充和抗离析能力的同时，还兼有反映混凝土拌合物在重力作用下的流动和变形能力。

高性能混凝土流动度高，可泵性好，自密实和免振捣等能力均优异。

3）高力学性能：由于高校减水剂和矿物超细粉的使用，从而减少水的用量，水灰比大大降低，改善水泥颗粒之间的空隙和界面结构，提高混凝土的力学性能。

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。

4）经济和理性：从总体效益来讲，高性能混凝土其优异的性能使其具有了良好的经济型。

因为高性能混凝土有其较高的强度、良好的耐久性和工艺性，同时运用大量的工业废渣，副产品等，节约能源并且保护了环境。

高性能混凝土产生的背景和研究现状一、高性能混凝土产生的背景和研究现状1.背景未来的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的再生利用，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约资源。

“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

2.研究现状及发展方向2.1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。

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。

2.2超高性能混凝土超高性能混凝土，如活性粉末混凝土（Reactive Powder con-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。

二、高性能混凝土的性能研究和应用分析1.高性能混凝土的概念高性能混凝土是近20余年发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0.40的混凝土；在日本，将高流态的自密实混凝土称为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发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。

2.高性能混凝土的性能与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：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。

高性能混凝土发展现状混凝土是一种由水泥、骨料、细集料和水等原料混合而成的建筑材料，广泛应用于建筑、桥梁、道路等工程中。

高性能混凝土（High-Performance Concrete，简称HPC）是一种在强度、耐久性、硬化特性等方面具备突出优势的混凝土。

其发展始于20世纪80年代，至今已经取得了显著的进展。

首先，高性能混凝土在强度方面具有突出表现。

通过对原材料的精细选择和精确控制生产过程，可以使HPC的抗压强度远高于普通混凝土。

一些高性能混凝土的抗压强度甚至可以达到100MPa以上，相比之下普通混凝土的强度一般为20-40MPa。

这使得高性能混凝土在承载力要求较高的工程中得到了广泛应用。

其次，高性能混凝土在耐久性方面具备出色的性能。

由于其致密的内部结构以及优良的抗渗性能，高性能混凝土能够有效地阻止水分、氧气和二氧化碳等有害物质的渗透，从而提高混凝土的耐久性。

此外，HPC还具有较好的耐久性能，能够抵抗一些化学腐蚀和循环荷载的破坏，延长结构的使用寿命。

此外，高性能混凝土在施工性能上也有所提升。

由于高性能混凝土的流动性较好，可以在较小的压力下使混凝土充分流动，从而减少了施工过程中的振捣操作，提高了工作效率。

同时，高性能混凝土的早期强度发展较快，可以缩短结构的拆模时间，以及提高工程进度。

最后，高性能混凝土的应用不断拓展。

除了传统的建筑、桥梁、道路等工程中的应用，高性能混凝土还广泛用于核电站、港口码头、风力发电场等特殊工程中。

其优异的力学性能和耐久性能，使得高性能混凝土能够承担更复杂、更严苛的工程要求，为工程建设提供了更好的解决方案。

综上所述，高性能混凝土在强度、耐久性、施工性能等方面具备突出的特点和优势，并且不断拓展其应用领域。

随着科技的不断进步和对建筑材料性能要求的提高，相信高性能混凝土将会继续得到广泛的应用和发展。

毕业论文课题名称高性能混凝土的应用研究与未来发展现状专业建筑施工与管理姓名学号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 (2)（一）背景 (2)（二）研究现状及发展方向 (2)二、高性能混凝土的特点 (3)（一）高耐久性能 (3)（二）高工作性能 (3)（三）其它 (3)三、高性能混凝土的性能研究和应用分析 (4)（一）高性能混凝土的概念 (4)（二）高性能混凝土的质量及性能 (4)（三）高性能混凝土发展和应用中所面临的问题 (8)四、关于绿色高性能混凝土 (9)（一）研发绿色高性能混凝土的必要性 (9)（二）绿色高性能混凝土的可行性 (10)（三）绿色高性能混凝土的发展 (10)五、高性能混凝土的发展前景 (11)六、结论 (11)参考文献 (12)高性能混凝土的应用未来研究与发展前景从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。

高性能混凝土产生的背景和研究现状高性能混凝土（High Performance Concrete，HPC）是20世纪80年代后期开始发展的一种新型材料，主要是为了解决传统混凝土的弱点和不足。

20世纪60年代，日本开始使用强度高、耐久性好的新型混凝土来进行修建，这就激发了世界各地在混凝土技术上的创新与发展。

随着科技不断进步，HPC的研究和应用也逐渐成熟起来。

HPC是指强度等级大于C60、耐久性好、抗渗抗裂性能优良、具有良好的可加工性、抗震性能等一系列优良性质的混凝土。

HPC的研究方向主要包括材料、配合比设计、加工技术、破坏模型和评估方法等方面。

HPC的应用范围非常广泛，可以用于各种建筑物、桥梁、隧道、地下工程、海洋工程等领域。

目前，国内外HPC研究的重点主要集中在以下几个方向：1.材料研究。

HPC的优良性能主要源于材料，因此材料研究是HPC研究的重要方向。

材料研究包括水泥、粉煤灰、矿渣粉、矿物掺合料等原材料的性能研究和改性研究。

同时也需要研究材料的颗粒形状、大小、密度等对混凝土性能的影响。

2.配合比设计。

HPC的配合比设计是十分关键的环节，合理的配合比才能保证HPC的性能优良。

目前，国内外研究者在HPC配合比设计上采用了多种方法，例如多元最优、响应面、遗传算法等。

3.加工技术。

HPC的加工技术包括了成型、养护、抗渗、抗裂等多个方面。

在成型中，为了减少混凝土表面的凸凹不平，采用了抹灰、打磨等多种方法；在养护中，需要对温度、湿度、养护时间等进行控制，以保证HPC的强度和耐久性；在抗渗、抗裂方面，也需要采取措施进行改善。

4.破坏模型和评估方法。

HPC的破坏模型研究和评估方法研究都是为了提高HPC的使用可靠性和安全性。

目前，国内外研究者在HPC破坏模型和评估方法上采用了多种数学模型和试验方法。

总之，HPC在工程领域的应用越来越广泛，其优越的性能已经得到了广泛的认可和应用。

随着科技的不断发展，HPC技术还将不断更新与改进，为工程建设提供更加优质高效的新型材料。

仅限学习使用个人资料整理高性能混凝土的研究与发展现状言引从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。

高性能混凝土的研究与发展现状作者：朱立伟来源：《科学与财富》2018年第22期一、高性能混凝土产生的背景和研究现状（一）背景随着大跨、高层、海洋、军事工程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、退化导致过早失强度、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料保护环境，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，不得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然资源。

每用1t水泥，大概需要0.61t以上的洁净水，2.1t砂、3.1t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.6t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1.2tCO2，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，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。

因此，未来的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的再生利用，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约资源。

“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。

（二）研究现状及发展方向进入20世纪90后代以后，混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中的研究重点。

相对不同环境类别的侵蚀作用，提出材料性能劣化的理论和经验模式，并据此估算结构的使用寿命，成为发展和研究耐久性设计方法的主流。

目前，高性能混凝土的发展有以下几个大方向：（1）绿色高性能混凝土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。

高性能混凝土的现状与发展随着建筑业的不断发展，对于建筑材料的要求也越来越高。

在建筑材料中，混凝土是一种被广泛使用的材料，它在基础设施、建筑物和其他建筑工程中扮演着至关重要的角色。

近年来，高性能混凝土的应用越来越广泛，本文将从以下两个方面探讨高性能混凝土的现状与发展。

高性能混凝土的现状定义与分类高性能混凝土是指在正常工作条件下，相对于普通混凝土而言，具有更好的工作性能和耐久性能的混凝土。

高性能混凝土根据其组成成分的不同，可以分为以下三种：•硅酸盐型高性能混凝土：以粉煤灰、矿渣粉等矿物掺和材料代替部分水泥，以提高混凝土工作性能和抗裂性能；•纤维增强高性能混凝土：在混凝土中加入一定比例的钢纤维或合成纤维，以提高混凝土的拉强性能和抗震性能；•微型膨胀高性能混凝土：利用微型膨胀剂控制混凝土开裂，以提高混凝土的耐久性能和抗风化性能。

特点与应用高性能混凝土相较于普通混凝土，具有一定的特点和优势。

高性能混凝土的特点如下：•强度高：高性能混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗弯强度较普通混凝土要高；•耐久性好：高性能混凝土的抗渗透性、抗冻融性和耐久性能较好；•工作性能好：高性能混凝土的可塑性和流动性好，可加工性、施工性和抗裂性较好。

高性能混凝土具有许多优点，因此在某些领域得到了广泛的应用。

高性能混凝土的应用领域包括：•高层建筑：高性能混凝土在高层建筑中应用广泛，它的强度高、耐久性好，可以满足高楼强度大、耐久性要求高的需求；•路桥工程：高性能混凝土作为桥梁、隧道等重要路桥工程的主要材料之一，其优越的性能保证了路桥的安全性与耐久性；•造船工业：高性能混凝土在造船工业中应用广泛，它具有轻量化、高强度的特点，可以提高船体结构的承载能力和韧性。

高性能混凝土的发展随着科技的发展和人们对建筑材料要求的不断提高，高性能混凝土也在不断发展。

高性能混凝土的发展主要表现在以下三个方面：优化材料组成高性能混凝土的组成成分对其性能有很大影响。

目前，优化材料组成已成为高性能混凝土发展的重要方向，优化的方法主要有以下几种：•新型掺合料：矿渣粉、粉煤灰、纤维等新型掺合料增加混凝土的力学性能、耐久性能和抗裂性能；•增强剂：超塑化剂和减水剂可以提高混凝土的流动性和可塑性；•水泥：采用高强度水泥可以提高混凝土的强度和耐久性。

高性能混凝土的研究与开发作为建筑材料中的重要一员，混凝土被广泛应用于各种建筑工程中，如道路、桥梁、建筑物等。

在不断进步的现代社会中，混凝土的性能要求也越来越高。

而高性能混凝土就是在普通混凝土的基础上，通过优化材料选用、控制配合比、加强养护等手段，使得混凝土具有更高的强度和耐久性。

本文将探讨高性能混凝土的研究与开发现状、优点及未来发展趋势。

一、现状1.研究成果为了满足不断增长的建筑需求，高性能混凝土研究在全球范围内都得到了广泛的发展。

许多国家和地区都有自己的高性能混凝土研究项目，如美国的“Super Concrete Program”、法国的“BHS”、德国的“Ultra High Performance Concrete”等。

这些研究成果不仅优化了混凝土组成、减少了混凝土空隙率，还使得混凝土具有了更多的特殊性能，如高耐久性、高抗渗性、高抗风化性等等。

2.应用领域高性能混凝土在国际上有广泛的应用领域，如道路建设、桥梁建设、高层建筑、核电站、航空航天设施等。

在各个领域中，高性能混凝土都得到了迅速的应用推广，并成为了替代传统混凝土的重要建材。

二、优点1.高强度高性能混凝土的优势之一便是其强度，其强度一般可以达到400至1500MPa，而传统混凝土的强度最高仅为80MPa左右。

因此，高性能混凝土在需要承载大量的重量时表现更优异。

2.高耐久性高性能混凝土通过优化材料的组成、控制配合比等手段，使得混凝土中的气孔被最大限度地减少，从而使得其更为坚固、不易受损。

而其在吸水性、侵蚀性等方面的表现也远好于普通混凝土，进一步提高了混凝土的安全性和使用寿命。

3.高可塑性高性能混凝土的可塑性更高，能够更好的适应各种建筑需要，且更为美观。

由于其中的细粒料和硅酸盐粉已经过筛选和分类，混凝土中的颗粒分布匀称，使得混凝土的表面更平滑、无任何裂缝、出现保持效果。

三、未来发展趋势1.多组分混凝土传统高性能混凝土主要由水泥、砂子、骨料等组分组成，而在未来的研究中，多组分混凝土将得到重视。