混凝土未来技术发展的十个方向
轻骨料高强混凝土的应用技术
更小的容重和强度的轻质高强混凝土使得混凝土建筑物更加的节能、减少材料的消耗，而轻骨料混凝土的高层泵送技术可以推进在城市高层建筑的应用空间，对于轻骨料的制造技术要求更高，也需要在混凝土配制过程中的实现技术突破，才能实现长距离的泵送施工。
骨料最佳级配和粒形科学评价及对混凝土单方用水量减少的作用
混凝土达到相同的施工性能，不同粒径的粗骨料和细骨料的精确搭配可以实现混凝土最小的浆体需要和最小的用水量，从而实现了混凝土减少内部缺陷、增加体积稳定和提高耐久性的目标，但是其中骨料的粒形也起着决定性的作用，需要研究科学评价骨料的最佳级配和粒形的方法。
更加合理验收现场拌和物的应用技术及硬化后混凝土结构强度的评价方法
混凝土结构强度验收一直是28天，而且强度验收方法是滞后的，发现问题时，混凝土已经硬化，能够实现对拌合物的验收，对于减少质量问题损失具有重要意义，而一直沿用至今的28天强度验收在当前材料设
新型墙体材料的未来市场前景分析应用范围广 随着社会发展，国家实行墙体改革政策，以实现保护土地、节约能源的目的。近几年在社会上出现的新型墙体材料种类越来越多，其中应用较多的，有石膏或水泥轻质隔墙板、彩钢板、加气混凝土砌块、钢丝网架泡沫板、小型混凝土空心砌块、石膏板、石膏砌块、陶粒砌块、烧结多孔砖、页岩砖、实心混凝土砖、PC 大板、水平孔混凝土墙板、活性炭墙体、新型隔墙板等。 新型墙体材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等传统墙材的墙材新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、隔音材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。从材质上分，不但有天然材料，还有化学材料、金属材料、非金属材料等。 我国建筑材料行业流行3个70%的说法：即房屋建筑材料的70%是墙体材料，墙体材料的70%是砖类产品，而建筑行业节能的70%有赖于墙体材料的改革。虽然我国的墙材革新工作已经进行了20多年，但与国外发达国家相比仍然落后很多，主要表现在产品档次低、企业规模小、工艺设备落后、配套能力差四个方面。导致这种情况的原因，一方面是我国墙材行业的真实写照，另一方面也说明墙材革新有巨大的发展潜力。
第一，新型墙体材料绿色化发展的趋势，为推广提供了广阔的空间。目前，新型墙体材料正顺应潮流，紧紧围绕绿色发展理念，坚持将低投入、低能耗、无污染、高产出作为发展新型墙材产业的出路，新型墙材产业得到快速发展，正呈现出智能化、高端化、绿色化的发展趋势。新型墙体材料顺应时代发展，为大力推广提供了广阔的空间。 第二，土地资源依然紧张的现状，说明推广新型墙材势在必行。推广新型墙材工作主要是通过发展节能、利废、环保的新型墙体材料替代能耗高、毁地严重、保温性能差的传统的黏土制品。众所周知，耕地是我国最为宝贵的资源，具有不可再生和不可替代的特性。目前，我国土地资源紧张的情况并未得到缓解，人多地少的基本国情，决定了我们必须把关系十几亿人口吃饭大事的耕地保护好，绝不能有任何闪失。目前国家推广的新型墙体材料以建筑板材、加气混凝土砌块、粉煤灰砖为主，还包括空洞率达到35%以上、导热系数控制在1.5以下的烧结砖，这些新型墙体材料的推广，可以消化大量的工业废弃物，如粉煤灰、煤矸石等，从而起到保护耕地的作用。以混凝土加气块为例，该产品是一种能够有效实现墙体自保温功能的新型墙体材料。由于其具有原料来源广、耐火性能好、生产效率高等特点，已被广泛应用在工业和民用建筑内外墙体工程上，加工时其废渣掺量可超过70%，节能利废效果明显，对耕地的保护作用不可小觑。 第三，政策支持为新型墙材的推广提供了源源不断的动力。河南省一贯重视新型墙体材料的推广工作，2015年即通过了《河南省发展应用新型墙体材料条例》（以下简称《条例》），这是河南省墙材革新的第一部法律法规，此《条例》的通过，对加强河南省新型墙体材料的应用管理、提高建设工程质量、保护生态
轻钢-混凝土组合结构的发展趋势 提要：介绍了轻钢-混凝土组合结构的概念，对其结构体系、发展现状及存在的问题进行了探讨，并阐明了该结构必将广泛应用于建筑结构工程的发展趋势。 关键词：轻钢-混凝土组合结构；结构体系；发展趋势 一、引言 随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢-混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段，而轻钢-混凝土组合结构的研究还比较少[1,2,3]。轻钢-混凝土组合结构是一种由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系。轻钢─混凝土组合结构具有轻钢结构的优点，同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性，并增强了结构的防火性能。 二、轻钢-混凝土组合结构体系 （一）竖向承重结构 结构竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄，管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲，还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋[4]，从而提高钢管的局部稳定承载力。同时钢管对混凝土有较强的约束作用，提高了混凝土的轴向抗压强度，因此，薄壁钢管混凝土柱
的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土，发生火灾时能够吸收热量，从而延长了钢管的耐火极限[5,6]。圆钢管轴向受力性能较好，其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管，但方钢管对混凝土的约束能力较差[7]。因此可考虑采用六边形及八边形钢管[8,4]，以便为梁﹑柱连接提供方便和保证（如图1所）。 （二）楼面结构 轻钢-混凝土组合建筑可选用多种楼面结构形式。它要求楼板必须有足够的刚度﹑强度和整体稳定性，同时应使楼板自重轻﹑厚度小，并提高施工速度。楼面结构可选用如下形式： （1）压型钢板和混凝土组合楼板； （2）密肋轻钢─混凝土组合楼板； （3）现浇预应力钢筋混凝土楼板； （4）混凝土预制叠合楼板。 其中优先选用1﹑2类型。其主要优点是： （1）省去楼面模板支撑，节省投资，施工速度快； （2）压型钢板与轻钢密肋中可布置设备管线，减少吊顶高度； （3）平面刚度大，房屋有较强的整体性，抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形钢管﹑双槽钢﹑冷弯U型卷边槽钢或H型﹑I字型焊接或热轧型钢。I字型钢可以是实腹的也可是空腹的，也可选用卷边槽钢－混凝土组合梁。梁板组合结构通过栓钉及剪力连接件形成整体，共同来承担楼面荷载。目前压型钢板与混凝土组合楼面结构在国内发展已比较成熟。
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
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。
我国混凝土外加剂行业现状及发展趋势 各种混凝土外加剂的应用改善了新拌和硬化混凝土的性能，促进了混凝土新技术的发展，促进了工业副产品在胶凝材料系统中更多的应用，有助于节约资源和环境保护，已经逐步成为优质混凝土必不可少的材料。20世纪30年代，国外就开始使用木质素磺酸盐减水剂，60 年代初，日本和西德先后研制成萘系和三聚氰胺系高效减水剂，从90年代开始，日本和欧洲开始使用聚羧酸系高性能减水剂，混凝土外加剂进入了迅速发展和广泛应用时代。在欧洲，90%的混凝土中使用各种混凝土外加剂，其中70%是各种类型的减水剂。我国外加剂的起步较国外稍晚，20世纪50年代开始木质素磺酸盐和引气剂的研究和应用，70年代以后，外加剂的科研、生产和应用取得重大进展，2000年前后逐渐开始对高性能减水剂进行研究，以聚羧酸系减水剂为代表的高性能减水剂在近5年的时间里应用量连续翻番增长。国家基础建设保持高速增长，铁路、公路、机场、煤矿、市政工程、核电站、大坝等工程对混凝土外加剂的需求一直很旺盛，我国的混凝土外加剂行业也一直处于高速发展阶段。 一、混凝土外加剂行业的发展现状 1.外加剂产品的发展情况 2010年1月~3月，中国建筑材料联合会混凝土外加剂分会组织协会会员单位、各省市的理事和各地有关专家、行业管理部门共同参与了2009年全国混凝土外加剂产品产量调查，在对全国各省市外加剂生产企业进行大量调查工作的基础上，根据多个渠道汇总的各省市外加剂产量数据累加，2009年全国各品种外加剂产量见下表。 目前，全国外加剂品种齐全，混凝土外加剂总产量达722.52万吨。各种合成减水剂产量约484.68万吨，各种高效减水剂（萘系、三聚氰胺系、氨基磺酸盐、脂肪族和蒽系减水剂）占全部合成减水剂总量的67%,聚羧酸系高性能减水剂占26%,普通减水剂（木质素磺酸盐减水剂）占7%.2009年其他外加剂的产量分别为引气剂1.6317万吨、膨胀剂126.362万吨、速凝剂100.71万吨（其中固体速凝剂占74.32%,液体速凝剂占25.68%）、缓凝剂（葡萄糖酸钠、糖钙、糖蜜等）9.15万吨。据估算，上述外加剂销售产值达到277.8亿元。 （1）高效减水剂 高效减水剂是在混凝土工作性大致相同时，具有较高减水率的一种外加剂，2009年全国总产量为322.79万吨，其中萘系占高效减水剂总产量的82.53%、脂肪族占12.85%、氨基磺酸盐占2.85%、蒽系占1.32%、三聚氰胺系占0.45%.萘系产量占全部合成减水剂总产量的55%,与2007年相比有所下降；聚羧酸系减水剂占全部合成减水剂的26%,与2007年相比有所上升，但萘系仍然是减水剂中使用量大面广的品种。2009年脂肪族减水剂产量比2007年增长29.93万吨，增加较多，这是由于脂肪族减水剂价格较为便宜，主要用于外加剂的复配，河南、浙江两省为脂肪族减水剂生产的大省。 （2）高性能减水剂 以聚羧酸盐类为主要成分的高性能减水剂具有一定的引气性、较高减水率和良好的坍落度保持性能，是环保型的外加剂。国外20世纪90年代开始使用，日本现在的使用率占高效减水剂的60%~70%,欧美约占20%左右。 从2000年前后，我国混凝土工程界逐渐认识聚羧酸系减水剂。近几年来，在高速铁路建设的带动下，高性能减水剂发展迅猛，并得到了大量推广应用。2007年国内年产量为41.43万吨，2009年依据各省聚羧酸外加剂生产量累加计算，产量为126.83万吨，增长幅度达到206%.聚羧酸外加剂生产量比较大的省市是山西省、江苏省和浙江省。 GB50119《混凝土外加剂应用技术规范》编制组对全国主要的7家聚羧酸原料生产企业的原料销售数量进行调查显示，这7家企业2009年聚羧酸原料销售约15万吨，折合聚羧酸减水剂母液约80万吨。此外，还有一些国外的企业也生产和销售聚羧酸外加剂原料。 高速铁路工程用外加剂主要是聚羧酸系减水剂。外加剂分会对2008年~2009年在建的
新型墙体材料的发展趋势 【摘要】随着国内建筑业的发展以及国家对建筑材料标准的提高，我国建筑业对新型墙材的需求也越来越大。本文分析了新型墙体材料在我国应用的必要性，对新型墙体材料的发展趋势进行了探讨。 【关键词】新型墙体材料；绿色；节能 一、前言 中国建筑材料工业协会提供的材料显示，目前我国每年建成的新建筑中，95%仍旧属于高能耗建筑，全国建筑能耗已占全国总能耗的27.5%。单位建筑面积采暖能耗为气候相近国家的3倍左右，我国建筑能耗占全国能源消耗近30 %。因此，大力发展建筑节能刻不容缓。近几年来，我国新型墙材发展面临着不少新的问题：部分新型墙材技术不成熟，自身的质量问题阻碍了其推广和发展；产品结构不合理，我国这些新墙材主导产品与发达国家相比还在一定的差距。企业创新意识差，高档次产品少，多数企业的发展还停留在发达国50-60年代技术水平；我国对新型墙材的宣传力度不够，制约了产品的推广与应用。根据建设部的要求，到2020年，北方和沿海经济发达地区和特大城市新建建筑实现节能65 %。因此，大力发展节土、节能、利废、保护环境和改善建筑功能的新型墙体材料，取代能耗高、占地毁田和建筑节能差的粘土实心砖具有深远的历史意义，是实现可持续发展的重大举措。 二、新型墙体材料在我国应用的必要性 1、墙体材料生产对能源的影响 建材工业的能耗占全国工业能耗的约13%，其中墙体材料行业的能耗占建材工业能耗总量的35%左右，建筑物的维护结构包括墙体、屋面、门窗、地面等，其中以墙体维护结构所占的比重为最大。因此，墙体材料保温隔热性能的好坏是影响建筑节能的关键所在，外围护墙体的建筑节能主要体现在使用保温隔热性能好的墙体材料或采用复合绝热墙体。而粘土是制取实心粘土砖的主要原料，粘土砖企业是墙体材料的主要耗能大户。我国粘土砖生产所用的燃料以煤为主。我国粘土砖企业的烧成能耗是发达国家的1倍左右，但由于国内大多数企业采用自然干燥，露天晾晒，干燥过程无需能耗和电耗，使得粘土砖生产的总能耗降低，单位产品的能耗低于发达国家的水平。但由于我国粘土砖的产量太大，能源消耗的绝对数量十分惊人，如果目前产量按5500亿块计算的话，全国烧砖所用的煤耗约7000万t，占全国煤炭产量的3.5%左右。 2、墙体材料生产对环境的影响 粘土砖是古老的传统墙体材料，是我国城乡建设所需的最基本材料之一。由于投资少、技术含量低、原料易得，许多乡镇企业投资建砖厂。生产粘土砖燃煤
2006年4月第35卷 第4期施 工 技 术 C ONSTRUCTI ON TECH NO LOGY 混凝土技术进展现状与可持续发展前景 覃维祖 (清华大学,北京 100084) [摘要]近几十年来,混凝土技术的进展使其强度和工作度呈现巨大的变化,然而混凝土结构的耐久性却面临日益 严峻的挑战,文章分析产生强烈反差的原因,对今后混凝土可持续发展的前景进行讨论。 [关键词]混凝土;高强混凝土;绿色高性能混凝土;可持续发展[中图分类号]T U52811 [文献标识码A [文章编号]100228498(2006)0420001204 The Situation and Sustainable Development Prospect of Concrete Technical Development QI N Wei-zu (Tsinghua Univer sity ,Beijing 100084,China ) Abstract :At the latest several years ,the strength and w orkability of concrete are greatly im proved because of the development of concrete technology.But the durability of concrete structure faced the m ore and m ore severe challenge.In this article ,author analyzes the reas on which causes the remarkable contrast ,and discusses the concrete sustainable development prospect for the future. K ey w ords :concrete ;high strength concrete ;green high performance concrete ;sustainable development [收稿日期]2005212208 [作者简介]覃维祖(1942— ),男,湖北蒲圻人,清华大学土木工程系教授,北京 100084,电话:(010)62785836 混凝土是当今世界上应用最广泛的建筑材料;同时,正如美国加州大学教授M ehta 所说:主要用于现代混凝土的水硬性胶凝材料———硅酸盐水泥,其生产不仅耗能大,而且排放大量的温室气体C O 2。普通混凝土要用约12%水泥、8%拌合水和80%的骨料。这意味着全世界混凝土除了每年要用16亿t 水泥以外,还要消耗近100亿t 的砂石和10亿t 水,即每年消耗126t 原材料,是世界上最大的自然资源用户。除每年30亿 t 生产水泥的原材料外,巨大数量骨料的开采、加工和 运输消耗相当可观的能源,并对地球的生态产生负面影响[1]。 在中国,不仅十几年来水泥产量高居世界的榜首,且在最近3年(2002～2004年)以每年增产1亿多t 水泥的惊人速度发展,其混凝土的耗用量也就可以随之推测出来。这说明:从事与混凝土材料和工程领域相关的人们,不仅要关注技术发展的前沿,还有必要关注混凝土业的可持续发展。 为使混凝土业能够可持续地发展,M ehta 提出了3个基本原则,或者说是3个基础,即:节约利用混凝土原材料,提高混凝土结构耐久性,以及在混凝土技术的研究和教育中将习用的还原论方法转换为整体论方法[2]。 1 混凝土强度与工作度 长期以来,混凝土业和设计人员都只面对可用于任何环境的万能混凝土,其抗压强度通常在15～25 MPa 。有些国家用于结构的混凝土抗压强度要稍高,为25～35MPa 。美国直到20世纪70年代末,广泛用于建 筑的混凝土强度仍在5000psi (35MPa )以下。 直到1983年,美国杂志《混凝土国际》上刊载了瑞士B ürge 的文章“24h 214000psi ”。文章叙述以水泥掺入硅灰作为胶凝材料,添加大剂量高效减水剂,将水胶比降低到0120甚至更低,可以使用常规的搅拌设备拌合及成型,经自然养护制备出1d 抗压强度达到100MPa 的混凝土。 该文章不仅在美国,甚至在全世界引发了一场开发与应用高强混凝土(HSC )的热潮。例如美国于20世纪80年代末、90年代初在芝加哥、纽约、西雅图等城市采用抗压强度为80～130MPa 混凝土建造了多栋100～ 300m 的高层建筑;北欧一些国家,例如丹麦、挪威和冰 岛等,则使用100～150MPa 的HSC 铺筑道路。需要指 1
混凝土的发展方向 130141-12晏超 前言：在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。 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。基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。 高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。 一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。 影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点：首先，在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足；其次，水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如，波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。 根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法： 一、掺入高效减水剂：在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能
钢筋混凝土的发展前景 混凝土是土木工程中用途最广、用量最大的一种建筑材料。按预定性能设计和制作混凝土，研制轻质，高强度，多功能的混凝土新品种。利用现代新技术、大力发展新工艺、新设备；广泛利用工业废渣作原材料等，都是今后需要不断解决的课题。 现代混凝土的发展方向——商品混凝土 摘要] 商品混凝土是以集中予拌、远距离运输的方式向施工工地提供现浇混凝土。商品混凝土是现代混 凝土与现代化施工工艺的结合的高科技建材产品，它应包括：大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝 土、自密实混凝土、防渗抗裂大体积混凝土、高强混凝土和高性能混凝土等。为了使商品混凝土性能稳 定、经济、性价比高，必须严格选择所需的原材料和优化混凝土的配合比。实践证明，现代混凝土配合 比全计算法设计为此提供了简单快捷和可靠的技术途径。 商品混凝土是指以集中搅拌、远距离运输的方式向建筑工地供应一定要求的混凝土。它包括混合物搅拌、运输、泵送和浇筑等工艺过程。严格地讲商品混凝土是指混凝土的工艺和产品，而不是混凝土的品种，它应包括大流动性混凝土、流态混凝土、泵送混凝土、高强混凝土、大体积混凝土、防渗抗裂混凝土或高性能混凝土等。因此、商品混凝土是现代混凝土与现代化施工工艺的结合，它的普及程度能代表一个国家或地区的混凝土施工水平和现代化程度。集中搅拌的商品混凝土主要用于现浇混凝土工程，混凝土从搅拌、运输到浇灌需1～2h，有时超过2h。因此商品混凝土搅拌站合理的供应半径应在l0km之内。随着商品混凝土的普及和发展，现浇混凝土成为今后发展方向。在我国许多大城市，如北京、上海、天津、广州、深圳等，商品混凝土搅拌站都在一百个以上，其规模和工艺水平不亚于发达国家。许多中小城市也在推广应用商品混凝土。 一. 概述 流态混凝土用作商品混凝土时，对新拌混凝土的流动性和流动性损失的控制要更严格。因为运距较长，交通堵塞等因素，要求坍落度损失小，2h(有时超过2h)内混凝土应保持流动性，浇灌时要求泵送。用后掺法虽然能解决坍落度损失和泵送等问题，但是增加了搅拌时间或次数，这样影响商品混凝土的产量,并且使搅拌操作复杂。即使这样在泵送前掺超塑化剂，在搅拌运输车中快速搅拌3min，也不能充分发挥超塑化剂的分散作用，拌合物均匀性差。因此，至少在我国，后掺法不易推广，还是采用同掺法好。这就要求研究新的超塑化剂，保证新拌混凝土的流动性保持在2h或2h以上，而不影响硬化混凝土的强度，特别是早期强度。 我国商品混凝土中，约70％是标号C25～C40，C50～C60 在一些重要工程中应用，个别特殊情况采用C70～C80。为了减少水泥用量、改善新拌混凝土的工作性，以及提高硬化混凝土性能，特别是耐久性，应当掺用粉煤灰。这样在掺10％～25％粉煤灰的情况下，可以减少单位水泥用量10％～20％。计算表明，基准混凝土中掺20％粉煤灰(减少水泥用量10％情况下)可节省能源10％。基准混凝土掺超塑化剂(减少水泥用量15％时)配制流态混凝土可节省能源15％。当粉煤灰和超塑化剂同时掺用时可节省能源25.5％。因此，将粉煤灰和超塑化剂同时掺用配制流态混凝土是最节能的，并且在性能和节能两方面都可得到满意的效果。 流态混凝土由于掺超塑化剂使拌合物流变性得到改善，即屈服值减小、塑性粘度降低和滞后圈变小，因而几乎接近牛顿型流体。这样就增加了流态混凝土的可泵性。基准混凝土中掺0.4％～0.8％(最好是0.75％)超塑化剂所得到的流态混凝土，其泵送压力降低25％一35％。
2015年预测混凝土未来技术发展的10个研究方向 1. 轻骨料高强混凝土的应用技术。 更小的容重和强度的轻质高强混凝土使得混凝土建筑物更 加的节能、减少材料的消耗，而轻骨料混凝土的高层泵送技术可以推进在城市高层建筑的应用空间，对于轻骨料的制造技术要求更高，也需要在混凝土配制过程中的实现技术突破，才能实现长距离的泵送施工。2. 骨料最佳级配和粒形科学评价及对混凝土单方用水量减少的作用。混凝土达到相同的施工性能，不同粒径的粗骨料和细骨料的精确搭配可以实现混凝土最小的浆体需要和最小的用水量，从而实现了混凝土减少内部缺陷、增加体积稳定和提高耐久性的目标，但是其中骨料的粒形也起着决定性的作用，需要研究科学评价骨料的最佳级配和粒形的方法。3. 如何评价现代混凝土拌和物流变的特性？现代混凝土建筑设计和施工方式对混凝土拌合 物的状态提出了更多的要求，特别是泵送施工技术节约人工的同时也提高了功效，混凝土拌合物的流变性能不仅仅对于满足现代的施工方法很重要，更是对于泵送后的混凝土结构的质量具有决定性作用，硬化后的混凝土与试验室混凝土配合比性能设计的关系和评价手段需要科学的给出，特别是拌合物的匀质性对混凝土结构的使用性能的重要意义。4. 更加合理验收现场拌和物的应用技术及硬化后混凝土结构强度
的评价方法。混凝土结构强度验收一直是28天，而且强度验收方法是滞后的，发现问题时，混凝土已经硬化，能够实现对拌合物的验收，对于减少质量问题损失具有重要意义，而一直沿用至今的28天强度验收在当前材料设计的多元化下是否合理需要进一步的研究。5. 克服混凝土构件的脆断、提高混凝土构件的延展性的技术。通过纤维复合、有机和无机材料复合提高混凝土的拉压比，实现混凝土的高性能化的技术研究和应用对混凝土的应用领域的扩展具有重要的意义。6. 混凝土微结构及其优化的研究。混凝土作为一个超级复杂的作用体，从微观角度解决和优化混凝土微结构缺陷，是根本性的技术研究。7. 按混凝土性能调节功能设计制备的（标准化的）单一或复合的钙质、硅铝质性能调节型矿物掺和料（如矿渣-钢渣、粉煤灰、硅粉、石灰石粉、偏高岭土、煅烧高岭土等）。矿物掺合料掺加在混凝土中不仅仅是固废消纳的作用，更不是为了减低混凝土制造成本，其意义在于实现混凝土配合比设计的功能型材料，这对于其矿物晶体结构和化学作用需要更深入研究。8. 耐久性设计大于100年的混凝土规模化实现技术。随着对资源的保护，混凝土结构耐久性设计超过100年将成为必须，需要混凝土实现常规化的生产，对于混凝土配合比设计、生产、供应链中的质量保证提出更高的要求，也需要完善的技术手段。9. 3D打印应用于免拆模板及混凝土结构的材料技术。3D打印方式可方
我国新型墙体材料现状与趋势 李湘洲长春理工大学西校区 1 概述 实施建材工业可持续发展战略, 必须用新型墙体材料代替旧的、落后的材料, 必须节能、节土、节运和保护环境。另一方面, 建筑业的革新和进步, 建筑施工的现代化, 住宅建筑不断向轻、美、优方面的发展, 也都要求建材工业提供足够的新型墙体材料与之相适应。 根据原国家建材局制定的发展规划, 新型墙体材料占全部墙体材料的比例, 2000 年为20%, 2010年要达到40%, 2030 年要达到60%。其发展的重点包括以下几个方面: (1) 重点推广5000 万块以上规模的空心砖企业, 大力推广机械化轮窑、隧道窑和新型辊道窑, 努力研究推广高掺量废渣砖(如高掺量压制成型烧结粉煤灰 砖)、全煤矸石烧结空心砖、烧结黏土空心砖等新工艺、新装备。 (2)建筑砌块的发展重点是向产品的系列化、装饰化发展, 推广年产5 万!以上规模的生产线, 实现产品的机械化、自动化生产, 解决好配套的施工应用技术。 (3) 加气混凝土制品重点发展年产10~20 万规模的生产线, 开发新型、大型机械化切割机, 改善发泡成型技术。 (4)轻质板材重点要抓好纸面石膏板的发展, 完善纸面石膏板生产工艺的开发, 解决好护面纸胶粘及配套技术。重点推广年产800 万"以上规模的生产线, 解决好在民用住宅中的推广应用问题。 (5)积极发展蒸压纤维水泥加压板、纤维增强硅酸钙板、GRC 板等轻质板材, 提高现代化装备水平,提高产品的装饰水平, 努力扩大其在墙体材料中的应用比例。 (6)开发各种轻板组合的轻质复合墙板, 这是墙体材料革新的发展方向。要按照不同地区、不同建筑的节能要求, 开发和完善轻质复合墙体(墙板)的成套技术, 提高生产和施工装备的技术水平。 2 我国新型墙体的发展现状
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。
新型墙体材料发展状况 我国新型墙体材料发展较快，1987年新型墙体材料产量为184.5亿块标准砖，到1997年增长到1849.88亿块标准砖，增长了10倍，新型墙体材料在墙体材料总量中的比例由4.58%上升到25.2%。 新型墙体材料品种较多，主要包括砖、块、板，如粘土空心砖、掺废料的粘土砖、非粘土砖、建筑砌块、加气混凝土、轻质板材、复合板材等，但数量较小，在决的墙体材料中据点地比便仍然偏小。只有促使各种新型体材料因地制宜快速发展，才能改变墙体材料不合理的产品结构，达到节能、保护耕地、利用工业废渣、促进建筑技术的目的。 经过近20年来自我研制开发的第进国外生产技术和设备，我国的墙体材料工业已经开始走上多品种发展的道路，初步形成了以块板为主的墙材体系，如混凝土空心砌块、纸面石膏板、纤维水泥夹心板等，但代表墙体材料现代水平的各种轻板、复合板所占比重仍很小，还不到整个墙体材料总量的1%，与工业发达国家相比，相对落后40-50年。主要表现在：产品档次低、企业规模小、工艺装备落后、配套能力差。新型墙体材料发展缓慢的重要原因之一是对实心粘土砖限制的力度不够，缺乏具体措施保护土地资源，以毁坏土地为代价制造粘土砖成本极低，使得任何一种新型墙体材料在价格上无法与之竞争。针对这种情况，国家三部一局（建设部、农业部、国土资源部和国家建材局）墙材革新办公室积极指导各地大力开展墙材革新工作，结合各地实际情况，出台了多项墙改政策，有力地促进了新型墙体材料的发展。 新型建筑墙体材料的类型、特性和问题 《新型建筑墙体材料专项基金征收和使用管理办法》中将新型建筑墙体材料共分6 类:(1)非粘土砖，包括孔洞率大于25% 非粘土烧结多孔砖和空心砖，混凝土空心砖和空心砌块，烧结页岩砖;(2)建筑砌块，包括普通混凝土小型空心砌块，轻集料混凝土小型空心砌块，蒸压加气混凝土砌块和石膏砌块;(3)建筑板材，包括玻璃纤维增强水泥轻质多孔隔墙条板，纤维增强低碱度水泥建筑平板，蒸压加气混凝土板，轻集料混凝土条板，钢丝网架水泥夹芯板，石膏墙板，金属而夹芯板，复合轻质夹芯隔墙板、条板;(4)原料中掺有不少于30% 的工业废渣、农作物秸秆、垃圾、江河淤泥的墙体材料产品(5)预制及现浇混凝土墙体;(6)钢结构和玻璃幕墙。 作为国家推广的新型建筑墙体材料，与传统粘土实心砖相比，在技术层面上很多性能具有很大的优势。其特征主要有以下几个方面：保温隔热性能好如加气混凝土砌块、钢丝网架火芯板、龙骨石膏板等；防渗水性好如砖类和砌块类墙体材料及石膏板材等；隔音性能较好如煤灰烧结砖、蒸压灰砂砖等；能耗低，新型建筑墙体材料需要的原料和能耗都比传统粘土实心砖要低很多；强度等级高；自重轻，有利于基处理和抗震。另外，新型建筑墙体材料可以缩短工期、节省砂浆、从而增加使用面积等。 问题分析目前我国新型建筑材料主要存在以下几点问题：新型墙体材料应新型建筑材料科技含量高,往往价格高于目前使用的一般材料,对市场推广起制约作用; 材料的施工工艺、技术、检测手段等目前尚无规范限制, 部分产品质量不稳定;个体利益驱动影响了新型端体材料的开发应用和推广等等。
我国混凝土结构发展 混凝土结构的发展极为迅速, 在改革开放20 年的时间里我国发展极为迅猛, 从新材料、新技术的研究、开发和推广应用, 到工程结构的建造, 取得了惊人的巨大成就, 创造了一个个新的纪录。有的已达到国际先进水平, 或已进入国际先进行列, 有的甚至暂居领先地位。 混凝土结构的应用围日益扩大, 无论从地上或地下, 乃至海洋, 工程构筑物很多用 混凝土建造, 因为它的耐久性和耐火性都较钢结构优越。甚至有建议太空站也可采用在月 球上烧制水泥和炼钢, 在此制作预制构件运至太空装配, 较在地球上用航天飞机往返(达 45 次) 运输钢构件为经济。 新加坡每年8 月份召开一次Our World in Concrete St ruct ures 学术会议, 1999 年8 月24 —26 日召开第24 次会议, 论题为“21st Cent ury Concrete & St ruct ures ”。 但无可否认, 钢结构自重较轻, 施工速度较快。我国钢产量已连续3 年超过亿吨。在 某些情况下, 笔者认为经各方面比较, 有的可能以采用钢结构为宜, 包括采用劲性钢筋混 凝土结构。 如所周知, 混凝土结构发展经历了三个阶段, 现已进入第四阶段[1 ] 。根据学习, 从较 多方面考虑, 对这一阶段的特征作出新的描述并结合最近工程资料, 从材料、工艺、施 工、高层建筑、桥梁和大坝以及特种结构予以简要举例说明。 1 新阶段特征 新阶段的特征是: 进一步发展工业化体系如大模板现浇和大板体系。高层建筑结构体系的发展, 如框桁 体系和外伸结构的采用。 在设计中引入概率方法。由于计算机的发展和普及, 在结构工程领域引起深刻的改 革和革命。专家系统的采用; 计算机辅助设计和绘图(CAD , CA G) 的程序化, 包括结
轻钢混凝土组合结构的发 展趋势 High quality manuscripts are welcome to download
轻钢-混凝土组合结构的发展趋势 提要：介绍了轻钢-混凝土组合结构的概念，对其结构体系、发展现状及存在的问题进行了探讨，并阐明了该结构必将广泛应用于建筑结构工程的发展趋势。关键词：轻钢-混凝土组合结构；结构体系；发展趋势 一、引言 随着我国钢材产量的逐年增加和高强度、高性能建筑结构用钢的大量生产，我国已进入了大力发展钢结构建筑的新时期。目前，普通钢结构建筑的受力性能分析和设计方法已比较成熟，轻型钢结构和普通钢-混凝土组合结构也处于进一步开发和完善阶段，而轻钢-混凝土组合结构的研究还比较少[1,2,3]。轻钢-混凝土组合结构是一种由冷弯薄壁型钢和薄壁钢管与混凝土组合而成的新型结构体系。轻钢─混凝土组合结构具有轻钢结构的优点，同时由于混凝土的存在而提高了结构的刚度和稳定性，并增强了结构的防火性能。 二、轻钢-混凝土组合结构体系 （一）竖向承重结构 结构竖向承重主要以薄壁钢管混凝土柱为主。由于冷成型薄壁钢管的管壁较薄，管内部混凝土可防止钢管发生局部屈曲，还可根据其稳定性要求在管内纵向设肋[4]，从而提高钢管的局部稳定承载力。同时钢管对混凝土有较强的约束作用，提高了混凝土的轴向抗压强度，因此，薄壁钢管混凝土柱的承载力高于钢管和混凝土的承载力之和。由于在钢管内浇筑了热容量较大的混凝土，发生火灾时
能够吸收热量，从而延长了钢管的耐火极限[5,6]。圆钢管轴向受力性能较好，其受弯性能及与其它构件的连接不如方钢管，但方钢管对混凝土的约束能力较差[7]。因此可考虑采用六边形及八边形钢管[8,4]，以便为梁﹑柱连接提供方便和保证（如图1所）。 （二）楼面结构 轻钢-混凝土组合建筑可选用多种楼面结构形式。它要求楼板必须有足够的刚度﹑强度和整体稳定性，同时应使楼板自重轻﹑厚度小，并提高施工速度。楼面结构可选用如下形式： （1）压型钢板和混凝土组合楼板； （2）密肋轻钢─混凝土组合楼板； （3）现浇预应力钢筋混凝土楼板； （4）混凝土预制叠合楼板。 其中优先选用1﹑2类型。其主要优点是： （1）省去楼面模板支撑，节省投资，施工速度快； （2）压型钢板与轻钢密肋中可布置设备管线，减少吊顶高度； （3）平面刚度大，房屋有较强的整体性，抗震性能好。主﹑次梁可采用矩形钢管﹑双槽钢﹑冷弯U型卷边槽钢或H型﹑I字型焊接或热轧型钢。I字型钢可以是实腹的也可是空腹的，也可选用卷边槽钢－混凝土组合梁。梁板组合结构通过栓钉及剪力连接件形成整体，共同来承担楼面荷载。目前压型钢板与混凝土组合楼面结构在国内发展已比较成熟。 （三）支撑结构