高性能混凝土及发展现状

高性能混凝土研究及发展现状

摘要：随着社会的发展和科技的进步，混凝土技术已经取得了长足的发展，但是，从原料来源上看，混凝土的来源依然是单纯的依靠天然资源；从性能上看，其仍是单纯的依赖于增加水凝用量，其传统的指导思想仍然没有改进。因此，虽说混凝土技术较以前有了很大的改进，但是其综合性能仍需要不断的加强。基于这种情况，笔者将浅谈高性能混凝土的研究及其发展的现状，以飨读者。

关键词：高性能混凝土；研究；发展；现状

随着社会的进步和时代的发展，混凝土越来越多的被应用于跨海大桥、高层建筑、高速公路、海底隧道以及大型的堤坝等混凝土结构物的建设中去。由于环境和受力等特点，对混凝土材料从强度到耐久性等方面都提出了较高的要求；混凝土受环境侵蚀和老化等问题严重；以及混凝土使用所带来的一系列的环境问题也是逐渐的暴露。因而，高性能混凝土技术就越来越受到国内外专家的关注了，其已经成为现如今的一个研究热点领域。下面着重介绍一下高性能混凝土的研究及其发展现状。

1、高性能混凝土的概念

高性能混凝土的概念在不同的国家以及不同的工程界有着不同的定义，但其主要的共通点是体积稳定性和耐久性，而具有高强度的耐久性是高性能混凝土的主要的技术。简单地讲就是：高性能混凝土是一种具有强度高、耐久性高、工作性高等各个方面性能较强

的混凝土。在各个学派的定义中，我国的吴中伟院士所下的定义更为的深远，他不仅指出了高性能混凝土的定义，还指出了当代社会混凝土的发展方向，即充分考虑高性能混凝土与环境、生态保护以及可持续发展之间的关系，更多的考虑绿色成分，是混凝土在某种程度上成为真正的高性能绿色混凝土。

2、高性能混凝土的研究与应用

2、1高性能混凝土在国外的研究

在1986年到1993年期间，法国开展了“混凝土新方法”研究课题，建立了示范工程。在1996年，法国又开展了“高性能混凝土2000”的国家研究课题并投入了550万美元的科研经费。此后挪威持续的对其进行了资助。在美国，其1994年提出使用高性能混凝土，并在10年内投资2亿美元用于混凝土技术的研究和开发。在1999年，美国又进行了“商品高性能混凝土结构项目中计算机集成知识系统的开发”。而在日本，其早在20世纪60年代就开始着手于高性能混凝土的研究，目前日本研制出超高耐久性混凝土，其的使用寿命在500年以上。

在20世纪90年代，加拿大，美国。日本。挪威、德国等都是使用高性能混凝土最多的国家。其中德国现行的混凝土已达到c110级，其强度等级是目前最高的，挪威紧随其后是世界第二，其混凝土结构设计规范是c105。

2.2高性能混凝土在我国的研究现状分析

从1992年开始，我国不断的研究和开发针对国内原料和工艺情

况进行着高性能混凝土，并应运于在桥梁、高层建筑和地下建筑等工程中去，收到了越来越多的关注和重视。特别是高性能混凝土在高层建筑、跨海大桥、矿井建设、海港码头以及海上采油平台等工程中的应用逐渐的增加。例如；上海金茂大厦（c60）、辽宁物产大厦（c80）、上海东方明珠电视塔（c60）、北京静安中心大厦（c80）、南京邮电中心（c60）等。近几年，我国的高性能混凝土技术去得到长足的发展，相继研制出了超高强建渣混凝土、高强粉煤灰混凝土、沸石粉混凝土、铁（硫）铝酸盐水混凝土、230mpa矿物集料混凝土、200mpa超高强钢纤维混凝土、92mpa抗冲耐磨混凝土等一系列的高性能混凝土。这充分说明我国的高性能混凝土的研发前景是广阔的。

3、高性能混凝土的特征

高性能混凝土具有高强性能、高工作性能、高耐久性能等特征，具体的如下：

3.1高强性能

从严格意义上说，高强混凝土并不是高性能混凝土，但是高性能混凝土必须具备高强性能。由于高性能混凝土的高强和超高强的特点，大大减少了混凝土结构的尺寸，使得结构自重和对地基的负荷减轻，同时能够节省材料，适度的增加了使用空间，使得工程造价成本大大的降低了。

3.2高工作性能

高性能混凝土具有优良的流变学性能，流动性高，不泌水，不

离析，在正常的施工条件下能够保证混凝土结构的密封性和均匀性；将自流密实混凝土应用于某些特殊的部位可以保证该处的密实性，从而降低施工的劳动强度，节省施工能耗。

3.3高耐久性能

高性能混凝土的高耐久性可以使建筑物对恶劣环境的抵抗能力增加，增加建筑物的使用寿命，还可以使其降低维修费用，具有很好的经济效益和社会效益。因为高效减水剂在混凝土中的添加，使其水胶比较低，水泥在完全水化后，混凝土没有多余的毛细水使得孔隙细化，从而总空隙率很低；此外高性能混凝土总还添加了矿物质超细粉，这不仅使得混凝土中的水泥石于骨料之间的界面过渡区的空隙大大的减少，还极大地提高了混凝土的早起抗裂性能。高效减水剂和矿物质超细粉的应用有利于提高混凝土的各个方面性能。

3.4其他特征

除了以上的特征外，高性能混凝土还具备韧性较高、体积稳定性良好以及力学稳定性长期等特点。通过在混凝土中添加引气剂或者利用高性能纤维混凝土可以提高混凝土的韧性，使其能够更好地抵抗地震、疲劳、冲击力的负载。良好的初期抗开裂性、低的温度变形性以及低的自收缩变形性能充分的表现出高性能混凝土的体积稳定性的良好。而高性能混凝土的力学稳定性的长期性要求混凝土建筑在长期的荷载作用以及恶劣的环境侵蚀情况下保持长期的抗压、抗拉强度等力学性能。

4.、高性能混凝土的发展趋势

随着建筑行业的蓬勃发展，建筑材料的使用也在逐年的增加，特别是混凝土的使用量。但是这么庞大的混凝土使用量不可避免的会有浪费以及污染环境等问题。伴随着人们对环境的越来越多的重视，从可持续发展的角度上来说，以后的高性能混凝土的发展趋势必将向环保、节能、绿色以及循环使用的方向发展。加强高性能混凝土的绿色度，在某种程度上可以更多的节约能源和资源，大大减少对环境的破坏。在以后的混凝土的发展应该更多的使用工业废掺合料，尽可能的节约水泥，并且具备更高的耐久性和更强的强度。总结以上可以看出，未来的高性能混凝土必须具备以下的特点：1.节省更多的水泥减少能耗，降低环境污染；2.更多的使用工业废料掺合料；3.最大限度的发挥混凝土的优势性能，尽可能的降低水泥和混凝土的使用量。此外，高性能混凝土的发展还必须考虑怎样降低水泥的使用量，怎样的在混凝土中掺加工业废料，以及怎样使建筑混凝土垃圾能够得到更好的重复利用等方面的问题。另外，还必须加强对高性能混凝土的基础理论研究，使其尽可能的有一致的鉴定标准。

总而言之，高性能混凝土的研究及发展是一个长期的、复杂的过程。在研究和发展其的过程中，要系统研究混凝土的结构体系，完善混凝土的理论体系，制定相关的统一标准，不断的总结经验，优化研究方法，尽可能的提高混凝土的质量和使用寿命。通过各方面的能力，解决高性能混凝土现存的问题，使其朝着更高效，更经济，更环保的方向发展，走优质、低耗、高效、可持续发展的道路。