高性能混凝土探究現(xiàn)狀應用及發(fā)展趨勢

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1、高性能混凝土探究現(xiàn)狀應用及發(fā)展趨勢摘要：文章闡述了各種學派對高性能混凝土的定義，通過“雙摻進宋配制高性能混凝土：研究了當前高性能混凝土的礦物超細摻料和高性能外加劑。同時介紹了高性能混凝土在具體工程中的應用，展望了超高性能混凝土、綠色高性能混凝土等將是高性能混凝土的發(fā)展趨勢。關鍵詞：混凝土；高性能混凝土；礦物細摻料；高性能外加劑；超高性能混凝土；綠色高性能混凝土混凝土是當今社會最大宗的建筑工程材料，因此混凝土技術的發(fā)展也密切關系到現(xiàn)代建筑業(yè)的發(fā)展。評價混凝土的性能主要包括兩方面的內(nèi)容，首先是新拌混凝土的工作性能；其次是硬化混凝土的使用性能。高性能混凝土就應該滿足這兩方面的性能。高性能混凝土(Hi

2、ghperformanceconcrete),據(jù)蔣家奮考證是在1986年由挪威學者首先提岀研究的，這是因為挪威盛產(chǎn)硅灰，摻硅灰大大提高了混凝土的強度、抗?jié)B性、抗氯離子擴散性，從而提高了其耐久性(但也增大了開裂風險)。繼而西方發(fā)達國家相繼投入大量財力、人力致力于高性能混凝土的研究和開發(fā)。這意味著混凝土學者意識到強度不是表征混凝土性能的唯一重要指標，而耐久性則是更重要的性能。我國從20世紀90年代初也很快引進了高性能混凝土這個概念，掀起了研究熱潮，有關高性能混凝土的論文數(shù)不勝數(shù)，至今方興未艾。然而高性能混凝土至今沒有得到公認的定義。1990年5月在馬里蘭州，由美國NIST(Nationallnst

3、ituteofSmndandsandTechnology)和ACI(AmericanConcreteInstitute)主辦的討論會上，高性能混凝土(HPC)被定義為具有所要求的性能和勻質(zhì)性的混凝土。這些性能包括：易于澆筑、搗實而不離析；卓越的、能長期保持的力學性能；早期強度高、韌性高和體積穩(wěn)定性好；在惡劣的使用條件下壽命長。高性能混凝土一般采用“雙摻法”來達到混凝土的高性能,雙摻法就是在混凝土中摻入新型高效減水劑和超細礦物摻料。高效減水劑能降低混凝土的水灰比、增大坍落度和控制坍落度損失，即賦予混凝土高的密實度和優(yōu)異的施工性能；超細礦物摻料填充膠凝材料的空隙，參與膠凝材料的水化反應，提高混凝土

4、的密實度，改善混凝土的界面結構，提高混凝土的耐久性與強度。可以說，20世紀70年代高效減水劑的發(fā)明與應用，使混凝土技術進入高強度與高流態(tài)的新領域;20世紀90年代的粉體工程，使混凝土進入了高性能時代。一、定義和方法對HPC的定義如下：美國戰(zhàn)略公路研究項目(SHRP)定義：水灰比w/c<0.35;300次凍融循環(huán)，相對動彈模20%;澆注后4h內(nèi)強度達到21MPa;24h時強度＞34MPa;28d時強度＞67MPa0ACI定義：易于澆注搗實但不影響強度；長期力學性能好；早期強度高；韌性好；體積穩(wěn)定性好；在惡劣環(huán)境中長期強度好。日本學者罔村的定義：免振、自密實，混凝土就是高性能混凝土。強度一般為40

5、?45MPa，混凝土材料中除了水泥外，還有礦渣粉、粉煤灰及膨脹劑。我國吳中偉院士認為：一種新型高技術混凝土，它應該以耐久性作為設計的主要指標。針對不同用途要求，高性能混凝土對下列性能有重點地予以保證：耐久性、工作性、適用性、體積穩(wěn)定性、經(jīng)濟性等。為此，高性能混凝土在配置上的特點是低水膠比，選用優(yōu)質(zhì)原材料，并除水泥、水、集料外，心須摻加足夠的礦物細摻料和高效外加劑。二、高性能混凝土的研究(一)礦物細摻料的研究高性能混凝土中的活性礦物細摻料是必要的成分之一，它可以降低溫升，改善工作性，增進后期強度，并且可以改善混凝土內(nèi)部結構，提高混凝土的耐久性和抗侵蝕作用能力。尤其是礦物細摻料對堿一骨料反應能夠起

6、到抑制作用，這一點引起了人們的重視。K粉煤灰。粉煤灰是火力發(fā)電廠排放出來的煙道灰，主要化學成份是siO2、AI2O3以及少量Fe2O3、CaO、MgO等。以直徑在幾個微米的玻璃微珠體及少量莫來石、石英等結晶物質(zhì)組成。我國將粉煤灰分為I、II級；I級質(zhì)量標準如表1:粉煤灰在混凝土中的作用可歸結為化學和物理作用兩個方面?；瘜W作用指的是粉煤灰的火山灰效應，它可以使對混凝土不利的ca(OH):轉(zhuǎn)化為有利的C-S-H組分。這種潛在的活性效應是隨齡期的增長才會明顯地表現(xiàn)出來。而粉煤灰的物理作用是指粉煤灰的微集料效應與形態(tài)效應，它可以改善集料的級配、流動性，又可以增加混凝土的密實性。2、硅粉。硅粉是利用高純

7、石英冶煉硅和硅鐵合金時，從煙道收集的形狀為球狀玻璃體的超細粉末。其具有極微細的粒徑，平均粒徑小于0.1umo品質(zhì)好的硅粉SiO2含量在90%以上，其中活性SiO2達40%以上，活性很高。硅粉對混凝土的增強作用十分明顯，當硅粉摻量為膠凝材料的10%時，混凝土的抗壓強度可以提高25%以上。但隨著硅粉摻量的增加，需水量也增加，混凝土粘度也增加，硅粉的摻入還會加大混凝土的收縮，因此硅粉的摻量一般不宜過多。