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1、高強(qiáng)高性能混凝土高性能混凝土技術(shù)規(guī)程介紹高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的關(guān)系,吳中偉院士提出的觀點(diǎn)是:高強(qiáng)混凝土必須是高性能混凝土;而高性能混凝土不只是高強(qiáng)混凝土,而是包括各種強(qiáng)度等級的混凝土,其應(yīng)用十分廣泛,這也正是高性能混凝土成為發(fā)展方向的重要原因。1.2高強(qiáng)混凝土與高性能混凝土的關(guān)系第2章高強(qiáng)高性能混凝土的發(fā)展2.1現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土的發(fā)展以常規(guī)水泥、砂石為原材料并采用常規(guī)工藝配制生產(chǎn)的現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土,劑之后發(fā)展起來的,以后又進(jìn)一步引入細(xì)粉礦物摻合料如硅粉、超細(xì)礦渣、優(yōu)質(zhì)粉煤灰等使其性能更趨完善,它克服了以往的高強(qiáng)混凝土因拌
2、料高度干硬而難以施工的根本缺陷,在混凝土的工作度、強(qiáng)度與抗?jié)B性等方面具有綜合的優(yōu)良性能,適應(yīng)了當(dāng)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載方向發(fā)展和承受惡劣環(huán)境條件的需要,滿足了工業(yè)化生產(chǎn)要求,因而迅速在各個土建工程領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。多數(shù)工業(yè)化國家現(xiàn)在已能廣泛供應(yīng)強(qiáng)度高達(dá)100MPa的商品混凝土,如有需求,更高強(qiáng)度的混凝土(150MPa)也能提供。2.1現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土的發(fā)展2.1現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土的發(fā)展最早大量應(yīng)用高強(qiáng)混凝土的工程對象是高層建筑(圖1),這里只需簡單地將高強(qiáng)混凝土置代底層墻柱中的普通混凝土,就可以大幅度縮減混凝土用量,增加
3、建筑使用面積,縮短施工工期。橋梁結(jié)構(gòu)(圖2)中采用高強(qiáng)混凝土有著更大的潛力。高強(qiáng)混凝土能有效降低橋梁結(jié)構(gòu)自重并提高結(jié)構(gòu)剛度,有利于增大橋跨、減少橋磁、增加橋下凈空,但更為重要的還在于降低平時維修費(fèi)用和增加使用壽命。對于許多工程尤其是基礎(chǔ)設(shè)施工程來說,高強(qiáng)混凝土的耐久性遠(yuǎn)比其強(qiáng)度更具有重要的意義。(圖1)美國西雅圖的TwoUnionSquare:3m和2.2m直徑的鋼管混凝土柱中的混凝土強(qiáng)度等級相當(dāng)于C120。(圖2)巴東長江大橋(采用C60混凝土)2.1現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土的發(fā)展近年來隨著我國城市建設(shè)高潮興起,國內(nèi)在高強(qiáng)混凝土
4、的應(yīng)用上已出現(xiàn)了新的局而。最近幾十年內(nèi),國家為高強(qiáng)混凝上組織了多項(xiàng)重大研究課題,如國家建設(shè)部與國家自然科學(xué)基金會聯(lián)合資助的“七五”重點(diǎn)科技項(xiàng)目《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)性能、設(shè)計(jì)方法及施工工藝的研究》,國家自然科學(xué)基金會、國家建設(shè)部、鐵道部和國家建材局聯(lián)合資助的“八五”重點(diǎn)科技項(xiàng)目《高強(qiáng)與高性能混凝土材料的結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能究》,這些研究成果為高強(qiáng)混凝土的推廣應(yīng)用提供了2.1現(xiàn)代高強(qiáng)混凝土的發(fā)展技術(shù)上的后盾。1993年由中國土木工程學(xué)會高強(qiáng)混凝土委員會編寫出版的《高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工指南》就是在總結(jié)國內(nèi)科研成果與工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上并
5、參照國外經(jīng)驗(yàn)編寫而成的。2.2高性能混凝土的發(fā)展高性能混凝土(High一PerformancoConCrete)一詞的提出還只是近幾十年左右的事,現(xiàn)已成為一種時髦風(fēng)靡國際土木工程界而廣被接受和引用,盡管什么是高性能混凝土至今有著不同的解釋和理解?,F(xiàn)代高強(qiáng)混凝土是高性能混凝土,這一點(diǎn)比較清楚。但高性能混凝土是否必須高強(qiáng),這就有不同看法。不少學(xué)者認(rèn)為,高性能混凝土也應(yīng)該是高強(qiáng)混凝土,或者更確切的說應(yīng)具有高度、高工作度(流態(tài)、可泵)、高體積穩(wěn)定性(硬化過程中不開裂,收縮徐變小)和高抗?jié)B性(耐久)。法國將圓柱抗壓強(qiáng)度超過60MP
6、a并具有良好工作度和其它優(yōu)良特性2.2高性能混凝土的發(fā)展的混疑土稱高性能混凝土,并對強(qiáng)度超過100MFa的稱為veryHigh一Performanceconconcrete。在美國,混疑土學(xué)會(ACI)與聯(lián)邦公路管理局(FHWA)對高性能混凝上分別提出了不同的定義。ACI的提法為:高性能混凝土是具有所需功能的勻質(zhì)混凝土,如果僅靠通常的原材料和通常的拌合、澆注與養(yǎng)護(hù)方法,未必能制備出這種混凝土;這里提到的功能可以是易于澆注振搗而不離析的性能,長期力學(xué)性能,早強(qiáng)性能,韌性,體積穩(wěn)定性,或是嚴(yán)酷環(huán)境下的耐久性等,其中并沒有對強(qiáng)
7、度指標(biāo)提出特殊要求。2.2高性能混凝土的發(fā)展在日本,將高流態(tài)的自密實(shí)免振混凝土稱之為高性能混凝土。這種混凝土并不一定具備高強(qiáng)的特點(diǎn),但也特別強(qiáng)調(diào)其耐久性,認(rèn)為流態(tài)自密實(shí)可以消除混凝土表面或內(nèi)部缺陷,同時混凝土中,使用認(rèn)量摻合礦物料可以減少水化熱避免出現(xiàn)裂縫,這些都是保證耐久性所必需的。我國吳中偉教授提出了綠色高性能混凝土(圖3)的概念,認(rèn)為高性能混凝土不僅在性能上對傳統(tǒng)混凝土有很大突破,在節(jié)約資源、能源、改善勞動條件、經(jīng)濟(jì)合理等方面,尤其對環(huán)境有著十分重要的意義。綠色高性能混凝土應(yīng)更多地?fù)郊庸I(yè)2.2高性能混凝土的發(fā)展廢
8、渣為主的細(xì)摻料,更多地節(jié)約水泥熟料,從而減少生產(chǎn)熟料時排放的大量CO2對地球變暖的嚴(yán)重影響。因此,可以將高性能混凝土視為以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)施工的混凝土。傳統(tǒng)的混凝土是從上世紀(jì)末開始推廣的,它為二十世紀(jì)的人類文明和建設(shè)作出了無可估量的貢獻(xiàn),而高性能混凝土在本世紀(jì)末的出現(xiàn)則適應(yīng)了人們更大規(guī)模建