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摘 要:高性能混凝土由于具有高耐久性、高工作性等许多优良特性,被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土,特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。本文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,并对其发展中存在问题予以分析,给出对策建议。
关键词:高性能混凝土 建筑材料 问题对策
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0088-01
高性能混凝土这个词,中国第一次说起它到目前为止,差不多已经10年了,本文将回顾和展望它。首先我们从HPC的由来和定义谈起。
1 高性能混凝土的由来和定义
1970年起,工程中已经将硅粉和高效减水剂加入混凝土。美国有一期刊刊登了一篇叫做《24小时100MPa》,在1983出版,它描述了瑞士西卡公司是如何通过硅粉和高效减水剂在正常条件下1天生产出了100MPa高强度的混凝土。本文的发表标志了混凝土技术的重大改革的开始。
当时,各个公家都面临着基础设施老化的问题。美国国家材料顾问协会指出,大约有200多万座混凝土的桥面有了程度不一的破损(很多混凝土桥只是使用了不到20年),而且每一年还在增长30多万座。许多日本的桥梁,港口建设,10年左右完成后,混凝土表面出现裂纹,脱落,钢的腐蚀暴露的问题。英格兰高架桥,由于撒盐化雪,2年就出现了钢筋锈蚀将混凝土胀裂。对于这些设施的翻修和养护,都需要大量的资金投入,各个国家都意识到:新型的混凝土,可能有对经济带来帮助。多个国家将其列为了国家级项目。美国国家标准局在1990年举行的第一次国际研讨会,会议内容针对于高性能混凝土研究。在这次的会议中,第一次提出了有关于HPC的定义。
2 高性能混凝土发展概况
在高性能混凝土提出以来的10年中,各个国家都进行了大量科学研究。其实,在高性能混凝土被定义以前,世界上已经有很多国家都客观地使用了高性能混凝土,例如:
芝加哥的建筑项目水塔大厦中采用C75混凝土;纽约特朗普塔楼工程中使用了C65混凝土;新斯科舍广场,建在多伦多的加拿大,该项目采用C80混凝土;双联广场在西雅图建成,本项目采用C135混凝土;明石海峡大桥在日本建成,该工程使用了C40混凝土等。
美国也对高性能混凝土进行了很多研究,得到了很多有价值的结论。美国联邦政府在1994年提出了在基础设施中使用高性能混凝土的想法,并决定开展研究和开发,预计10内将会投资2亿美元。美国各个机构都投入了大量的资金来运行高性能混凝土的研究开发。
中国对高强混凝土也进行了一系列的研究。20世纪90年代初,清华大学着手于高性能混凝土的研究,获得了很多部门的支持。在我国的所有的主要项目中都不同程度的采用了高性能混凝土。1995至1997年间,我国最高的上海金茂大厦,总高度达到了420.5 m,该建筑使用了C50,C60等高性能混凝土。此外,我国的其他大型建筑,例如首都机场航站楼、深圳地王大厦等工程中都很大程度的的用到了高性能混凝土。
3 我国发展高性能混凝土存在的问题
高性能混凝土的发展与研究已成为世界各国的重要研究课题,然而我国高性能混凝土的发展研究与其他发达国家相比,还是有很大的差距。有很多的问题在发展高性能混凝土的过程出现。在中国有很多人将高早强混凝土(HSC)误认为就是高强混凝土(HPC)。HSC是高早强混凝土,它满足了人们一直以来所期盼的可以减少混凝土结构物的施工工期,使模板的周期律加快提高了经济效益。但是HSC在配置上例如:水化温升加剧、损失快、水泥用量增多等出现了一系列的新问题。所以HSC并不是我们所说的HPC。如果将HSC认为成了HPC,不顾它的这些所出现的问题,这对于HPC的发展是非常不利的。我国与国外的差距,筆者认为有以下几个方面。
3.1 原材料的选用和生产
骨料在建设和水行业被称为建筑骨料,在建筑材料和运输也被称为集料。骨料也就是我们俗称的建筑用砂石。我国的混凝土成产水平很大程度上受到骨料的优劣所制约。由于传统观念的影响,人们对于骨料的认识十分的不足,认为骨料就是混凝土中的填充物,其质量的好坏无关重要,只要多加点水泥就行。这一错误的观念致使我国的骨料生产至今还是十分的落后,绝大部分的骨料来自于分散的小采石厂成产,这些小的采石场使用的是落后的颚式破碎机破碎,骨料的粒形通常不好。骨料的表面土和夹层土较多,如果去除则会加大投入,所以骨料通常含泥量很大。品质恶劣的骨料需要的浆体量多,不但使胶凝材料用量增多,还使混凝土的变形加大,这对于承受动荷载的道路,桥梁等构件的影响十分不利。如果中国骨料的现状还是这么的一直不完善,高强度混凝土是不可能成规模的生产使用的。
3.2 混凝土的施工
高性能混凝土的添加剂中一般都有高效减水剂,这可以使水灰比很大程度的降低,搅拌物有了很好的粘聚性,在浇筑和运输的过程中不容易发生离析,并且这样的搅拌物会比干硬的混凝土更加容易捣实。高性能混凝土在拥有以上优点的同时,也有着一点自身的缺点。主要表现在以下几个方面。
(1)由于较为粘稠,在振捣棒捣实的过程中,振动难度加大,由于振捣棒拔出还会有可能造成局部离析的现象。(2)由于较为粘稠,一般的搅拌设备很难搅拌均匀。若采用先进的设备搅拌,则不得不使水灰比增大,这也就使得凝胶材料的用量增加,并且也无法得到粘聚性好的搅拌物。(3)由于水灰比降低,泌水减少,混凝土表面的水得不到很好的蒸发,混凝土收缩所导致的开裂加重,所以养护是非常重要的。一味的认为的长时间浇水就是养护是错误的想法,这不但导致大量净水的浪费,并且加剧了混凝土的开裂。
4 高性能混凝土的前景展望
所有新的技术与材料的发展,都会有一个漫长反复的进程。它发展过程中所有的困难障碍之中,人们首先面对的就是对它的认识和观念。目前我国正处于基础设施建设的高潮,这是一个高性能混凝土的发展机遇。我们应该发展高性能混凝土这种共识的基础上,应注意提高集料的质量,和大批搀杂矿渣混凝土、粉煤灰混凝土可用于中国基础设施建设,这对混凝土行业的可持续发展是有利的,并且对于国民经济的可持续发展都会有一定的促进作用。
参考文献
[1] 吴中伟.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.
[2] 吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.
[3] 丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4] 俞瑞堂.高性能混凝土的发展与展望[M].水利水电工程设计,1997.
[5] 陈肇元.混凝土结构耐久性设计与施工指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[6] 陈肇元.高强与高性能混凝土的发展及应用[J].土木工程学报,1997,30(5):3-11.
[7] 徐有邻.我国混凝土结构用钢筋的现状及发展[J].土木工程学报,1999,32(5):3-9.
关键词:高性能混凝土 建筑材料 问题对策
中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)06(a)-0088-01
高性能混凝土这个词,中国第一次说起它到目前为止,差不多已经10年了,本文将回顾和展望它。首先我们从HPC的由来和定义谈起。
1 高性能混凝土的由来和定义
1970年起,工程中已经将硅粉和高效减水剂加入混凝土。美国有一期刊刊登了一篇叫做《24小时100MPa》,在1983出版,它描述了瑞士西卡公司是如何通过硅粉和高效减水剂在正常条件下1天生产出了100MPa高强度的混凝土。本文的发表标志了混凝土技术的重大改革的开始。
当时,各个公家都面临着基础设施老化的问题。美国国家材料顾问协会指出,大约有200多万座混凝土的桥面有了程度不一的破损(很多混凝土桥只是使用了不到20年),而且每一年还在增长30多万座。许多日本的桥梁,港口建设,10年左右完成后,混凝土表面出现裂纹,脱落,钢的腐蚀暴露的问题。英格兰高架桥,由于撒盐化雪,2年就出现了钢筋锈蚀将混凝土胀裂。对于这些设施的翻修和养护,都需要大量的资金投入,各个国家都意识到:新型的混凝土,可能有对经济带来帮助。多个国家将其列为了国家级项目。美国国家标准局在1990年举行的第一次国际研讨会,会议内容针对于高性能混凝土研究。在这次的会议中,第一次提出了有关于HPC的定义。
2 高性能混凝土发展概况
在高性能混凝土提出以来的10年中,各个国家都进行了大量科学研究。其实,在高性能混凝土被定义以前,世界上已经有很多国家都客观地使用了高性能混凝土,例如:
芝加哥的建筑项目水塔大厦中采用C75混凝土;纽约特朗普塔楼工程中使用了C65混凝土;新斯科舍广场,建在多伦多的加拿大,该项目采用C80混凝土;双联广场在西雅图建成,本项目采用C135混凝土;明石海峡大桥在日本建成,该工程使用了C40混凝土等。
美国也对高性能混凝土进行了很多研究,得到了很多有价值的结论。美国联邦政府在1994年提出了在基础设施中使用高性能混凝土的想法,并决定开展研究和开发,预计10内将会投资2亿美元。美国各个机构都投入了大量的资金来运行高性能混凝土的研究开发。
中国对高强混凝土也进行了一系列的研究。20世纪90年代初,清华大学着手于高性能混凝土的研究,获得了很多部门的支持。在我国的所有的主要项目中都不同程度的采用了高性能混凝土。1995至1997年间,我国最高的上海金茂大厦,总高度达到了420.5 m,该建筑使用了C50,C60等高性能混凝土。此外,我国的其他大型建筑,例如首都机场航站楼、深圳地王大厦等工程中都很大程度的的用到了高性能混凝土。
3 我国发展高性能混凝土存在的问题
高性能混凝土的发展与研究已成为世界各国的重要研究课题,然而我国高性能混凝土的发展研究与其他发达国家相比,还是有很大的差距。有很多的问题在发展高性能混凝土的过程出现。在中国有很多人将高早强混凝土(HSC)误认为就是高强混凝土(HPC)。HSC是高早强混凝土,它满足了人们一直以来所期盼的可以减少混凝土结构物的施工工期,使模板的周期律加快提高了经济效益。但是HSC在配置上例如:水化温升加剧、损失快、水泥用量增多等出现了一系列的新问题。所以HSC并不是我们所说的HPC。如果将HSC认为成了HPC,不顾它的这些所出现的问题,这对于HPC的发展是非常不利的。我国与国外的差距,筆者认为有以下几个方面。
3.1 原材料的选用和生产
骨料在建设和水行业被称为建筑骨料,在建筑材料和运输也被称为集料。骨料也就是我们俗称的建筑用砂石。我国的混凝土成产水平很大程度上受到骨料的优劣所制约。由于传统观念的影响,人们对于骨料的认识十分的不足,认为骨料就是混凝土中的填充物,其质量的好坏无关重要,只要多加点水泥就行。这一错误的观念致使我国的骨料生产至今还是十分的落后,绝大部分的骨料来自于分散的小采石厂成产,这些小的采石场使用的是落后的颚式破碎机破碎,骨料的粒形通常不好。骨料的表面土和夹层土较多,如果去除则会加大投入,所以骨料通常含泥量很大。品质恶劣的骨料需要的浆体量多,不但使胶凝材料用量增多,还使混凝土的变形加大,这对于承受动荷载的道路,桥梁等构件的影响十分不利。如果中国骨料的现状还是这么的一直不完善,高强度混凝土是不可能成规模的生产使用的。
3.2 混凝土的施工
高性能混凝土的添加剂中一般都有高效减水剂,这可以使水灰比很大程度的降低,搅拌物有了很好的粘聚性,在浇筑和运输的过程中不容易发生离析,并且这样的搅拌物会比干硬的混凝土更加容易捣实。高性能混凝土在拥有以上优点的同时,也有着一点自身的缺点。主要表现在以下几个方面。
(1)由于较为粘稠,在振捣棒捣实的过程中,振动难度加大,由于振捣棒拔出还会有可能造成局部离析的现象。(2)由于较为粘稠,一般的搅拌设备很难搅拌均匀。若采用先进的设备搅拌,则不得不使水灰比增大,这也就使得凝胶材料的用量增加,并且也无法得到粘聚性好的搅拌物。(3)由于水灰比降低,泌水减少,混凝土表面的水得不到很好的蒸发,混凝土收缩所导致的开裂加重,所以养护是非常重要的。一味的认为的长时间浇水就是养护是错误的想法,这不但导致大量净水的浪费,并且加剧了混凝土的开裂。
4 高性能混凝土的前景展望
所有新的技术与材料的发展,都会有一个漫长反复的进程。它发展过程中所有的困难障碍之中,人们首先面对的就是对它的认识和观念。目前我国正处于基础设施建设的高潮,这是一个高性能混凝土的发展机遇。我们应该发展高性能混凝土这种共识的基础上,应注意提高集料的质量,和大批搀杂矿渣混凝土、粉煤灰混凝土可用于中国基础设施建设,这对混凝土行业的可持续发展是有利的,并且对于国民经济的可持续发展都会有一定的促进作用。
参考文献
[1] 吴中伟.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.
[2] 吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土[M].北京:中国铁道出版社,1999.
[3] 丁大钧.高性能混凝土及其在工程中的应用[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4] 俞瑞堂.高性能混凝土的发展与展望[M].水利水电工程设计,1997.
[5] 陈肇元.混凝土结构耐久性设计与施工指南[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[6] 陈肇元.高强与高性能混凝土的发展及应用[J].土木工程学报,1997,30(5):3-11.
[7] 徐有邻.我国混凝土结构用钢筋的现状及发展[J].土木工程学报,1999,32(5):3-9.