2023年高强度大体积混凝土材料特性研究论文.docx

中文 ：随着我国改革开放和现代化进程的加快，我国的建设规模正日益增大，如何保证建筑工程质量的同时也能使工程能长久的平安使用下去，日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在众多的土木工程建设中，混凝土的应用面之广，使用次数之多是很少见的。尤其中近年来，一种较新的混凝土技术正在快速开展并且运用到许多实际工程工程中，那就是高强度大体积混凝土。高强度大体积混凝土（High Performance Concrete，HPC） 由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程。本文主要介绍了高强度大体积混凝土开展的历史背景及目前国内外的研究现状，说明了高强度大体积混凝土的特性，列举了高强度大体积混凝土在国内外研究应用中的重要成果，并对其开展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、现代化的开展，HPC必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 关键词：高强度大体积混凝土；耐久性；体积稳定性 ABSTRACT Title： The current research and development of high performance concrete ABSTRACT： As China's reform and opening up and modernization， China is increasing the size of the building， how to ensure the construction quality of engineering can also can make long-term safe use of it， is being paid more and more attention at all levels of government and the social from all walks of life. In many civil engineering construction， the concrete application range， use frequency is very rare. Especially in recent years， a new concrete technology is rapidly developed and applied to many practical engineering projects， that is the high performance concrete. High performance concrete （High Performance Concrete， HPC） due to its high durability， high workability， high strength and high volume stability and many other fine features， is considered the world's most comprehensive performance of concrete， has been adopted in many important projects， especially in high-rise building， bridge， harbor construction engineering. This paper mainly introduces the development of high performance concrete historical background and current research situation at home and abroad， and expounds the characteristics of high-performance concrete， the high-performance concrete in the domestic and foreign research application of important achievements， and prospects for its development trend. With the development of China's building to top， large scale， modern， HPC will become an important building material for the new century. KEYWORDS：High performance concrete： durability： volume stability 目录 中文 i ABSTRACT ii 1 高强度大体积混凝土产生的背景和研究现状 1 1.1 背景 1 1.2 研究现状及开展方向 2 绿色高强度大体积混凝土 2 超高强度大体积混凝土 2 2高强度大体积混凝土的性能研究和应用分析 …………………………………………3 高强度大体积混凝土的概念 3 2.2 高强度大体积混凝土的性能 3 耐久性 3 工作性 3 力学性能 3 体积稳定性 3 经济性 3 高强度大体积混凝土的特点 4 高耐久性能 4 高工作性能 4 3高强度大体积混凝土质量与施工控制………………………………………... ……….6 高强度大体积混凝土原材料及其选用 6 细集料 6 粗集料 6 细掺合料 6 减水剂及缓凝剂 6 矿物掺合料 7 3.2 配合比设计控制要点 7 3.2.1.设计思路有很大区别 7 胶凝材料用量及粉煤灰所占比例 7 3.3 高强度大体积混凝土的施工控制 8 搅拌 8 运输 8 浇筑 8 振捣 8 养护 8 质量检验控制 8 4高强度大体积混凝土的开展前景及应用 10 5结 论 11 参考文献 12 1 高强度大体积混凝土产生的背景和研究现状 从1824年波特兰水泥创造开始，混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的开展，由普通混凝土向高强度大体积混凝土开展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。随着我国近年来工业化、城市化进程的加快，其用量将继续快速增长。人类进入21世纪，随着科学技术的快速开展，一种又一种新型混凝土涌现出来。混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料，其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高强度大体积混凝土是现代混凝土技术开展的必然结果，是混凝土的开展方向。 高强度大体积混凝土（High Performance Concrete，HPC）是20世纪80年代末90年代初，一些兴旺国家基于混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种混凝土有可能为根底设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高强度大体积混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程平安使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后混凝土技术的开展方向。 1.1 背景 当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的开展对混凝土提出的更高的要求：处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果：原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步开展的严酷现实。这就要求混凝土不断提高以耐久性为重点的各项性能， 多使用天然材料及工业废渣保护环境， 走可持续开展的道路， 高强度大体积混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与开展的。 混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面，由于混凝土过早劣化，如何处置费旧工程撤除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。 因此，未来的混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高强度大体积的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高强度大体积混凝土〞正是在这种背景下产生的。 1.2 研究现状及开展方向 针对混凝土的过早劣化，兴旺国家在20世纪80年代中期掀起了一个以改善混凝土材料耐久性为主要目标的“高强度大体积混凝土〞开发研究的高潮，并得到了各国政府的重视。从20世纪80年代开始，各国混凝土结构设计标准中逐渐突出了耐久设计的考虑，从只重视强度设计向强度与耐久性并重。进入20世纪90后代以后，混凝土结构耐久性设计方法成为土木工程领域中的研究重点。针对不同环境类别的侵蚀作用，提出材料性能劣化的理论或经验模式，并据此估算结构的使用寿命，成为开展和研究耐久性设计方法的主流。目前，高强度大体积混凝土的开展有以下几个方向： 绿色高强度大体积混凝土 水泥混凝土是当代最大宗的人造材料，对资源、能源的消耗和对环境的破坏十分巨大，与可持续开展的要求背道而驰。绿色高强度大体积混凝土研究和应用较多的是粉煤灰混凝土，粉煤灰混凝土与基准混凝土相比，大大提高了新拌混凝土的工作性能，明显降低混凝土硬化阶段的水化热，提高混凝土强度特别是后期强度。而且，节约水泥，减少环境污染，成为绿色高强度大体积混凝土的代表性材料。 超高强度大体积混凝土 超高强度大体积混凝土，如活性粉末混凝土，其特点是高强度，抗压强度高达300MPa，且具有高密实性，已在军事、核电站等特殊工程中成功应用。 2高强度大体积混凝土的性能研究和应用分析 高强度大体积混凝土的概念 高强度大体积混凝土是近20余年开展起来的一种新型混凝土。欧洲混凝土学会和国际预应力混凝土协会将HPC定义为水胶比低于0.40的混凝土；在日本，将高流态的自密实混凝土（即免振混凝土）称为HPC；中国土木工程学会高强与高强度大体积混凝土委员会将HPC定义为以耐久性和可持续开展为根本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。虽然在不同的国家，不同的学者或工程技术人员，对HPC的理解有所不同。比方美国学者更强调高强度和尺寸稳定性，欧洲学者更注重耐久性，而日本学者偏重于高工作性。但是他们的根本点都是高耐久性，这方面的认识是一致的。 2.2 高强度大体积混凝土的性能 与普通混凝土相比，高强度大体积混凝土具有如下独特的性能： 耐久性 高效减水剂和矿物质超细粉的配合使用，能够有效的减少用水量，减少混凝土内部的空隙，能够使混凝土结构平安可靠地工作50～100年以上，是高强度大体积混凝土应用的主要目的。 工作性 坍落度是评价混凝土工作性的主要指标，HPC的坍落度控制功能好，在振捣的过程中，高强度大体积混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性好。同时，由于高强度大体积混凝土的水灰比低，自由水少，且掺入超细粉，根本上无泌水，其水泥浆的粘性大，很少产生离析的现象。 力学性能