土木工程本科毕业论文-- 高性能混凝土的研究与发展现状

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1、 高性能混凝土的研究与发展现状高性能混凝土的研究与发展现状 【内容摘要内容摘要】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安全使用下 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发展并且运用到许多实际工程项目中，那就是高性能 混凝土。 高性能混凝土(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

2、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，列举了高性能混凝土在国内外研究应用中 的重要成果，并对其发展趋势作出展望。随着我国建筑向高层化、大型化、 现代化的发展，HPC 必将成为新世纪的重要建筑工程材料。 【关键词关键词】高性能混凝土；耐久性；体积稳定性 引引 言言 从 1824 年波特兰水泥发明开始，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发展，由普通混凝土向高性能混凝 土发展。从 20 世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、

3、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。 据统计， 当今我国每年混凝土用量约 109m3， 并且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 术的快速发展，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， 因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果， 是混凝土的发展方向。 高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是 20 世纪 80 年代末 90 年代初，一些发达国家基于混凝土结构耐久性设计提

4、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基础设施工程提 供 100 年以上的使用寿命。区别于传统混凝土，高性能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，在工程安全使用 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发展方向。 一、高性能混凝土产生的背景和研究现状一、高性能混凝土产生的背景和研究现状 （一）背景（一）背景 当代大跨、高层、海洋、

5、军事工程结构的发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发展的严酷现实。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, 走可持续发展的道路, 高性能混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发 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

6、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，如何处置费旧工程拆除后的混凝土 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 土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。 “高性能 混凝土”正是在这种背景下产生的。 （二）研究现状及发展方向（二）研究现状及发展方向 针对混凝土的过早劣化，发达国家在 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“高性能混凝土”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规范 中逐渐突出了