【正文】 最為全面的砼，至今已在建設(shè)工 程中被廣泛應(yīng)用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程中顯示出其獨(dú)特的優(yōu)越性，在工程安全使用期、經(jīng)濟(jì)合理性、環(huán)境條件的適應(yīng)性等方面產(chǎn)生了明顯的效益，因此被各國學(xué)者所接受，被認(rèn)為是今后砼技術(shù)的發(fā)展方向。盡管與鋼材、鋁材、塑料等其它建筑材料相比，生產(chǎn)砼所消耗的能源和造成的污染相 對(duì)較小或小得多，砼本身也是一種潔凈材料，但由于它的用量龐大，過度開采礦石和砂、石骨料已在不少地方造成資源破壞并嚴(yán)重影響環(huán)境和天然景觀。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 后代以后，砼結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)方法成為土木工程領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)。 2 高性能砼的性能和應(yīng)用 高性能砼的理念 高性能砼 是近 些 年發(fā)展起來的一種新型砼。 ：由于砼是一種非均質(zhì)材料 ,強(qiáng)度受諸多因素的影響，水灰比是影響砼強(qiáng)度的主要因素，對(duì)于普通砼，隨著水灰比的降低，砼的抗壓強(qiáng)度增大， 高性能砼 中的高效減水劑對(duì)水泥的分散能力強(qiáng)、減水率高，可大幅度降低砼單方用水量。 高性能砼發(fā)展前和應(yīng)用中的問題 在 高性能砼 的應(yīng)用過程中也存在問題，在 高性能砼 的原材料方面，我國水定，離散性大；在骨料方面，粗骨料質(zhì)量低劣，含泥量大，級(jí)配較差，細(xì)骨料細(xì)度模數(shù)不合要求；在外加劑和外摻料的選擇上，尚缺乏充分的適用性的研究。由于高性能混凝土要求強(qiáng)度較高 ,就必須使粗集料具有足夠高的強(qiáng)度 ,一般粗集料強(qiáng)度應(yīng)為砼強(qiáng)度的 115倍～ 210倍或控制壓碎指標(biāo)值＞ 10﹪。粉煤灰是火電廠燃煤鍋爐 排出的煙道灰 ,它能有效提高砼的抗?jié)B性 ,顯著改善砼拌合物的工作性 ,大摻量粉煤灰砼還對(duì)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約資源有重要意義。 礦物摻合料 (1)粉煤灰 ,粉煤灰是燃燒煤粉的鍋爐煙氣中收集到的細(xì)微粉末 ,又稱“飛灰” (Fly Ash),其顆粒多呈球形 ,表面光滑。在選擇減水劑時(shí) ,應(yīng)使之與所用的水泥具有相容性 ,否則 ,容易影響砼的工作性能。⑤可減小砼 溫度開裂的危險(xiǎn) ,同時(shí)由 于加快了火山灰反應(yīng) ,還可提高 28d 強(qiáng)度。使用粉煤灰等礦物摻和料，并不是單純地考慮降低混凝土成本，首先是為了砼耐久性的需要，特別是可以有效改善砼抵抗化學(xué)侵蝕的能力（包括氯化物侵蝕、硫酸鹽侵蝕、堿骨料反應(yīng)等）。目前我國尚無電通量試驗(yàn)的國家標(biāo)準(zhǔn)，鐵路行業(yè)電通量試驗(yàn)方法是以西方快速電量測定方法為基礎(chǔ)制定的，其所測指標(biāo)可以最大程度的區(qū)分和評(píng)價(jià)砼的密實(shí)度，而密實(shí)度正是影響砼耐久性最為關(guān)鍵的因素。 1%。（ 2）新澆砼與鄰接的己硬化砼 或巖土介質(zhì)間澆筑時(shí)的溫差不得大 于 15℃。 高性能砼早期強(qiáng)度增長較快 ,一般 3天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 60%,7天達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 80%,因而 ,砼早期養(yǎng)護(hù)特別重要。再者高性能砼中摻加礦物質(zhì)超細(xì)粉后 ,砼中骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)孔隙能得到明顯的降低 ,而且礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加還能改善水泥石的孔結(jié)構(gòu) , 使其≥ 100μ m的孔含量得到明顯減少 ,礦物質(zhì)超細(xì)粉的摻加也使得砼的早期抗裂性能得到了大大的提高。國內(nèi)已有研究表明 ,對(duì)于外摻加 40%粉煤灰的高性能砼 ,不管是在標(biāo)準(zhǔn) 養(yǎng)護(hù)還是在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下 ,其 360d齡期的徐變度 (單位徐變應(yīng)力的徐變值 )均小于同強(qiáng)度等級(jí)的普通砼 ,高性能砼徐度度僅為普通砼的 50%左右。環(huán)保高性能砼的研究及使用 ,即保護(hù)了環(huán)境 ,又提高了砼的性能。因此 ,研發(fā)綠色高性能砼體現(xiàn)科學(xué)發(fā)展觀 ,是利國利民 ,惠及子孫之事。因此 ,高性能砼本身就可成為環(huán)保砼。建筑物在建造和運(yùn)行的過程中需消耗大量的自然資源和能源 ,并對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。 通過摻入礦物微細(xì)粉和高性能化學(xué)外加劑的技術(shù)途徑來配制高性能砼，既可改善砼的性能，又能降低生產(chǎn)成本，有利于高性能砼的推廣 使用 。 就此論文的完成之際 ,學(xué)生萬分 感謝 各位老師的關(guān)心厚愛與栽培指導(dǎo)。 通過對(duì)高性能砼抗凍性能試驗(yàn)研究可得出以下結(jié)論 ,砼的抗凍性主要與所引入的空氣含量 、 氣泡的質(zhì)量 、 砼強(qiáng)度和水膠比等因素密切相關(guān) ， 高性能砼的含氣量宜為 2%～ 4%， 這樣配制的砼具有 200次以上的抗凍性能 。因此 ,高性能砼的技術(shù)核心是在限制水泥用量以獲得砼高性能的同時(shí) ,堅(jiān)持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。例如日本跨海明石大橋基墩砼 (50萬 m3)要求高耐久性、高抗沖刷性與低升溫 ,而強(qiáng)度只要求 20MPa,使用的就是摻加了復(fù)合外加劑與復(fù)合細(xì)摻 料的 HPC。 環(huán)保 高性能砼的發(fā)展 1997年 3月的“高強(qiáng)與高性能砼”會(huì)議上 ,吳中偉院士首次出“綠色環(huán)保高性能砼”的概念 ,并指出 : 綠色環(huán)保高性能砼 是砼的發(fā)展方向 ,更是砼的未來。砼的評(píng)價(jià)已由高強(qiáng)度轉(zhuǎn)為高性能 ,高性能中耐久性是一個(gè)主要的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) ,砼不是一勞永逸的材料 ,它也是隨時(shí)間 的增長、環(huán)境的影響和使用情況直接影響其使用壽命 ,一些發(fā)達(dá)國家面臨這個(gè)問題 , 我們國家也面臨同樣的問題。 5 環(huán)保 高性能砼 研究和發(fā)展環(huán)保高性能砼的必要性 90年代初西方國家， 首先是美國提出高性能砼 ,得到了世界各國和專家的認(rèn)可 ,法國政府組織包括政府研究機(jī)構(gòu)、高等院校、建筑公司等單位開展了高性能砼的研究。 高工作性能 高性能砼具有良好的流變學(xué)性能 , 高流動(dòng)性 ,不泌水 ,不離析 ,能在正常施工條件下保證砼結(jié)構(gòu)的密實(shí)性和均勻性 ,對(duì)于某些結(jié)構(gòu)的特殊部位 (如梁柱接頭等鋼筋密集處 )還可采用自流密實(shí)成型砼 ,從而保證該部位的密實(shí)性 ,這樣就可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度 ,節(jié)約施工能耗。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于 半個(gè)月 。砼的入模溫度一般宜控制在 5～ 30℃ (3)砼澆筑時(shí)的自由傾落高度不得大于 2m當(dāng)大于 2m時(shí) ,應(yīng)采用滑槽、串筒、漏斗等器具輔助 輸送混凝土 ,保證砼不出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象。攪拌時(shí)間不宜少于 2min,也不宜超過 3min。這正是用電通量指標(biāo)取代抗?jié)B標(biāo)號(hào)作為砼耐久性控制的主要原因。 所含氣量要求 含氣量的要求也是高性能砼與普通砼的重要區(qū)別之一 。當(dāng)粉煤灰摻量較低時(shí) ,只會(huì)對(duì)水泥早期水化熱有影響 ,但對(duì) 7d 齡期的水化熱幾乎沒有影響。②比表面積和活性 SiO2含量是硅粉的重要指標(biāo) ,硅粉比表面積越大、活性 SiO2含量越高 ,硅粉性能越好 ,配制硅粉砼需選擇具有良好性能的硅粉。粉煤灰在砼中的主要作用包括以下幾個(gè)方面 :① 填充骨料顆粒的空隙并包 /kg～20200㎡ /kg,主要化學(xué)成分為二氧化硅 ,其含量在 90%以上。礦渣是高爐煉鐵排出的熔融礦渣在高溫狀態(tài)下迅速水淬冷卻而成的 ,用于高性能混凝土的磨細(xì)礦渣細(xì)度大于水泥 ,能提高砼的工作性和耐久性。另外 ,粗集料還應(yīng)注意集料的粒型、級(jí)配和巖石種類 ,一般 采取連續(xù)級(jí)配 ,其中尤以級(jí)配良好、表面粗糙的石灰?guī)r碎石為最好。同時(shí)，在 高性能砼 的研究方面，現(xiàn)在的研究以實(shí)驗(yàn)室研究為主，但 ~ 4 ~ 是實(shí)驗(yàn)室的情況與實(shí)際情況相差比較大，這些因素都不利于 高性能砼 的推廣和應(yīng)用。 ： 高性能砼 具有較高的體積穩(wěn)定性，即砼在硬化早期應(yīng)具有較低的水化熱，硬化后期具有較小的收縮變形。雖然在不同的國家，不同的學(xué)者或工程技術(shù)人員，對(duì) HPC的理解有所不同。目前，高性能砼的發(fā)展有以下幾個(gè)方向： (1)環(huán)保高性能砼 砼是當(dāng)代最大的人造材料之 一，對(duì)資源、能源的消耗和對(duì)環(huán)境的破壞十分巨大，與可持續(xù)發(fā)展的要求不相符合。另一方面，由于砼過早劣化，如何處置費(fèi)舊工程拆除后的砼垃圾也給環(huán)境帶來威脅。處在惡劣環(huán)境下既有建筑不斷劣化、退化導(dǎo)致過早失效、退役甚至出現(xiàn)惡性事故造成巨大損失的嚴(yán)重后果 。 高工作性能 ..........................................................................................