【正文】 一致的。而且，節(jié)約水泥，減少環(huán)境污染，成為綠色高性能混凝土的代表性材料。耐久和高強都意味著節(jié)約資源。這就要求混凝土不斷提高以耐久性為重點的各項性能 , 多使用天然材料及工業(yè)廢渣保護環(huán)境 , 走可持續(xù)發(fā)展的道路 , 高性能混凝土 就是在這種背景下出現(xiàn)并逐步完善與發(fā)展的。據(jù)統(tǒng)計，當今我國每年混凝土用量約 109m3，并且隨著我國近年來工業(yè)化、城市化進程的加快，其用量將繼續(xù)快速增長。 高性能混凝土 (High Performance Concrete， HPC) 由于具有高耐久性、高工作性、高強度和高體積穩(wěn)定性等許多優(yōu)良特性，被認為是目前全世界性能最為全面的混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特別是在橋梁、高層建筑、海港建筑等工程。 本文主要介紹 了高性能混凝土發(fā)展的歷史背景及目前國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀，闡明了高性能混凝土的特性，列舉了高性能混凝土在國內(nèi)外研究應(yīng)用中的重要成果，并對其發(fā)展趨勢作出展望 。人類進入 21 世紀，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，一種又一種新型混凝土涌現(xiàn)出來。 混凝土作為用量最大的人造材料，不能不考慮它的使用對生態(tài)環(huán)境的影響?！案咝阅芑炷痢闭窃谶@種背景下產(chǎn)生的。 (2)超高性能混凝土 超高性能混凝土，如活性粉末混凝土（ Reactive Powder concrete,RPC） ,其特點是高強度，抗壓強度高達 300MPa，且具有高密實性，已在軍事、核電站等特殊工程中成功應(yīng)用。 高性能混凝土 的性能 與普通混凝土相比， 高性能混凝土 具有如下獨特的性能： 。 。 高性能混凝土發(fā)展和應(yīng)用中所面臨的 問題 在 高性能混凝土 的應(yīng)用過程中也存在一些問題，在 高性能混凝土 的原材料方面，我國水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，離散性大；在骨料方面，粗骨料質(zhì)量低劣，含泥量大，級配較差，細骨 ~ 4 ~ 料細度模數(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。 高性能混凝土必須選用強度高、吸水率低、級配良好的粗集料。更重要的是 ,加入活性細摻合料改善了混凝土中水泥石與骨料的界面結(jié)構(gòu) ,使混凝土的強度、抗?jié)B性與耐久性均得到提高。 由于高性能混凝土具有較高的強度 ,且一般混凝土拌合物的坍落度較大 (15～ 20 ㎝ 左右 ),在低水膠比 (一般＜ )一般的情況下 ,要使混凝土具有較大的坍落度 ,就必須使用高效減水劑 ,且其減水率宜在 20﹪ 以上。②對水泥顆粒起物理分散作用 ,使其分布得更均勻 。在混凝土中摻加少量硅粉或以硅粉取代部分水泥 ,結(jié)合應(yīng)用減水劑 ,可使混凝土各方面的物理力學(xué)性能都得到顯著提高 ,硅粉的適宜摻量為水泥用量的 5﹪～10﹪ 。③硅粉混凝土的干縮一般比 ~ 6 ~ 普通混凝土大 ,配制高性能混凝土?xí)r應(yīng)采取補償收縮的措施 ,如摻加粉煤灰等。 含氣量的要求也是客運專線高性能混凝土與普通混凝土的重要區(qū)別之一。這正是用電通量指標取代抗?jié)B標號作為混凝土耐久性控制的主要原因。應(yīng)采用臥軸式、行星式或逆流式強制攪拌機攪 拌混凝土 ,采用電子計量系統(tǒng)計量原材料。 (1)混凝土入模前 ,應(yīng)采用專用設(shè)備測定混凝土的溫度、坍落度、含氣量、水膠比及泌水率等工作性 能；只有拌合物性能符合設(shè)計或配合比要求的混凝土方可入模澆筑。每點的振搗時間以表面泛漿或不冒大氣泡為準 ,一般不宜超過 30s,避免過振。硬化混凝土：標準養(yǎng)護試件抗壓強度、同條件養(yǎng)護試件抗壓強度、抗?jié)B性、電通量等。高性能混凝土的高韌性要求其具有能較好地抵抗地震荷載、疲勞荷載及沖擊荷載的能力 ,混凝土的韌性可通過在混凝土摻加引氣劑或采用高性能纖維混凝土等措施得到提高。 1994年 ,美國聯(lián)邦政府 16個機構(gòu)聯(lián)合提出了一個在基礎(chǔ)設(shè)施 ~ 9 ~ 施工中應(yīng)用高性能混凝土的決議 ,并決定在 10年投資 2億美元進行研究。 1991年美國在提交國會《國家公路與橋梁現(xiàn)狀》的報告中指出 ,為了修理或更換現(xiàn)已存在缺陷的橋梁 ,需投資 91 億美元如拖延維護進程 ,費用將增至 1310億美元 ,美國每年用于混凝土維修的費用大約 300億美元。人類已經(jīng)進入 21世紀 , ~ 10 ~ 混凝土應(yīng)該更多地摻加工業(yè)廢渣摻和料 ,更多地節(jié)約水泥 ,有更高的強度和耐久性。因此 ,傳統(tǒng)的 GHPC的應(yīng)用范圍可以進一步擴大 ,可以將歐美對 HPC強度的低限 50MPa降低到 C30左右 ,原則是只要不損害混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如孔結(jié)構(gòu)、水化物結(jié)構(gòu)與界面結(jié)構(gòu)等 ,保 證混凝土具有良好的耐久性與體積穩(wěn)定性。2)不破壞環(huán)境 ,更有利于環(huán)境 。 如今我國 HPC發(fā)展形勢一片良好，但是要使 HPC 在建筑工程中推廣使用還需一個認識和實踐的過程 。 基于上述特點 ,高性能混凝土成為我國近期混凝土技術(shù)的主要發(fā)展方向。大力開展綠色高性能混凝土的研究和應(yīng)用高性能混凝土具有普通混凝土無法比擬的優(yōu)良性能 ,對混凝土的發(fā)展將起重要作用 , 并為HPC的發(fā)展指明了非常明確的方向。綠色高性能混凝土已被廣泛應(yīng)用于市政工程、民用建筑和工業(yè)建筑 ,與普通混凝土相比 ,高性能混凝土具有更好的施工性能和耐久性 ,同時可以更多地利用工業(yè)廢渣及其它廢棄物 ,有良好的經(jīng)濟指標和環(huán)保意義 ,因此 ,綠色高性能混凝土是混凝土的發(fā)展方向。(2)更多地摻加工業(yè)廢料為主的細摻料 。 綠色高性能混凝土的可行性 綠色高性能混凝土是混凝土發(fā)展的方向 ,是我國國情的需要 ,是建筑工程發(fā)展的需要 ,是為了子孫后代造福的需要 , 2021年建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于進一步做好建筑業(yè) 10項新技術(shù)推廣應(yīng)用的通知》 (建質(zhì)〔 2021〕 )26號 )文件中第 2項既是“高性能混凝土技術(shù)”。國外有位學(xué)者寫一篇綜述 ,題為“昨天和今天的水泥 ,明天的混凝土” ,文中指出 21世紀水泥工業(yè)應(yīng)改名為水硬性膠凝材料工業(yè) ,而且應(yīng)是一種綠色工業(yè)。雖然高性能混凝土的水灰比比較低 , 但是如果將新型高效減水劑和增粘劑一起使用 , 盡可能地降低單方用水量 , 防止離析 ,澆筑振實后立即用濕布或濕草簾加以覆蓋養(yǎng)護 , 避免太陽光照射和風(fēng)吹 , 防止混凝土的水分蒸發(fā) , 這樣高性能混凝土早期開裂就會得到有效的抑制。抗?jié)B性又與混凝土中的水泥石密實度和界面結(jié)構(gòu)有關(guān)。 。（ 3）混凝土的澆筑應(yīng)采用分層連續(xù)推移的方式進行 ,間隙時間不得超過 90min,不得隨意留置施工縫。炎熱季節(jié)或寒冷季節(jié)攪拌混凝 土?xí)r ,必須采取有效措施控制原材料溫度 ,以保證混凝土的入模溫度滿足規(guī)定。 高性能混凝土的施工控制 。實際上，混凝土中適量的引氣，不僅能改善抗凍性，同時可顯著減輕混凝土的泌水性，使水在拌合物中的懸浮狀態(tài)更加穩(wěn)定，從而提高混凝土材料的均勻性和穩(wěn)定性。由于客專隧道的襯砌和仰拱設(shè)計強度等級為 C30或 C35，一般來說，為滿足電通量要求和水膠比限值要求，混凝土的強度一般都是超強的。②提高了混凝土的強度 ,增大了彈性模量和混凝土的干縮 。④粉 煤灰延緩了水化速度 ,減小混凝土因水化熱引起的溫升 ,對防止混凝土產(chǎn)生溫度裂縫十分有利 。此外 ,由于高性能混凝土水膠比低 ,水泥顆粒間距小 ,能進人溶液的離子數(shù)量也少 ,因此減水劑對水泥的適應(yīng)性表現(xiàn)更為敏感。在高性能混凝土中常用的活性細摻合料有硅粉 (SF)、磨細礦渣粉 (BFS)、粉煤灰 (FA)、天然沸石粉 (NZ)等。由于高 性能混凝土要求強度較高 ,就必須使粗集料具有足夠高的強度 ,一般粗集料強度應(yīng)為混凝土強度的 115倍～ 210倍或控制壓碎指標值 ＞ 10﹪。同時，在 高性能混凝土 的研究方面，現(xiàn)在的研究以實驗室研究為主，但是實驗室的情況與實際工況相差較大，這不利于今后 高性能混凝土 的推廣應(yīng)用。 。 。隨著損傷自 診斷混凝土、溫度自調(diào)節(jié)混凝土、仿生自愈合混凝土等一系列機敏混凝土的出現(xiàn)，為智能混凝土的研究、發(fā)展和智能混凝土結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。從20 世紀 80 年代開始，各國混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中逐漸突出了耐久設(shè)計的考慮，從只重視強度設(shè)計向強度與耐久性并重。每用 1t 水泥，大概需要 以上的潔凈水， 2t 砂、 3t 以上的石子；每生產(chǎn) 1t 硅酸鹽水泥約需 石灰石和大量燃煤與電能，并排放 1tCO2，而大氣中 CO2濃度增加是造成地球溫室效應(yīng)的原因之一。 高性能混凝 土 (High