【文章內(nèi)容簡介】 同于普通混凝土的獨特機(jī)理。在各國學(xué)者共同努力下，高性能混凝土的研究和應(yīng)用正向逐步成熟進(jìn)而向更高目標(biāo)邁進(jìn)。目前已出現(xiàn)了超高性能混凝土(Ultra High Performance Concrete，簡稱UHPC)，較成功的有活性細(xì)粒混凝土(Reactive Powder Concrete，縮寫成RPC)等，使高性能混凝土向著更加耐久、高斷裂能的方向發(fā)展。我國學(xué)者吳中偉院士提出高性能混凝土應(yīng)充分發(fā)揮其環(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢，使高性能混凝土最終向“綠色高性能混凝土(Green High Performance Concrete，簡稱為GHPC)”方向發(fā)展[10]。二、高性能混凝土耐久性研究現(xiàn)狀2．1 普通混凝土耐久性試驗方法的局限性　　普通混凝土耐久性已經(jīng)有了沿用已久的試驗方法，例如用抗水滲透性試驗來評價混凝土抵抗外部介質(zhì)侵入的能力，用抗凍融性試驗(也簡稱抗凍性)和抗干濕循環(huán)性試驗來評價混凝土抵抗物理作用劣化的能力，用抗碳化性試驗來評價混凝土抵抗鋼筋銹蝕的能力。但是，普通混凝土的這些耐久性試驗方法均是單因素試驗，即每種試驗方法均是在單一破壞作用為主的情況下進(jìn)行耐久性評價，這與混凝土工程實際所處環(huán)境條件差異太大，混凝土工程實際使用過程中總是處于多種破壞因素共同作用的狀態(tài)(如凍融、干濕、離子滲透等作用共同存在)；而且，普通混凝土耐久性試驗方法往往不能有效地測試出高性能混凝土的耐久性，例如，有很高水密性的高性能混凝土，用GBJ82—85《普通混凝土長期性能及耐久性試驗方法》中的方法檢測時，即使在很高水壓下(有時甚至超出了混凝土滲透儀的有效量測范圍)滲水高度也很小甚至測不出，但某些有害離子卻能在該混凝土中擴(kuò)散；其次，普通混凝土耐久性試驗中對混凝土耐久性的評價指標(biāo)用于高性能混凝土耐久性評價往往不敏感，例如高性能混凝土在水中凍融300次后其抗壓強(qiáng)度損失率仍很小(本論文的研究中該損失率值最低的只有約4%)，重量損失率常常為負(fù)值(即重量未損失反而增加)，而普通混凝土在水中凍融50次后其抗壓強(qiáng)度損失和重量損失即明顯表現(xiàn)出來。由此看來，必須設(shè)計更加合理有效的試驗方法及評價指標(biāo)來評價高性能混凝土的耐久性。 高性能混凝土耐久性研究方法綜述　　顯然，傳統(tǒng)的普通混凝土耐久性試驗方法不適用于高性能混凝土耐久性評價，但到目前為止，關(guān)于高性能混凝土耐久性研究和評價方法的報道很少，對其抗凍性、抗?jié)B性等耐久性的檢驗和評價，基本上仍沿用對普通混凝土耐久性的試驗和檢測方法，這對高性能混凝土的研究及應(yīng)用十分不利。國內(nèi)外一些學(xué)者從不同角度對高性能混凝土滲透性及抗凍性作了一定研究，在此僅列舉部分范例。 混凝土滲透性試驗方法 混凝土的耐久性與其滲透性有著密切的關(guān)系，所以世界各國學(xué)者都對混凝土滲透性試驗方法進(jìn)行了專門研究[20～43]，有些已經(jīng)成為混凝土滲透性檢驗的標(biāo)準(zhǔn)方法。這些方法大致可歸納為如下幾類：透水法、透氣法、表面吸水法、Cl滲透法、通電測量法等。其中透水法、透氣法及表面吸水法只能用于低抗?jié)B性混凝土，而對于抗?jié)B性很高的高性能混凝土則無能為力；Cl滲透法及通電測量法則可以用來測試高抗?jié)B混凝土，國內(nèi)外許多學(xué)者已用這些方法對高性能混凝土滲透性評價作了一些嘗試性研究。. Hansen等采用直流電量法(即AASHTO T277法)并同時測量混凝土交流阻抗的方法研究了高性能混凝土滲透性[25]。章春梅等采用電導(dǎo)法測定了高性能混凝土的抗?jié)B性[30]。 C1202法，對摻與不摻硅灰的不同流動性的高強(qiáng)混凝土滲透性進(jìn)行了研究[31]。 T277法對高強(qiáng)輕質(zhì)混凝土的滲透性進(jìn)行了研究[32]。文獻(xiàn)[12]介紹了一種可用于高抗?jié)B性混凝土滲透性測試的試驗方法。該方法采用有機(jī)溶劑作為滲透液(如鹵代鏈烴族的二氯甲烷或鏈烴族的n庚烷，其中采用二氯甲烷效果較好)，試件養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，將其浸泡于有機(jī)溶劑中，72h后測定試件單位面積滲透有機(jī)溶劑的體積數(shù)(l/m2)，以此確定混凝土的滲透性。趙鐵軍在其博士論文中[20]研究了用于高性能混凝土滲透性評定的試驗方法。該方法系對ASTM C1202方法進(jìn)行一系列改進(jìn)，克服了ASTM C1202方法中采用直流電測量的許多缺點。該方法采用電壓為1V、頻率為1KHz的交流電，被測混凝土試件兩端都為3%的NaCl溶液，測量時間較短。將該方法與ASTM C1202方法比較，發(fā)現(xiàn)二者測試結(jié)果有很好的相關(guān)性。該方法最終是以經(jīng)修正的混凝土電阻R反映混凝土的滲透性，并參照ASTM C1202對混凝土滲透性評定標(biāo)準(zhǔn)，用該方法將混凝土滲透性分為5級，見表1。表1 用交流電測量混凝土滲透性的評定標(biāo)準(zhǔn)[20]電 阻（Ω）滲 透 性＜350650～3501150～6503700～1150＞3700高中低很低可忽略參照ACI高性能混凝土委員會用ASTM C1202和AASHTO T277將高性能混凝土滲透性分級的評定標(biāo)準(zhǔn)，趙鐵軍用交流電測量法也提出了對高性能混凝土滲透性的評定標(biāo)準(zhǔn)，見表2。即認(rèn)為若用交流電測量混凝土滲透性，當(dāng)修正后的混凝土電阻大于450Ω時，就滲透性方面講該混凝土可稱為高性能混凝土，修正后混凝土的電阻值越大則高性能混凝土滲透性越低，相應(yīng)抗?jié)B性等級越高。表2 用交流電測量高性能混凝土滲透性的評定標(biāo)準(zhǔn)[20]直流電的ASTM C1202和AASHTO T277電量（C）交流電方法電阻（Ω）HPC滲透性等級3000～20002000～800800～300≤300450～650650～13501350～2500≥25001234混凝土抗凍融性試驗方法 普通混凝土抗凍性試驗分為慢凍法和快凍法兩種，均是在水中進(jìn)行。這兩種方法是目前國際上同時存在的兩種檢測混凝土抗凍性的方法。美、日、加拿大等國采用快凍法，俄羅斯及東歐國家仍采用慢凍法，這兩種方法均列入了這些國家的正式標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程。我國在五六十年代均采用慢凍法，六十年代中后期水工、港工部門相繼開展了快凍法的試驗研究，港工部門直接采用了快凍法，并列入了部頒混凝土試驗規(guī)程(JTJ225—87)；水工部門在1982年部頒的水工混凝土試驗規(guī)程正式列入了快凍法。目前我國同時存在快凍法和慢凍法兩種試驗方法，并均以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程的形式存在。對于高強(qiáng)混凝土或高性能混凝土，其抗凍性能方面的研究報道尚不多見。已有的報道也多是采用水中快凍法進(jìn)行抗凍性試驗[44～52]，如中國水利水電科學(xué)研究院曹建國等人對高強(qiáng)混凝土抗凍性進(jìn)行的研究[51]。 有關(guān)高性能混凝土耐久性其他方面的研究 除抗?jié)B性、抗凍性研究之外，國內(nèi)外學(xué)者對高性能混凝土的其他耐久性也作了一定研究。如中國建材研究院李建勇等對高性能混凝土徐變和干縮進(jìn)行了研究[53]； [54]；；[12]； [2]。各國學(xué)者研究高性能混凝土耐久性的同時，對高性能混凝土耐久性有關(guān)機(jī)理進(jìn)行了一定探討，、微裂縫與其耐久性的關(guān)系；[2]。一個不透水，但存在非連續(xù)微裂縫且多孔的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 環(huán)境作用 （第一階段）（無可見損傷）1．侵蝕作用 （冷熱循環(huán)、干濕循環(huán)） 2．荷載作用 （循環(huán)荷載、沖擊荷載） 由于微裂縫和孔隙連通起來，不透水性逐漸喪失 環(huán)境作用 （第二階段）（損傷的開始與擴(kuò)展） 水的滲入 OCO2滲入 酸性離子（Cl、SO42）滲入因為以下原因使孔隙內(nèi)靜水壓力增大，導(dǎo)致混凝土膨脹：鋼筋銹蝕、堿骨料反應(yīng)、水結(jié)冰、硫酸鹽侵蝕；混凝土強(qiáng)度與剛度降低 ↓開裂、剝落與整體性喪失 圖1 混凝土受外界環(huán)境作用而劣化的整體模型[2]綜上所述可見，各國學(xué)者對高性能混凝土耐久性進(jìn)行了不同程度的關(guān)注。然而至今為止，在大多數(shù)已發(fā)表的研究成果中，各種耐久性破壞因素都是單獨考慮的。而事實上，混凝土尤其是高性能混凝土所處的使用環(huán)境是多種破壞因素共存的復(fù)雜環(huán)境，高性能混凝土不可能只受單一因素作用。幾種因素共存所產(chǎn)生的綜合作用，是各因素作用的簡單疊加呢，還是產(chǎn)生超疊加效應(yīng)(即“1+1＞2”的效應(yīng))呢？1991年吳中偉院士提出了“混凝土耐久性