【導讀】在眾多的土木工程建設中，混凝土的應用面之廣，使用次數(shù)之多是很少見的。尤其中近年來，一種較新的混凝土技術正在快速發(fā)展并且運用到許多實際工程項目中，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。隨著我國建筑向高層化、大型化、現(xiàn)代化的發(fā)展，HPC必將成為新世紀。的重要建筑工程材料。

　　

【正文】 環(huán)保的要求越迫切。國外有位學者寫一篇綜述 ,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)應改名為水硬性膠凝材料工業(yè) ,而且應是一種綠色工業(yè)。水泥和混凝土堪稱為世界上耗用量最大的材料 ,在我國尤其如此。我國人多地少 ,資源缺乏 ,同時也是世界上能源消耗的大國 ,以水泥和混凝土為例 ,我國水泥的年產(chǎn)量大約 9億噸 ,占世界水泥產(chǎn)量的三分之一 ,混凝土產(chǎn)量約 12億 m3,世界混凝土年產(chǎn)量大約 30億 m3,混凝土的大量使用 ,需要大量水泥 ,水泥的生產(chǎn)又極大地影響了環(huán)境 ,直接影響子孫后代的生活 ,所以綠色高性能的發(fā)展是事在必行。綠色 高性能混凝土的研究及使用 ,即保護了環(huán)境 ,又提高了混凝土的性能。以粉煤灰為例 ,現(xiàn)已研發(fā)與使用的綠色高性能混凝土 ,絕大部分把粉煤灰作主要摻料 ,粉煤灰是工業(yè)廢料 ,如不很好利用 ,會對環(huán)境造成二次污染 ,在綠色高性能混凝土中采用粉煤灰 ,即解決了二次污染 ,又降低了混凝土的成本 ,同時提高了混凝土 的性能 ,主要表現(xiàn)在提高了混凝土的耐久性和工作性。混凝土的評價已由高強度轉(zhuǎn)為高性能 ,高性能中耐久性是一個主要的評定標準 ,混凝土不是一勞永逸的材料 ,它也是隨時間的增長、環(huán)境的影響和使用情況直接影響其使用壽命 ,一些發(fā)達國家面臨這個問題 , 我們國家也面臨同樣的問題。 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。我國是發(fā)展中國家 ,在工程建設中基本沒有維修費用 ,工程費 用主要在新建工程 ,建國以來 ,五、六十年代的工程量大 ,經(jīng)過幾十年的使用 ,可以說需維修的工程量肯定也是巨大的 ,費用是驚人的 ,因此 ,站在歷史的角度 ,站在發(fā)展的角度 ,研究混凝土高性能的意義巨大。 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年建設部發(fā)布了《關于進一步做好建筑業(yè) 10項新技術推廣應用的通知》 (建質(zhì)〔 2021〕 )26號 )文件中第 2項既是“高性能混凝土技術”。建設部部長汪光熹在第 2屆國際智能綠色節(jié)能大會上 表示 :中國將大力開展科技創(chuàng)新以支援和促進行業(yè)發(fā)展 ,將對既有建筑節(jié)能改造成套技術 ,低能耗大型公關建筑技術等加快技術公關 ,推動以節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材和環(huán)保為核心的建筑技術發(fā)展 ,逐步提高綠色建筑比重。因此 ,研發(fā)綠色高性能混凝土體現(xiàn)科學發(fā)展觀 ,是利國利民 ,惠及子孫之事。上述這些都為綠色高性能混凝土的研究與應用打下了良好的基礎。 綠色高性能混凝土的發(fā)展 1997年 3月的“高強與高性能混凝土”會議上 ,吳中偉院士首次出“綠色高性能混凝土(GHPC) ”的概念 ,并指出 : GHPC是混凝土的發(fā)展方向 ,更是混凝土的 未來。提高混凝土的綠色度 ,可以節(jié)約更多的資源與能源 ,將對環(huán)境的破壞減到最小。人類已經(jīng)進入 21世紀 ,混 ~ 10 ~ 凝土應該更多地摻加工業(yè)廢渣摻和料 ,更多地節(jié)約水泥 ,有更高的強度和耐久性。高性能混凝土 (HPC)具有下列特征 :(1)更多地節(jié)約熟料水泥 ,降低能耗與環(huán)境污染 。(2)更多地摻加工業(yè)廢料為主的細摻料 。(3)更大地發(fā)揮混凝土的高性能優(yōu)勢 ,減少水泥與混凝土的用量。因此 ,高性能混凝土本身就可成為綠色混凝土。事實上 ,許多工程如大體積水工建筑、基礎等對強度要求不高 ,但對耐久性、工作性、體積穩(wěn)定性、低水化熱等有很高要求 ,都應采用HPC。例如日本跨海明石大橋基墩混凝土 (50萬 m3)要求高耐久性、高抗沖刷性與低升溫 ,而強度只要求 20MPa,使用的就是摻加了復合外加劑與復合細摻料的 HPC。由此可見 ,高性能混凝土并不一定強調(diào)高強 ,我國目前也己完成了普通混凝土的高性能化的研究和應用。因此 ,傳統(tǒng)的 GHPC的應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。納米混凝土、再生混凝土、免振搗自密實高性能混凝土等都是 綠色高性能混凝土。綠色高性能混凝土已被廣泛應用于市政工程、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。 6 高 性能混凝土的發(fā)展前景 隨著 HPC的開發(fā)和應用 , 建筑對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響正引起社會的關注。建筑物在建造和運行的過程中需消耗大量的自然資源和能源 ,并對環(huán)境產(chǎn)生不同程度的影響。有專家指出 , 作為建筑工業(yè)主要原料的水泥 ,實際上是一種不可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。因此 ,高 性能混凝土的技術核心是在限制水泥用量以獲得混凝土高性能的同時 ,堅持其可持續(xù)性的發(fā)展原則。 21世紀前后 , 吳中偉等提出了綠色混凝土的概念 ,在高性能混凝土的基礎上增加了三個含義 :1)節(jié)約資源、能源 。2)不破壞環(huán)境 ,更有利于環(huán)境 。3)可持續(xù)發(fā)展 , 既要滿足當代人的需求 ,又不危害后代人滿足其需要的能力。大力開展綠色高性能混凝土的研究和應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。 ~ 11 ~ 結(jié) 論 探討了高性能混凝土配合比設計的基本要 求和技術途徑，主要從原材料的選擇 、 配合比參數(shù)的合理確定等方面進行了闡述 。 通過摻入礦物微細粉和高性能化學外加劑的技術途徑來配制高性能混凝土，既可改善混凝土的性能，又能降低生產(chǎn)成本，有利于高性能混凝土的推廣應用 。 文中提出的設計方法具有準確 、 簡捷 、 適用范圍廣及程序化的特點，采用此方法配制的混凝土具有良好的工作性 、 力學性及耐久性 。 通過對高性能混凝土抗凍性能試驗研究可得出以下結(jié)論 ,混凝土的抗凍性主要與所引入的空氣含量 、 氣泡的質(zhì)量 、 混凝土強度和水膠比等因素密切相關 ， 高性能混凝土的含氣量宜為 2%～ 4%， 這樣配制的混凝土具 有 200次以上的抗凍性能 。 高性能混凝土的抗凍性能與外加劑密切相關 ， 外加劑的摻量存在一個最優(yōu)值 ， 本試驗中最優(yōu)摻量在 %～ %之間 。 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 。 隨著我國建筑基礎建設的不斷增強， HPC必將成為新世紀的重要建筑工程材料 。 基于上述特點 ,高性能混凝土成為我國近期混凝土技術的主要發(fā)展方向。 ~ 12 ~ 參考文獻 [1] 吳中偉 .高性能混凝土 [M].北京 :中國 鐵道 出版社 ,1999. [2] 吳中偉 ,廉慧珍 .高性能混凝土 [M].北京 :中國鐵道出版社 ， 1999. [3] 丁大鈞 .高性能混凝土及其在工程中的應用 [M].北京 :機械工業(yè) 出版社 ,2021. [4] 俞瑞堂 ． 高性能混凝土的發(fā)展與展望 [M]． 水利水電工程設計， 1997. [5] 陳肇元 .等 .混凝土結(jié)構(gòu)耐 久性設計與施工指南 [M].北京 :中國建筑工業(yè)出版社 ， 2021. [6] 卞春麗 ,梁曉平 .高性能混凝土技術特點及應用 [J].山西建筑 2021 ,33 (2) :1822183. [7] 陳家輝 .高性能混凝土應用現(xiàn)狀及其前景 [J]廣東土木與建筑 , 2021,(05).