高性能混凝土研究毕业论文(4)

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HPC想要具有很高的韧性，就需要其具备能够很好的阻挡地震荷载、冲击荷载和疲劳荷载的能力；而在混凝土的韧性上，可以利用在混凝土中掺加引气剂或者是利用高性能纤维混凝土等措施来提高混凝土的韧性。同时，HPC也存在不足，就是HPC的水灰比稍微低，但是，我们也有解决的方法，就是将增粘剂和新型高效减水剂放在一起使用，尽量减少单方使用量，预防离析现象的出现，在浇筑以后使用湿草帘或者是湿布覆盖养护，防止太阳光的直射或者是风吹，避免混凝土的水分蒸发，这样就能够很有效的抑制HPC的早期开裂。

据统计，国内已有研究显示表明,如果在HPC中掺加百分之四十的粉煤灰，那么无论是在标准的养护下或者是在蒸压养护的情况下，其三百六十天龄期的徐变度都比同强度等级的普通混凝土的徐变度小，且HPC徐变度只为普通混凝土的一半左右。HPC所具有的长期力学稳定性要求其在长期的荷载作用和恶劣环境侵蚀下抗压强度、抗拉强度及弹性模量等力学性能保持稳定。

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第六章 绿色HPC

6.1 开发绿色HPC的必要性

美国人在1990年第一次提出了高性能混凝土（High Performance Concrete，

HPC），在这个概念提出来之后就得到了世界各国以及专业人士的认可，于是像法国政府研究机构、建筑公司、高等院校等法国政府组织就展开了有关HPC的研发。

到了1994处，美国联邦政府等十六个机构一起提出了一个决议，就是将高性能混凝土应用到基础设施施工当中。而且决定在十年之内投资二亿美元进行研究。 到了1996年，法国教育和研究部以及公共工程部又开展组织了一个新的国家研究项目---- 高性能混凝土2000，这个研究项目一共研究了四年，有关研究经费投入了六百多万美元。

随着国家的发展和进步以及对环境的影响，人们越来越关注环保问题，所以绿色环保更成为了关注的焦点。曾经有位学士写过一篇有关题为“昨天和今天的水泥,明天的混凝土”的一篇综述，在这篇文章中他提出了有关“二十一世纪水泥工业应改名为水硬性胶凝材料工业,而且应是一种绿色工业”的想法。混凝土和水泥可以称的上是世界上耗用量最多的材料了，在我们国家可以说是更是这样。我国地稀人多，资源匮乏，更是世界上资源耗损的大国；就拿混凝土和水泥为例，

我国水泥的年产量大约九亿吨,占世界水泥产量的三分之一；混凝土年产量约十二亿立方米,世界混凝土年产量大约三十亿立方米,混凝土的大量使用,也需要大量的水泥,但是生产水泥的过程中又极大地影响了环境,给子孙后代的生活带来了很大的影响，因此绿色高性能的发展是必然的。绿色高性能混凝土的研究及使用,即保护了环境,又提高了混凝土的特性。拿粉煤灰为例,现已研发与使用

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的绿色HPC，绝大部分拿粉煤灰作主要掺料，粉煤灰是工业废料,如果利用不好，就会对环境造成二次的污染，而在绿色高性能混凝土中使用粉煤灰，即解决了二次污染的问题，又提高了混凝土的性能，主要是提高了混凝土的工作性以及耐久性，更减少了混凝土的成本。

人们对混凝土的评价已由高强度转变成为了高性能，而高性能的一个最主要的评定标准--- 耐久性，而混凝土并不是一劳永逸的材料，他的使用寿命也会随着时间的增长、环境的影响和使用的情况而受到影响。很多发达国家都面临着这个问题，我们国家也同样面临着这样的问题。

一九九一年在提交国会美国在《国家公路与桥梁现状》的报告中提出,为了更新亦或是修理已经有不足存在的桥梁,那就需要投资将近九十一亿美元在拖延维护进程上，就美国一个国家每年花费在混凝土维修的费用就大约三百亿美元，所以投资的费用将会增至到一三一十亿美元。

而我国是发展中国家,在工程建设中维修费用基本上没有,而工程费用主要花费在新建工程上,自从建国以来,五、六十年代的工程量比较大,使用了几十年以后，必然需要维修的工程量是非常巨大的，那毋庸置疑需要花费的费用更是巨大的。由此来看，站在历史的角度，站在发展的角度，对绿色混凝土高性能的研究意义是巨大的。

6.2 有关绿色HPC的可行性

由上我们已经了解到绿色HPC是混凝土发展的必然趋势，是建筑工程发展的需要，同时也是我国国情的需要，是为子孙后代造福的需要。于是，二零零五年

建设部以部了一个有关《关于进一步做好建筑业10项新技术推广应用的通知》(建质〔2005〕)26号)文件中第2项即是“高性能混凝土技术”。在第2届国际智能绿色节能大会上建设部部长汪光熹提出：中国将大力开展科技创新以支援和促进行业发展,将对既有建筑节能改造成套技术,低能耗大型公关建筑技术等加快技术公关,推动以节能、节地、节水、节材和环保为核心的建筑技术发展,逐步提高绿色建筑比重。因此,研发绿色HPC体现了科学发展观,是利国利民,惠及子孙之事。上述这些都为绿色HPC的研究及应用打下了优良的基础。

6.3 关于绿色HPC的发展

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吴中伟院士在一九九年三月的有关“高强与高性能混凝土”会议上首次提出了“绿色高性能混凝土(GHPC) ”的概念，同时指出了：GHPC是混凝土的发展方向,更是混凝土的未来。因为将重点放在提高混凝土的绿色度上，能够节约更多的材料与能源，并且做到将对环境的破坏降到最低。

人类已经进步了21世纪，我们应该更多地掺加工业废渣掺和料掺到混凝土当中， 能够更多地节约水泥，以使混凝土有更高的耐久性及强度。

高性能混凝土(HPC)所应具有的特性:(1)更多地节约熟料水泥,降低能量消耗及环境的污染;(2)更多地掺加工业废料为主的细掺料;(3)更大地发挥混凝土的高性能优势,减少混凝土及水泥的用量。所此，这样来看，HPC本身就能够成为绿色混凝土。

实际上，有一些如大体积水工建筑、基础等工程对强度的要求并不高，但是它们对工作性、体积稳定性、低水化热、耐久性等方面要求却很高，在这些方面都应该采用高性能混凝土。譬喻日本的跨海明石大桥基墩混凝土（五十万立方米）就在高抗冲刷性和低升温以及高耐久性上要求很高，而在强度方面上的要求并不高，只要求二十MPa，它所使用的就是掺另了复合细掺料和复合外加剂的高性能混凝土。比这方面我们能够看出，HPC并不都是一定要强调高强，而且目前我国基本上已经完成了普通混凝土的高性能化的研究及应用。所以，我们可以进一步扩大传统的GHPC的应用范围，可以将欧美在HPC强度上的要求的最低限度由50MPA降低到C30左右，只要是我们保证在不损害混凝土的内部结构（如孔结构、水化物结构与界面结构等）的基本原则上，同时确保混凝土具有优良的体积稳定性和

耐久性。免振捣自密实高性能混凝土、纳米混凝土、再生混凝土等都属于GHPC。 现今，GHPC已被广泛应用于民用建筑、工业建筑和市政工程，和普通混凝土相比,HPC比普通混凝土具有更好的耐久性及施工性能,与此同时，还可以更多地利用工业废渣和其它废弃物，使其具有良好的经济指标和环保意义，因此,绿色高性能混凝土是混凝土的发展方向。

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第七章 HPC的展望

实事上，最近一二十年才提出了HPC这个概念，因为它的出现，把混凝土技术由经验技术转变为了高科技的技术，同时这也代表着现今混凝土发展的总的趋势，其特点集中表现为具有大流动性、高强度、高耐久性、低水化热、高体积稳定性等多方面的优良性能。从强度而言,抗压强度大于C60的混凝土即属于高强混凝土；提高混凝土强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土,能够减轻自重,减小截面尺寸,所以能够获得很大的经济效益,而且HPC也具有优良的耐久性。

提高混凝土强度能够采用的主要措施有: (1) 合理采用高效减水剂,能够降低水灰比,有效的提高混凝土的强度。除此之外,在高层建筑的高强混凝土柱中,也可采用X形配筋、劲性钢筋或者是钢管混凝土等结构方面的方法来改善高强混凝土柱的抗震性能及延性。(2) 增加水泥中高强矿物成分及早强的量,龙其是采用以氯铝酸为主要成分的水泥, 4d的抗压强度能够达到20MPa以上，早强、快硬的效果更是显著。(3) 提高水泥的细度。(4) 以矿渣、碱组分和骨料制备碱矿渣为主要成分的HPC。使用优质掺合料,如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或赤铁矿石、钛铁矿石等,可获得强度更高、耐久性和延性更好的HPC。

随着HPC的开发及应用, 建筑对生态环境的影响已经逐渐引起了社会的强烈关注。建筑物在建造及运行的过程中需要消耗大量的能源和自然资源,而且会对环境产生不同程度的影响。同时有专家指出, 作为建筑工业主要原料的水泥，是一种不可持续发展的产品。因此,HPC的核心技术放在了限制水泥用量来获得混凝土高性能的同时,也坚持可持续性的发展原则。二十一世纪前后, 吴中伟等提出了绿色混凝土的概念：在HPC的基础上增加了三个含义:1)节约资源、能源;2)不破坏环境,更有利于环境;3)可持续发展, 既要满足当代人的需求,又不危害后代人满足其需要的能力。那么，大力开展GHPC的研究以及应用高性能混凝土

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