高性能混凝土的应用和发展

网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：高性能混凝土的发展和应用学习中心：重庆奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：土木工程年级：2013年春季学号：学生：指导教师：张园园完成日期：2014年3月3日完整论文加QQ:14793520571内容摘要随着新型高效减水剂的发明与应用、矿物超细粉的回收与加丁、纤维材料的发展以及新型水泥基材料的发明，混凝土技术有了重大突破，尤其是高性能混凝土(HPC)目前，HPC已经广泛地应用于世界各地的莺特大工程中。在HPC配制中，要特别注意采用合理的配合比，同时指出混凝土在不同龄期的强度均明显高于设计基准强度。］高性能混凝土是一种具有高强度、高耐久性与高工作性的混凝土，混凝土中的水泥石只有凝胶孔无毛细孔，具有高的抗渗性和耐久性。HPC组成材料中必须具有矿物质超细粉和高效减水剂。同时介绍了高性能混凝土在具体工程中的应用。关键词：高性能混凝土；发展；应用完整论文加QQ:14793520572目录内容摘要..................................................................................................................1引言....................................................................................................................3绪论..........................................................................................................................4l、高性能混凝土的定义..........................................................错误!未定义书签。1.1分析国内高性能混凝土的现状.................................错误!未定义书签。1.2、高性能混凝土的主要发展动向..............................错误!未定义书签。2典型高性能混凝土的特点及工程应用............................................................42.1典型高性能混凝土的特点......................................错误!未定义书签。2.1.1超高强混凝土的特点.................................错误!未定义书签。2.1.2绿色高性能混凝土的特点...........................错误!未定义书签。2.1.3机敏型高性能混凝土的特点......................................................52.1.4普通混凝土的高性能化..............................................................52.2高性能混凝土的工程应用.....................................................................52.2.1高性能混凝土的原材料及配合比..............................................62.2.2绿色高性能混凝土的工程应用范围..........................................62.2.3机敏性能混凝土的工程应用范围.................错误!未定义书签。3新型绿色高性能混凝土的研究及工程应用....................................................73.1高性能混凝土绿色化的途径.................................................................73.2绿色高性能混凝土的发展展望..............................错误!未定义书签。4工程实例分析....................................................................................................85结论与展望......................................................................................................10参考文献................................................................................................................11完整论文加QQ:14793520573引言从1824年波特兰水泥发明开始，混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的混凝土也取得了具大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。从20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。据统计，当今我国每年混凝土用量约109m3，并且随着我国近年来工业化、城市化进程的加快，其用量将继续快速增长。完整论文加QQ:14793520574绪论高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土，有多种定义，不同国家，甚至同一个国家的不同部门，对它的定义都有所差别。1993年，美国混凝土学会下属的技术委员会提出高性能混凝土定义：满足工程特殊要求的各种性能，可包括易浇捣而不离析，高长期力学性能、高早期强度、高坚韧性与高体积稳定性，或在严酷环境中使用寿命长久，并且匀质性良好的混凝土。近年来，美国混凝士学会又给出一个文字上较精练的定义：“高性能混凝土是一种能符合特殊性能与均匀性要求的混凝土，此种混凝土往往不能用常规的混凝土组分材料和通常的搅拌、浇捣和养护的习惯做法所获得。”我国著名的混凝土科学家吴中伟院士认为“高性能混凝土是在大幅度提高常规混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术，选用优质原材料，除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的活性细掺料和高效外加剂的一种新型高技术混凝土”。通俗地讲，我们通常所谓的高性能混凝土是指混凝士具有高强度、高耐久性、高工作性等多方面的优越性能。高强度、高工作性、高耐久性这三项指标，构成了“高性能混凝土”所具备“三高(即3H)”的性能指标。2典型高性能混凝土的特点及工程应用高性能是在1990年的一次国际会议上对混凝土提出的新的要求。而高性能混凝土也是今后混凝土技术发展的一个基本方向。对高性能混凝土的定义，国内外的提法不尽相同，但概括起来，可以归结为以下五个方面：高耐久性，能在正常使用环境下具有超长的使用年限和较小的维护费用；在特殊要求的使用条件下，能满足抗侵蚀、抗冻融等抵抗恶劣使用环境下的特殊要求。高施工性能，能在具体的施工条件下，顺畅地完成混凝土的运送和浇注，能得到密实性和均匀性优越的混凝土结构。较高强度，能满足设计承载力所提出的强度要求，且具有足够的后期强度增长能力，并保证在正常使用条件下的强度要求。高体积稳定性，混凝土凝结前不分层、不离析，硬化后体积变化小，具有较好的抗裂能力。能满足环境保护和可持续发展的要求。本章主要对高性能混凝土的主要发展动向进行讨论，重点分析其特点和工程应用范围。完整论文加QQ:147935205752.1.3机敏型高性能混凝土的特点机敏混凝土是一种具有感知和修复性能的混凝土，是智能混凝土的初级阶段，是混凝土材料发展的高级阶段。智能混凝土是在混凝土原有的组成基础上掺加复合智能型组分使混凝土材料具有一定的自感知、自适应和损伤自修复等智能特性的多功能材料，根据这些特性可以有效的预报混凝土材料内部的损伤，满足结构白我安全检测需要，防止混凝土结构潜在的脆性破坏，能显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。近年来，损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土及仿生自愈合混凝土等一系列机敏混凝土的相续出现，为智能混凝土的研究和发展打下了坚实的基础。2.1.4普通混凝土的高性能化高性能化是指采用普通原材料、常规施工工艺，通过掺加外加剂和掺合料配制而成的具有高工作性、高强度、高耐久性的综合性能优良的政。具体是：1）拌合料呈高塑或流态、可泵送、不离析，便于浇筑密实；2）在凝结硬化过程中和硬化后的体积稳定，水化热低，不产生微细裂缝，徐变小；3）有很高的抗渗性。其中高工作性是高性能政必须具备的首要条件，即高流动性、高抗分离性、高间隙通过性、高填充性、高密实性、高稳定性；并同时具备低成本的技术经济合理性。目前，高性能政在发达国家的工程实践中已较广泛采用，我国尚处于试验研究、推广试用的起步阶段。高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。从我国目前的及优选并经过现场试拌后，检验砼坍落度的经时损失满足规范设计施工水平出发，强度等级达到或超过C50的混土被定义为要求，满足工程应用的高施工性要求，才能正式确定所选用的高强混凝土。而且随着工程建设的需要，高性能混凝土的使频率越来越高，对其进行严格质量控制的重要性也越来越强。2.2高性能混凝土的工程应用如前所述，高性能混凝土的工程应用已经有了较大的发展，但是由于我国的现状，各种方法和技术还相对落后，仍需要在工程实践中不断使用和检验。因此，完整论文加QQ:14793520576本节主要阐述的是高性能混凝土的材料要求、工程应用范围以及简单应用实例。2.2.1高性能混凝土的原材料及配合比该指标是客运专线对混凝土耐久性最重要、最具体的指标。目前我国尚无电通量试验的国家标准，铁路行业电通量试验方法是以美国ASTMC1202快速电量测定方法为基础制定的，其所测指标可以最大程度地区分和评价混凝土的密实度，而密实度正是影响混凝土耐久性最为关键的因素。以往多是以抗渗性来评价混凝土的密实程度，但实践证明，抗渗试验只适合于判定较低强度等级混凝土的密实性，当强度等级超过C30后，抗渗等级几乎都能达到P20以上，再往下试验比较困难。这正是用电通量指标取代抗渗标号作为混凝土耐久性控制的主要原因。混凝土的电通量主要取决于水胶比，通过大量试验得到规律，一般水胶比小于0.5时基本可满足电通量小于2000的要求，水胶比小于0.45时基本可满足电通量小于1500的要求。2.2.2绿色高性能混凝土的工程应用范围研发绿色高性能混凝土的必要性1990年美国首先提出了高性能混凝土,得到了世界各国和专家的认可,法国政府组织包括政府研究机构、高等院校、建筑公司等单位开展了高性能混凝土的研究。1996年,法国公共工程部和教育与研究部又组织了为期4年的国家研究项目“高性能混凝土2000,投人了600万美元作为研究经费。1994年,美国联邦政府16个机构联合提出了一个在基础设施施工中应用高性能混凝土的决议,并决定在10年投资2亿美元进行研究。绿色是绿色环保,人类社会越发展,对绿色环保的要求越迫切。国外有位学者写一篇综述,题为“昨天和今天的水泥,明天的混凝土”,文中指出21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。水泥和混凝土堪称为世界上耗用量最大的材料,在我国尤其如此。我国人多地少,资源缺乏,同时也是世界上能源消耗的大国,以水泥和混凝土为例,我国水泥的年产量大约9亿吨,占世界水泥产量的三分之一,混凝土产量约12亿m3,世界混凝土年