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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：福建漳浦电大奥鹏学习中心层次：专科起点本科专业：土木工程年级：2014年秋季学号：141168403169学生：黄江林指导教师：迟利强完成日期：2016年06月30日高性能混凝土的发展和应用I内容摘要在一些重要的高标准桥梁工程、市政工程、水利工程施工中。作为主要工程材料的普通混凝土越来越不能满足工程强度，抗腐蚀性，耐久性、绿色环保等方面的特性要求。因此一种满足这些工程特性要求的高性能混凝土在工程施工中应运而生，被广泛运用于重要的工程项目。因此本人用本文就高性能混凝土的发展和在工程项目上应用与各位同仁交流一下心得体会。关键词：混凝土强度；抗腐蚀性；耐久性；绿色环保高性能混凝土的发展和应用II目录内容摘要...........................................................................................................................I引言............................................................................................................................11绪论............................................................................................................................12典型高性能混凝土的特点及工程应用....................................................................22.1典型高性能混凝土的特点.............................................................................22.1.1超高强混凝土的特点..........................................................................22.1.2绿色高性能混凝土的特点..................................................................42.1.3机敏型高性能混凝土的特点..............................................................42.1.4普通混凝土的高性能化......................................................................42.2高性能混凝土的工程应用.............................................................................72.2.1高性能混凝土的原材料及配合比........................................................72.2.2轻集料高性能混凝土的工程应用范围...............................................102.2.3钢纤维高性能混凝土的工程应用范围...............................................113新型绿色高性能混凝土的研究及工程应用..........................................................133.1高性能混凝土绿色化的途径.......................................................................133.2绿色高性能混凝土的发展展望...................................................................144工程实例分析..........................................................................................................155结论与展望..............................................................................................................19参考文献...........................................................................................错误!未定义书签。高性能混凝土的发展和应用1引言近年来，为满足中国经济快速发展的需要。国家为建设基础设施投入了巨额资金，一些重要的高标准的桥梁工程、市政工程、水利工程投入施工修建。作为主要工程材料的普通混凝土越来越不能满足工程强度，抗腐蚀性，耐久性、绿色环保等方面的工程特性要求。因此一种满足这些工程特性要求的高性能混凝土在工程施工中应运而生，被广泛运用于重要的工程项目。所以高性能混凝土的发展和应用研究就成了工程材料研究的热点问题。从1824年波特兰水泥发明开始，商品混凝土材料至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材的商品混凝土也取得了具大的发展，由普通商品混凝土向高性能商品混凝土发展。从20世纪以来，商品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，商品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，当今我国每年商品混凝土用量约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。人类进入21世纪，随着科学技术的快速发展，一种又一种新型商品混凝土涌现出来。商品混凝土能否长期作为最主要的建筑结构材料，其本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性和绿色环保等性能，因此高性能商品混凝土是现代商品混凝土技术发展的必然结果，是商品混凝土的发展方向。高性能商品混凝土(HighPerformanceConcrete，HPC)是20世纪80年代末90年代初，一些发达国家基于商品混凝土结构耐久性设计提出的一种全新概念的商品混凝土，它以耐久性为首要设计指标，这种商品混凝土有可能为基础设施工程提供100年以上的使用寿命。区别于传统商品混凝土，高性能商品混凝土由于具有高耐久性、高工作性、高强度和高体积稳定性等许多优良特性，被认为是目前全世界性能最为全面的商品混凝土，至今已在不少重要工程中被采用，特别是在桥梁、高层建筑、海港建筑等工程中显示出其独特的优越性，在工程安全使用期、经济合理性、环境条件的适应性等方面产生了明显的效益，因此被各国学者所接受，被认为是今后商品混凝土技术的发展方向。高性能混凝土的发展和应用11绪论高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。它以耐久性作为设计的主要指标，针对不同用途要求，对下列性能重点予以保证:耐久性、工作性、适用性、强度、绿色环保、体积稳定性和经济性。为此，高性能混凝土在配置上的特点是采用低水胶比，选用优质原材料，且必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。当代大跨、高层、海洋、军事工程结构的发展对商品混凝土提出的更高的要求；处在恶劣环境下既有建筑不断劣化、退化导致过早失效、退役甚至出现恶性事故造成巨大损失的严重后果；原材料生产、开采造成的生态环境恶化以及砂石料枯竭、资源短缺严重影响进一步发展的严酷现实。这就要求商品混凝土不断提高以耐久性、绿色环保为重点的各项性能，多使用天然材料及工业废渣保护环境，走可持续发展的道路，高性能商品混凝土就是在这种背景下出现并逐步完善与发展的。商品混凝土作为用量最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统商品混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其它建筑材料相比，生产商品混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，商品混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面，由于商品混凝土过早劣化，如何处置费旧工程拆除后的商品混凝土垃圾也给环境带来威胁。因此，未来的商品混凝土必须从根本上减少水泥用量，必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃商品混凝土的再生利用，未来的商品混凝土必须是高性能的，尤其是耐久和绿色环保特性方面。耐久和高强都意味着节约资源；绿色环保则意味着无污染、对人体、环境无危害，可持续发展。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。高性能混凝土的发展和应用22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：1、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。2、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。3、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。4、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。5、能满足环境保护和可持续发展的要求。2.1典型高性能混凝土的特点与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下独特的性能：1、高性能混凝土具有一定的强度和高抗渗能力，但不一定具有高强度，中、低强度亦可。2、高性能混凝土具有良好的工作性，混凝土拌和物应具有较高的流动性，混凝土在成型过程中不分层、不离析，易充满模型；泵送混凝土、自密实混凝土还具有良好的可泵性、自密实性能。3、高性能混凝土的使用寿命长，对于一些特护工程的特殊部位，控制结构设计的不是混凝土的强度，而是耐久性。能够使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，是高性能混凝土应用的主要目的。4、高性能混凝土具有较高的体积稳定性，即混凝土在硬化早期应具有较低的水化热，硬化后期具有较小的收缩变形。概括起来说，高性能混凝土就是能更好地满足结构功能要求和施工工艺要求的混凝土，能最大限度地延长混凝土结构的使用年限，降低工程造价等特点。2.1.1超高强混凝土的特点高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、高性能混凝土的发展和应用3孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。高强混凝土最大的特点是抗压强度高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁中。高强混凝土的典型特点1、在一般情况下，混凝土强度等级从C30提高到C60，对受压构件可节省混