高強混凝土的研究應用和發展趨勢

文/劉躍東 江門市江海區華源混凝土有限公司 廣東江門 529000

高強混凝土的研究應用和發展趨勢

文/劉躍東 江門市江海區華源混凝土有限公司 廣東江門 529000

本文對高強混凝土當前的技術水平及研究現狀進行綜述，對高強混凝土的工程應用情況與標準化情況進行介紹，對高強混凝土的發展趨勢和推廣應用的發展趨勢進行了研究探討。

高強混凝土；研究應用；發展趨勢；應用

高強混凝土早在上世紀60年代就在歐美等發達國家得到推廣使用。發達國家經過多年的發展，高強混凝土在其預拌混凝土公司基本都能夠生產出來，在房屋、橋梁、道路、港口建設等方面得到了廣泛應用。

高強混凝土作為新型建筑材料，是建設部推廣的十項新技術之一，一直受我國政府的高度關注。高強混凝土的廣泛推廣，能夠節約資源、保護環境、并且對提高資源綜合利用效率等方面有著重要推動作用，因此，作為公路、鐵路、水工、建筑等行業部門研究推廣的新技術之一的高強混凝土，在2004年的《工程建設中鋼鐵、水泥應用的可持續發展戰略》中明確指出加大高強混凝土的升級，建議將C100～C160混凝土作為高端戰略，把我國爭取建設成為世界高強高性能混凝土技術強國。

1、高強混凝土的研究現狀

在高強混凝土的制備技術中，國內外科研人員進行了系統研究。降低水灰比可以采用高效減水劑，過渡區界面結構的改善可以通過添加礦物摻合料，用來消耗水化產物中的氫氧化鈣，改善混凝土生產施工工藝可以使用“水泥裹砂攪拌工藝”和“高頻振搗成型工藝”等。如果需要降低混凝土拌合物的黏粘度可以選擇較低單位的水和水泥用量，采用優質砂石、高強水泥等原材料，這也是高強混凝土配合比設計的重要點。

近年來，我國混凝土為了縮短與發達國家的技術差距，對高強混凝土的研究和推廣應用格外重視，進行了一系列的應用研究，例如高強混凝土的收縮裂縫、自收縮規律、配置技術和施工技術等。同時，為了能夠推廣高強混凝土，使高強混凝土得到普及，在國家“七五”、 “八五”重點科技項目；國家“九五”、 “十五”科技攻關項目；國家“十一五”科技支撐計劃；國家“863”計劃項目中以及其他一系列各類專項基金課題研究中都對高強混凝土的研究應用和發展趨勢有針對與涉及。

關于高強混凝土方面的研究，中國建筑科學研究院近年來對此展開了大量的工作，主持了大量的相關科研項目，并且承擔了重大的高強混凝土技術服務項目。例如，沈陽富林大廈C100級混凝土、上海中技C60～C80預應力混凝土離心方樁耐久性技術研究等技術項目的承擔。因此，我國高強混凝土方面得到了飛躍發展。與此同時，高強混凝土的強度也在活性粉末混凝土等新型混凝土的深入研究中得到了不斷的提升。

發展推廣高強混凝土的工程應用，并且讓高強混凝土的應用更加提高工程質量。因此，高強混凝土在工程應用中的問題受到廣泛關注，其性能被許多研究人員進行了系統研究：

1. 高強混凝土的脆性

研究表明，當高強混凝土的應變值達到3% O時，其實際承載能力已經接近零，同樣的應變值對于普通混凝土而言，其承載能力仍然能夠保持在一半以上，高強混凝土的脆性問題顯而易見。高強混凝土的脆性致使混凝土在應變值還很高時，就出現可用肉眼觀察到的裂縫，對工程質量造成了嚴重影響。對此，國內外研究人員進行了大量的研究，研究觀點大致可分為兩種：一種觀點是以GProkopski科學家為代表的，認為混凝土的脆性受界面過渡區的影響，可通過改善其界面性能，提高斷裂韌度和承載能力；另一種觀點是以徐世烺為代表，認為混凝土的斷裂韌度與骨料的最大粒徑有關，改善提高混凝土的韌性可以通過采用高強韌度的骨料。在目前的研究與工程實踐中，多采用摻入纖維、聚合物等改善混凝土的脆性，提高其韌度。但是，高強混凝土的脆性問題仍然沒有從根本上解決，其研究和改進措施仍然是研究熱點和難點。

2. 高強混凝土的抗裂性

高強混凝土在發展推廣中因在工程的應用中存在著易開裂的問題，而且其開裂敏感性遠遠超過普通混凝土，受到了阻礙。經過研究，高強混凝土的開裂有很多因素，包括其材料性能、結構荷載、應用環境等。高強混凝土的開裂性不解決就難以在市場推廣，因此，國內外科研人員對如何增強高強混凝土的抗裂性進行了研究，研究表明，外界氣溫、水泥水化熱產生的內部氣溫等產生的變形都會造成高強混凝土開裂。提高混凝土抗裂的基本途徑是減小其收縮，可以通過在高強混凝土中摻加纖維、減縮劑等成分，提高其抗裂性。但是在具體應用中，如何長時間維持其抗裂性仍然是研究的重點。

3. 高強混凝土的耐高溫性

高強混凝土在高溫下會受到嚴重破壞，尤其是在火災等溫度速升的情況下，高強混凝土甚至會發生爆裂現象。雖然經過長期大量的研究和實驗數據，摻入少量的聚丙烯纖維和鋼纖維能夠改善加強高強混凝土的耐火耐高溫性，但是沒有在實際應用中進行質量檢測，并且缺乏規定和措施。

2、高強混凝土的工程應用及發展趨勢

高強混凝土體積穩定、經濟合理、環保節約，是未來混凝土發展的趨勢。在世界范圍內房屋建筑物的建設中發揮著重要作用，我國對高強混凝土的應用發展尤為重視，在多個城市的工程中采用高強混凝土，不僅節約工程成本，而且應用效果良好。在橋梁工程等領域，高強混凝土通過摻入新成分，提高其抗侵蝕性，而且結構輕，得到了很好的推廣應用。在混凝土制品領域，制備管樁、橋梁構件、軌枕等建筑制品中，高強混凝土得到了較高的利用，同樣，由于高強混凝土的耐久性，在港口和海洋工程領域等領域都得到了應用發展，其中碼頭建設、采油平臺的建筑中多采用高強混凝土。沈陽市是我國最早采用高強度混凝土的城市，具有代表性的工程有沈陽富林大廈，主要應用了C100高強度混凝土，在1997年建成的上海金茂大廈，其高度為420.5米，采用的高強混凝土型號為C60，或者在2009年廣州所建成的國際金融中心，高度為103層，主要采用了C60—C100高強混凝土，在施工的時候將C100高強混凝土一次性成功泵送到400多米的高度，從而開創了混凝土泵送新高度。

［1］馬文明.高強鋼筋高強混凝土預應力梁抗彎性能試驗研究［D］.合肥工業大學，2013.

［2］歐陽光，黃賓，秦紅軍，等.型鋼高強混凝土的應用和發展［J］.重慶建筑，2012，（10）：56-59.