高性能混凝土的行业前景（高性能混凝土的前世今生）

混凝土材料的使用至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材料的混凝土成为了现代建筑中最常见、应用最广泛的材料，随着技术的发展，混凝土材料的各项性能也取得了巨大的进步，例如混凝土的强度，30年代平均为10MPa，50年代约为20MPa，60年代约为30MPa，70年代已上升到40MPa，发达国家越来越多地使用50MPa以上的高强混凝土，高性能混凝土慢慢的就应运而生了从混凝土诞生以来，混凝土就被用作工业与民用建筑、公路、桥梁、水利等现代工程结构的首选材料混凝土作为土木工程中使用最广泛的人造材料，其用量特别巨大，并且随着我国城镇化、工业化进程的加快，其用量将继续增大进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，各种新型混凝土相继涌现混凝土能否长期作为最主要的工程结构材料，取决于其本身具有的高强度、高耐久性等性能，因此，高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然趋势，我来为大家讲解一下关于高性能混凝土的行业前景?跟着小编一起来看一看吧!

高性能混凝土的行业前景

1 高性能混凝土出现的背景及概念

混凝土材料的使用至今已有100多年的历史，以水泥为胶结材料的混凝土成为了现代建筑中最常见、应用最广泛的材料，随着技术的发展，混凝土材料的各项性能也取得了巨大的进步，例如混凝土的强度，30年代平均为10MPa，50年代约为20MPa，60年代约为30MPa，70年代已上升到40MPa，发达国家越来越多地使用50MPa以上的高强混凝土，高性能混凝土慢慢的就应运而生了。从混凝土诞生以来，混凝土就被用作工业与民用建筑、公路、桥梁、水利等现代工程结构的首选材料。混凝土作为土木工程中使用最广泛的人造材料，其用量特别巨大，并且随着我国城镇化、工业化进程的加快，其用量将继续增大。进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，各种新型混凝土相继涌现。混凝土能否长期作为最主要的工程结构材料，取决于其本身具有的高强度、高耐久性等性能，因此，高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然趋势。

高性能混凝土(High Performance Concrete，HPC)是发达国家在20世纪80年代末90年代初，提出的一种全新概念的混凝土，它以耐久性为最重要的指标，这种混凝土的目标是为基础设施工程提供100年以上的自然使用寿命, 中国土木工程学会高强与高性能混凝土委员会将高性能混凝土定义为以耐久性和可持续发展为基本要求并适合工业化生产与施工的混凝土。

2 高性能混凝土的性能

与普通混凝土相比，高性能混凝土具有如下优良性能：

1）工作性。坍落度是评价混凝土工作性的最主要指标，在振捣的过程中，高性能混凝土粘性大，粗骨料的下沉速度慢，在相同振动时间内，下沉距离短，稳定性和均匀性更好。同时，由于高性能混凝土的水灰比较低，自由水少，且掺入超细粉，基本上避免了泌水，所以其水泥浆的粘性大，几乎不会产生离析的现象。

2）耐久性。配合使用高效减水剂和矿物质超细粉，能够有效的减少用水量，同时减少混凝土内部的空隙，能使混凝土结构安全可靠地工作50～100年以上，并且能节约用水，提高强度。耐久性是高性能混凝土应用的主要目的。

3）力学性能。由于混凝土是一种非均质拌合材料, 影响强度的因素很多，水灰比是影响混凝土强度的最主要因素，对于普通混凝土，降低水灰比，能增大混凝土的抗压强度，高性能混凝土中的高效减水剂对水泥的分散能力很强、减水率更高，可大幅度降低混凝土的用水量，节约用水。在高性能混凝土中掺入矿物超细粉，可以填充水泥颗粒之间的空隙，改善其界面结构，进而提高混凝土的密实度，提高强度。

4）体积安定性。高性能混凝土具有较高的体积安定性，即使得混凝土在早期的硬化过程中具有较低的水化热，且硬化后期的收缩变形也比较小。

5）经济性。高性能混凝土较高的强度、良好的耐久性和工艺性都能使其具有良好的经济性。高性能混凝土良好的耐久性可以降低结构的维修费用，延长结构的使用寿命；高性能混凝土的高强度还可以减小构件尺寸，减小自重，增加使用空间，节约材料；HPC良好的工作性也可以减少工人的工作强度，加快施工速度，减少成本。虽然高强度混凝土本身的价格偏高，但是其优异的性能使其具有了良好的经济性。简单说，高性能混凝土就是能更好地满足工程结构要求和施工工艺要求的混凝土，并能最大限度地延长混凝土结构的自然使用年限。前苏联学者的研究表明，用C110~C137的高性能混凝土替代C40~C60的普通混凝土，能节约15%~25%的钢材和30%~70%的水泥。

3 高性能混凝土的应用现状

相较于传统混凝土，高性能混凝土因其具有高耐久性、高强度和高体积安定性等许多优异特性，被认为是目前世界上性能最为全面的混凝土。目前已经应用于很多重要工程，特别是在大跨度桥梁、各种场馆、高层及超高层建筑、临海临港等建筑中已广泛使用。在工程结构的安全性、环境条件的适应性、建造经济性等方面产生了明显的效益，因此被各国的工程人员及专家学者所接受，被认为是当今混凝土技术的发展方向。通过掺入矿物微细粉和高性能化学外加剂的技术途径来配制高性能混凝土，既可改善混凝土的各项性能，又能降低生产成本，因此未来的应用范围将更加的广泛。

4 高性能混凝土应用中所面临的问题

在高性能混凝土的研究和应用过程中，也遇到了一些问题，比如高性能混凝土所用的原材料方面，国产水泥质量普遍不够稳定，离散性大；使用的粗骨料质量往往比较低劣，含泥量偏大，级配较差，细骨料细度模数不合要求；在外加剂和外掺料的选择上，尚缺乏充分的研究和试验。施工时，施工人员的技术水平有限，养护措施不到位，使得高性能混凝土的密实度和质量不稳定；在耐久性方面，高性能混凝土微管中水分的蒸发与凝聚会产生一定的收缩，使混凝土表面产生裂缝，这对高性能混凝土的抗碳化、抗冻融循环作用等都不利，高性能混凝土的水泥用量较高，水灰比低，若硬化后长期处于水中时，水分会通过微管扩散到其内部，使得未水化的水泥粒子进一步水化，并产生微膨胀，这样也会使混凝土表面产生裂缝，为各种有害介质的渗透提供了通道，给氯离子的侵入、碱骨料反应的发生和钢筋锈蚀创造了可能。同时，现在关于高性能混凝土的研究，基本以实验室研究为主，但是实验室的情况与实际施工中的工况相差又比较大，这就不利于今后高性能混凝土的推广和应用。

5 高性能混凝土的发展前景

随着经济的发展和人们对环保的关注, 建筑对生态环境产生的影响引起越来越多的社会关注。建筑物在建造和使用过程中会消耗掉大量的自然资源和能源,并会对环境产生不同程度的影响。有专家抛出观点, 混凝土主要原料中的水泥,是一种不可持续发展的产品。因此,高性能混凝土的技术核心是要在限制水泥用量的同时来获得混凝土的高性能,坚持其可持续性的发展原则。21世纪前后, 专家学者们又提出了绿色混凝土的概念,是在高性能混凝土的基础上增加三个含义:

1） 建造和使用过程中要节约资源和能源；

2） 不破坏环境,并尽量做到对环境有益；

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所需的资源等。大力开展绿色高性能混凝土的研究和应用，为高性能混凝土的发展指明方向。

6 结语

高性能混凝土诞生和实际应用的时间虽短、且各国研究有限，国内外尚无统一的标准和结论，但因其自身具有的各项优异性能，得到了迅速的发展，并在一定范围内得到应用。今后，必须加强对高性能混凝土及其各项性能的系统研究,完善理论体系，制定标准规范和文件，总结应用经验，优化配比、施工工艺等，提高高性能混凝土使用的有效性和可靠性。高性能混凝土一定能克服当前使用中的不足和问题，向更加高效、经济和环保的方向发展，走低耗、高效、可持续发展之路，未来必将成为土木工程的主导材料，在工程实践中得到更为广泛的应用。如今我国的高性能混凝土发展形势大好，但是要真正使高性能混凝土在建筑工程中普及使用还需一个广泛认识和实践的过程。随着我国建筑材料技术的不断发展，高性能混凝土必将成为未来重要的土木工程材料。

参考文献：

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本文作者：苏伟东

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