对“高性能混凝土”十年来推广应用的反思VIP专享VIP免费

第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共7页对“高性能混凝土”十年来推广应用的反思发布时间：2008-08-13文章作者：清华大学土木水利学院廉慧珍来源：《混凝土》2003年7月前言自从1994年清华大学向国内介绍和发起应用高性能混凝土以来，高性能混凝土得到较多的应用，对混凝土耐久性的重视有所加强了，粉煤灰、矿渣等矿物掺和料的使用增多了，预拌混凝土更普遍了，混凝土拌和物的施工性能得到了改善。但是，近年来在国内外却发生较多“高性能混凝土”结构开裂，特别是早期开裂的问题。而混凝土的裂缝正是在实用阶段环境侵蚀性介质侵入的通道。尽管在工程进行过程中，这些裂缝得到了修补，仍然可成为混凝土提早劣化的隐患。于是不免产生一个问题：开裂了的混凝土还能是高性能的吗？反过来，我们又产生一个问题：当初提出“高性能混凝土”的概念，是强调混凝土的耐久性，那么，什么混凝土不需要耐久呢？究竟应如何理解高性能混凝土？实际上，近年来混凝土的开裂成为国内外的热门课题，并不是“高性能混凝土”所独有的，只是“高性能混凝土”也没有逃脱当前较普遍存在的混凝土结构开裂的命运罢了。也就是说，某些“高性能混凝土”的开裂带有普遍意义上的原因。对高性能混凝土的定义，或含义，至今没有统一的理解。就我国的情况来看，十年来由于对高性能混凝土的理解存在若干误区，造成“高性能混凝土”使用上的盲目和混乱。大多数对“高性能混凝土”的理解是“高强”、“高流动性”、“掺用矿物掺和料”，而用现行规范在实验室制作的小试件、以简化的条件和强制的过程进行的“耐久性”试验结果，又同该混凝土在实际结构中的表现不一致。存在这种现象并不是使用者的责任，其中包括我们在内的许多科技工作者本身的认识也是在不断发展的，对已有认识的不断深化和修正是正常的、必需的。本文的目的是和大家共同探讨几个问题，以使我们的主观世界更加符合客观实际，不断促进科技进步。误区之一：高性能混凝土必须高强度高强混凝土技术的发展对建设事业起着重大作用，使得过去只能用钢结构建造的高层、大跨和恶劣环境中的结构物可以使用钢筋混凝土，不仅节省了能源的消耗（承受1000t死荷载、高1m的柱子用混凝土与用钢相比，所消耗的能源可减少约57%[1]），而且相对于大气对钢的锈蚀来说，混凝土更耐久。因此，100年来，尤其是近50年，混凝土的强度不断提高，是科学技术不断进步的体现，并促进了建设事业的发展。然而，世界上不存在完美无缺的事物，有一利必有一弊，有所得必有一失；任何技术都有其适用的范围。目前大多数人仍把高性能和高强联系在一起。甚至有人盲目追求混凝土的高强、“超高强”以至“特超高强”，并以此为“水平”的标准。西方国家报道的许多开裂的“高性能混凝土”，其实都是高强度的混凝土。由于混凝土是一种非均质的“混相”体，其内部各相之间的作用力主要是范德华力，抗拉强度远低于抗压强度。如图1[2]所示，当混凝土抗压强度为10MPa时，抗拉强度和抗压强度的比值(以下简称拉压比)约为1∕10；抗压强度为30MPa时，拉压比约为1∕12；抗压强度为60MPa时，拉压比约为1∕14；抗压强度为90MPa时，拉压比则约只有1∕18。这样，就使得混凝土的强度越高，其脆性越大，断裂韧性越小（见图2），抵抗突发荷载（如地震、爆炸)和疲劳（如高耸结构承受的风荷载,道路承受的动力荷载）的能力越差。由图2可见，随着混凝土强度的提高，破坏以前出现的塑性变形越不明显；越会出现爆发性破坏。图3[3]中梁的延性比随混凝土强度的提高而下降速率提高，从26MPa提高到63MPa时，尽管箍筋率增加了约60%，梁的延性比却下降了约80%。此外，高强混凝土一般使用强度等级高的水泥，同时，为了满足施工性的要求，水灰比很低的高强混凝第2页共7页第1页共7页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共7页土必须有较大的水泥用量，尤其是不掺用或掺量小的矿物掺和料时，会使混凝土中水化温升很高，控制不好时会产生较大的温度应力，再加上低水灰比造成的较大自收缩应力，增加了混凝土的易裂性。有鉴于高强混凝土的优点和缺点，在土木...