(一)出現(xiàn)背景
當(dāng)代大跨、高層、海洋、軍事工程結(jié)構(gòu)的發(fā)展對混凝土提出的更高要求;
處在惡劣環(huán)境下既有建筑不斷劣化、退化導(dǎo)致過早失效、退役甚至出現(xiàn)惡性事故造成巨大損失的嚴(yán)重惡果;
原材料生產(chǎn)、開采造成的生態(tài)環(huán)境惡化以及砂石料枯竭、資源短缺嚴(yán)重影響進(jìn)一步發(fā)展的嚴(yán)酷現(xiàn)實(shí)。
這就要求混凝土不斷提高以耐久性為重點(diǎn)的各項(xiàng)性能,多使用天然材料及工業(yè)廢渣保護(hù)環(huán)境,走可持續(xù)發(fā)展的道路,高性能混凝土就是在這種背景下出現(xiàn)并逐步完善與發(fā)展的。現(xiàn)在全球砼消費(fèi)量88億噸/年,約1.5噸/人,其中我國24億噸/年,房建3.5億,三峽1600萬M3今后若干年仍是熱銷的大宗材料。
(二)定義
高性能混凝土(High Performance Concrete簡寫為HPC)一詞是20世紀(jì)90年代前后提出的,目前尚未統(tǒng)一認(rèn)識(shí),各國學(xué)者各有不同的看法,主要的有:
美、加學(xué)派認(rèn)為:高性能混凝土是一種符合特殊性能組合和勻質(zhì)性要求的混凝土,所謂特殊性能組合是指易于澆筑而不離析的工作性,好的長期力學(xué)性能、早強(qiáng)、韌性、體積穩(wěn)定性以及嚴(yán)酷環(huán)境下的高耐久性等性能的組合;
歐洲學(xué)派認(rèn)為:高性能混凝土是一種水膠比小于0.4的新型混凝土;
日本學(xué)派認(rèn)為:高性能混凝土是一種高流態(tài)、自密實(shí)、免振的混凝土;
我國學(xué)者認(rèn)為:高性能混凝土是一種以耐久性和可持續(xù)發(fā)展為基本要求并適合工業(yè)化生產(chǎn)與施工的混凝土,是一種環(huán)保型、集約型的綠色混凝土。
從上可知,歐洲學(xué)派強(qiáng)調(diào)的是低水膠比條件下高強(qiáng),高耐久性的特點(diǎn),而日本學(xué)派強(qiáng)調(diào)的是良好的工作性能,我國學(xué)者則從發(fā)展的角度強(qiáng)調(diào)可持續(xù)發(fā)展與工業(yè)化生產(chǎn),各有所側(cè)重而美、加學(xué)派闡述的比較全面,總之,高性能混凝土是具有高強(qiáng)度、高耐久、高流動(dòng)性等多方面優(yōu)越性能的新型混凝土。隨著高性能混凝土的不斷發(fā)展和完善,各國學(xué)派的觀點(diǎn)也會(huì)逐步統(tǒng)一起來。
(三)特點(diǎn)
從目前實(shí)際應(yīng)用的高性能混凝土的情況來分析,歸納起來和傳統(tǒng)的普通混凝土(簡稱OPC)相比有以下幾個(gè)特點(diǎn):
1. 原材料上,除了常規(guī)的水泥、水、砂、石四種材料外,必需使用化學(xué)外加劑和礦物細(xì)摻料,一共是六種必不可少的材料,而且后兩種可以是一種也可以是多種復(fù)合,這在選材上就要求與水泥具有良好的相容性,多種的外加劑之間(或細(xì)摻料之間)要求合理匹配,使具有黃金搭配,疊加效應(yīng)的效果,增加了選材的復(fù)雜性;
2. 配比上,為了適應(yīng)高耐久、高強(qiáng)的要求,使用的是低用水量(<180kg/m3),低水膠比(一般為0.28~0.40),控制膠結(jié)材總量≯550kg/m3;
3. 性能上,具有高耐久性(抗?jié)B、抗凍、抗蝕、抗碳化、抗堿骨料反應(yīng),耐磨等);良好的施工性(大流動(dòng),可灌性、可泵性、均勻性等);良好的力學(xué)性能,早強(qiáng)后強(qiáng)均高;良好的尺寸穩(wěn)定性;合理的適用性與經(jīng)濟(jì)性等?傊哂辛己玫木C合技術(shù)性能,能滿足各種工程結(jié)構(gòu)的使用要求。