各种新型混凝土简介

第一章 高强混凝土
　　 第一节 概　　述
　　 随着建筑业的飞速发展，提高工程结构混凝土的强度，已成为当今世界各国土木建筑工程界普遍重视的课题，它既是混凝土技术发展的主攻方向之一，也是节省能源、资源的重要技术措施之一。近年来，世界各国使用的混凝土，其平均和最高抗压强度都在不断提高。大量的工程实践证明，在建筑工程中采用高强混凝土，不仅可以减小结构断面尺寸、减轻结构自重、降低材料用量、有效地利用高强钢筋，而且能增加建筑的抗震能力，加快施工进度，降低工程造价，满足特种工程的要求。因此，在结构工程中推／“应用高强混凝土具有重大的技术经济意义。
　　 一、国际高强混凝土的研究和应用
　　 在国际上，高强混凝土的研究和应用得到了各国政府的高度重视。1978年6月，在挪威召开了“第一次高强混凝土应用国际学术讨论会”；同年12月，在美国芝加哥伊利诺斯大学，第一次召开了国际“高强混凝土专题讨论会”；1990年5月，在美国Berkeley加州大学，召开了“第二次高强混凝土应用国际学术讨沦会"；1993年6月，在挪威召开了“第三次高强混凝土应用国际学术讨论会”；1996年5月，在法国巴黎召开了“第四次高强混凝土应用国际学术讨论会”；以后将每三年举行一次国际学术讨论会。
　　 美国在高强混凝土研究和应用方面领先于其他工业发达国家。其使用的混凝土平均强度已超过40MPa，其中预应力混凝土强度已超过70MPa。芝加哥市20世纪?0年代就将高强混凝土用于工程结构，其中1975年建造的79层超高层建筑——高水塔广场大厦，高达262m，从地下室至第50层，混凝土的平均强度超过了C70，至今仍然是世界第一。1989年，在西雅图建成的PacificFirstCenter大厦，采用的钢管混凝土柱，平均强度达到140MPa。据有关资料报道：到本世纪末，美国将生产出强度为200MPa的商品混凝土。
　　 日本是极其重视高强混凝土研究与应用的国家。日本从60年代就开始应用80MPa的高强混凝土，其建设厅于1988年设立了一项简称“新RC"的研究计划，以巨大的投资专门研究高强混凝土和高强钢筋在建筑工程中的应用，取得了许多突破性的进展，成为世界上高强混凝土研究与应用的先进国家。1965年，日本已能生产80MPa的混凝土桩，并在预应力桥上采用了C60-C80的高强混凝土；1992年，日本集中精力研究60-70层房屋的试设计和抗震分析，认为Cll0级混凝土建造这类高层建筑是可行的，柱子断面可以控制在lm~lm之内；最近几年，日本一家公司用120—150MPa高强混凝土创造了足尺的梁柱试件，对混凝土的配制方法及施32_32艺作了模拟，准备用于高层建筑上；日本现在正在努力研究高强塑性混凝土，预计强度可达243MPa。
　　 加拿大是美国的邻邦，高强混凝土技术很快传人，得到高度重视和迅速发展。1989

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年，加拿大政府提出了一个协作网研究计划，从158项提议中评选出15项，高强高性能混凝土研究就是其中的一项，1990年资助经费500万美元，有七个大学进行了四年的研究。1994年，原来的15个项目有10个项目继续得到支持，其中还有高强高性能混凝土研究，又资助经费550万美元。1975年，在多伦多市建造的75层商业银行、1978年建造的33层大楼、90年代建造的56层大楼等都采用了高强混凝土，取得了良好的社会效益和经济效益。
　　目前，俄罗斯所采用的混凝土的平均强度已超过30MPa，并开始大量采用C40-C50的混凝土，C60-C80的混凝土用量也逐渐增加，有的已达到iOOMPa；俄罗斯科学家预言，21世纪混凝土的强度将达到150～200MPa。美国混凝土学会预言，21世纪初可望建造600-900m高度的钢筋混凝土建筑、跨度为500-600m的混凝土桥梁、海上浮动城市及地下城等，届时将使用抗压强度为140MPa以上的混凝土。德国使用的混凝土的平均强度为C30和C50，其用量各占一半左右。另外，挪威、法国、澳大利亚等国家，在高强混凝土研究和应用方面电做出了不懈努力，取得了很大进展，为高强混凝土的发展贡献了力量。
　　二、国内高强混凝土的研究和应用
　　我国政府对高强混凝土的研究和应用也非常重视。1986-1990年，国家自然科学基金委员会和建设部，将“高强混凝土的配制、结构设计和施工方法”课题列为重点科研项目；1987-1991年，全国钢筋混凝土标准技术委员会组织了《混凝土结构设计规范》第四批课题“高强混凝土结构性能及设计方法”的研究；1992～1996年，全国钢筋混凝土标准技术委员会，又组织了(混凝土结构设计规范》第五批课题“高强混凝土结构基本性能”的研究，并列入了工程建设国家标准重点科研计划；1994-1997年，国家自然科学基金重点资助了“高强与高性能材料的结构与力学性能研究”项目；1996年，国家计委资助800万元，重点扶持“重大工程中混凝土安全性”研究课题，其中也包括高强高性能混凝土的内容。由此可见，高强混凝土在我国的研究开展虽然较晚，党和政府却给以高度重视，使该项工作取得较大进展。
　　早在1959年，由北京市建工局第二建筑公司、建工研究所、北京工业设计院、建研院、建材院、冶建院等单位合作，对唐山市1Sm高强预应力混凝土屋架进行了1000号高强混凝土的试验研究。采用比表面积达到5000cm2／s的硅酸盐水泥，水灰比控制在0。22--0．25范围内，选择的砂率为24％一26％，加入水泥质量1．5％的CaCl2和0．3％塑化剂，混凝土的配合比(C：S：G)为1：0．53：1．50，混凝土的强度达到1028kg／cm2。经过1976年的唐山大地震，这个高强预应力混凝土屋架完好如初，为高强混凝土的发展树立了信心。
　　 20世纪70年代以来，由于高效减水剂和高标号水泥的生产，为在普通工艺条件下制备高强混凝土提供了技术条件，促进了我国对高强混凝土的应用。1976年，海军工程设计院和清华大学合作，在连云港海军基地成功地施工了C60级混凝土防护门；1986年，衡广复线花县的江村南桥，用C80级混凝土浇筑了跨度40m的T型简支梁，28d的强度实际达到92．8MPa；1992年以来，我国应用高强混凝土建造的高层(大于lOOm)建筑近40座，普及全国各大城市；目前世界第三、亚洲第一高层建筑——上海金茂大厦，88层、420．5m，其钢柱加混凝土，就是采用的C60高强混凝土；1995年11月，北京财税大楼首层四根柱子施工中，采用C110级商品预拌混凝土，实际施工混凝土强度为124～131MPa，平均达到127．5MPa；1990～1996年，北京城建集团总公司在供应的150万m3的商品混凝土中，C50-C60高强混凝土占2096，达30万m3