水泥基材料的发展方向
日期:2010-11-10

    水泥混凝土是建筑工程中最常用的工程材料之一。与其它建筑结构材料(如钢材、木材、砖等)相比,它具有其突出的优点,如能耗低、抗压强度高、维修费用少,便于在施工现场制成各种不同形状的构件等。随着建设事业的发展,砼材料在工程中获得了更加广泛的应用。许多专家预言,砼仍将是21世纪主要的建筑材料之一。但下世纪占主导地位的砼还是普通砼吗?回答是否定的。从现在发展趋势来看,下世纪占主导地位的砼将是正在飞速发展的高性能混凝土HPC (High Performance Concrete)。

  过去一般都认为砼为一种经验配制的材料,从原材料的选择、配制工艺到施工应用都比较简单。但从70年代末期,特别是外加剂砼技术已有很大的进展,砼所达到的强度已远远超出了工程所要求的范围,砼技术已进入了高技术的领域。

  一般情况下,钢筋砼结构的设计者往往只对砼的强度特别感兴趣。但是很多工程的钢筋砼结构,往往会发展过早破坏,其原因不是由于强度,而是由于耐久性不足,这使很多设计者意识到耐久性的重要。如1980年我国北海近海钻井平台的突然破坏、1986年前苏联的切尔诺尔利核电站的泄漏等大型工程事故,都与砼的耐久性有关;而日本专家也曾明确指出,当前日本砼的主要问题是砼的耐久性。种种工程事故,使人们意识到,在结构设计时,对使用材料的耐久性应象力学性质一样予以仔细考虑。

  此外,当今及未来的几十年里,特种砼结构越来越多,如海底隧道、海上钻采平台、大型堤坝、污水管道、核反应堆外壳、有害化学物质的容器等等,这些结构对砼的使用寿命将为几百年,而不是普通砼要求的40~50年,对砼性能的要求更高。对这些特种结构而言,砼的耐久性与长期性能显得更加重要,甚至比强度都重要。在此背景下,高性能砼HPC自然而然地提出来了。

  目前,对高性能混凝土HPC的含义,各国学者认识都不一致,一般认为,高性能砼应是具有优异耐久性的砼,其主要特点是高的强度、高的抗渗性、高的工作性能与体积稳定性。

  HPC作为高科技的产物,有广阔的前景及应用潜力,但同时也存在着风险,许多问题还需进一步研究。HPC的强度一般都很高,对于大多数结构材料,随着强度提高,其塑性相对下降。HPC与普通砼相比,存在脆性大的问题。另外,HPC与普通砼相比,其最终变形也相应较大。因此脆性和变形是高性能砼应用时两个必须考虑的重要因素,在设计时应着重考虑。

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