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1、絮： 混凝土技术的过去现在和未来混凝土技术的过去现在和未来混凝土发展过程的回顾混凝土发展过程的回顾从新石器时代的泥结卵石、草筋泥砂浆，经历石灰（石膏）三合土、火从新石器时代的泥结卵石、草筋泥砂浆，经历石灰（石膏）三合土、火山灰石灰混凝土、牛马血、糯米汁等外加剂混凝土，到近代波特兰水泥混凝山灰石灰混凝土、牛马血、糯米汁等外加剂混凝土，到近代波特兰水泥混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、纤维或聚合物增强混凝土、以至最近的高土、钢筋混凝土、预应力混凝土、纤维或聚合物增强混凝土、以至最近的高强度高性能混凝土；混凝土的发展主要遵循复合化、高强化、高性能化三条强度高性能混凝土；混凝土的发展主要遵循复合化、高
2、强化、高性能化三条技术路线。在提高性能增加品种与扩大应用的相互促进下，混凝土发展成为技术路线。在提高性能增加品种与扩大应用的相互促进下，混凝土发展成为当代最主要的结构工程材料，也是最大宗的人造材料，不断推动着人类文明当代最主要的结构工程材料，也是最大宗的人造材料，不断推动着人类文明的进步。的进步。复合化是各种材料发展的主要途径，混凝土也不例外，新石器时代用的复合化是各种材料发展的主要途径，混凝土也不例外，新石器时代用的泥浆胶结大卵石作为柱基（西安半坡遗址）泥浆胶结大卵石作为柱基（西安半坡遗址） ；用草木筋增强黄土与黄土结核；用草木筋增强黄土与黄土结核（料浆石）泥浆抹墙打地坪，有的还用柴火胚烧，
3、至今坚硬光亮（甘肃先民（料浆石）泥浆抹墙打地坪，有的还用柴火胚烧，至今坚硬光亮（甘肃先民遗址）遗址） ；古埃及用石膏砂浆砌筑金字塔；古罗马用火山灰石灰混凝土建筑斗；古埃及用石膏砂浆砌筑金字塔；古罗马用火山灰石灰混凝土建筑斗兽场与水渠、桥梁；东汉至今的石灰三合土房基路基；唐宋以来用桐油、牛兽场与水渠、桥梁；东汉至今的石灰三合土房基路基；唐宋以来用桐油、牛马血、糯米汁、羊桃藤汁掺入石灰砂浆中增加密实度、防水与耐久性（南京、马血、糯米汁、羊桃藤汁掺入石灰砂浆中增加密实度、防水与耐久性（南京、和州等城墙，传说古罗马及秦长城以用牛马血外加剂，实是引气外加剂的远和州等城墙，传说古罗马及秦长城以用牛马血外加
4、剂，实是引气外加剂的远祖）祖） ；近代的各种增强混凝土，掺加混合材与各种外加剂，都是用多种材料；近代的各种增强混凝土，掺加混合材与各种外加剂，都是用多种材料复合来改善性能，以达到增强、耐久、经济等目的。所以复合来改善性能，以达到增强、耐久、经济等目的。所以 80 年代开始用年代开始用“水泥基复合材料水泥基复合材料”名词来概括各种混凝土，是科学合理的。复合化带来的名词来概括各种混凝土，是科学合理的。复合化带来的超叠加效应，更是高性能混凝土获得高性能的主因。超叠加效应，更是高性能混凝土获得高性能的主因。高强化是百余年来的努力方向。自从高强化是百余年来的努力方向。自从 1824 年波特兰水泥问世，年
5、波特兰水泥问世，1850 年年出现钢筋混凝土以来，作为重要的结构材料，强度一直是混凝土的主要性能出现钢筋混凝土以来，作为重要的结构材料，强度一直是混凝土的主要性能指标；加之混凝土强度决定于密实性，后者与耐久性密切相关，因此高强度指标；加之混凝土强度决定于密实性，后者与耐久性密切相关，因此高强度一直认为是优质混凝土的特征。随着强度与孔隙率关系和水灰比定则等的建一直认为是优质混凝土的特征。随着强度与孔隙率关系和水灰比定则等的建立，长期以来，强度成为配合比设计以及生产和应用的首要性能指标，甚至立，长期以来，强度成为配合比设计以及生产和应用的首要性能指标，甚至唯一指标。高强化的发展道路决定着水泥生产，
6、决定着混凝土工艺也向高强唯一指标。高强化的发展道路决定着水泥生产，决定着混凝土工艺也向高强发展。发展。50 年代以前，各国混凝土强度都在年代以前，各国混凝土强度都在 30MPa 以下，以下，30MPa 以上即为高以上即为高强混凝土；强混凝土；50 年代年代 34MPa 以上为高强混凝土；以上为高强混凝土；60 年代以来提高到年代以来提高到4152MPa；现在；现在 5060MPa 高强混凝土开始用于高层建筑与桥梁工程。外高强混凝土开始用于高层建筑与桥梁工程。外国学者预测，国学者预测，21 世纪混凝土平均强度将超过世纪混凝土平均强度将超过 5060MPa；100MPa 以上的超以上的超高强混凝土
7、将大量用于结构工程，可见高强趋势是很明显的。高强混凝土将大量用于结构工程，可见高强趋势是很明显的。高性能化是近高性能化是近 10 年才提出的。作为主要的结构材料，混凝土耐久性的年才提出的。作为主要的结构材料，混凝土耐久性的重要本不亚于强度和其它性能，不少混凝土建筑因材质劣化引起开裂破坏甚重要本不亚于强度和其它性能，不少混凝土建筑因材质劣化引起开裂破坏甚至崩塌，水工，海工建筑与桥梁尤为多见，因此早在至崩塌，水工，海工建筑与桥梁尤为多见，因此早在 30 年代水工混凝土就年代水工混凝土就要求同时按强度与耐久性来设计配合比；有些重要建筑物，如高层建筑、大要求同时按强度与耐久性来设计配合比；有些重要建筑
8、物，如高层建筑、大跨桥梁、采油平台、压力容器等对耐久性有更高的要求，以保证安全。随着跨桥梁、采油平台、压力容器等对耐久性有更高的要求，以保证安全。随着施工技术的进步和结构中混凝土均匀性要求的提高，工作性成为另一重要性施工技术的进步和结构中混凝土均匀性要求的提高，工作性成为另一重要性能指标。此外，体积稳定性、变形、抗冲耐磨、疲劳、耐化学侵蚀等性能也能指标。此外，体积稳定性、变形、抗冲耐磨、疲劳、耐化学侵蚀等性能也受到重视。受到重视。1990 年年 5 月美国国家标准与技术研究院（月美国国家标准与技术研究院（NST）与美国混凝土协会）与美国混凝土协会（ACI）召开会议，首次提出高性能混凝土（）召开
9、会议，首次提出高性能混凝土（HPC）这个名词。认为）这个名词。认为 HPC是同时具有某些性能的均质混凝土，必须采用严格的施工工艺与优质原材料，是同时具有某些性能的均质混凝土，必须采用严格的施工工艺与优质原材料，配制成便于浇筑、不离析、力学性能稳定、早期强度高、并具有韧性和体积配制成便于浇筑、不离析、力学性能稳定、早期强度高、并具有韧性和体积稳定性的混凝土；特别适于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑物。稳定性的混凝土；特别适于高层建筑、桥梁以及暴露在严酷环境中的建筑物。此后不少学者根据不同工程要求，提出不尽相同的此后不少学者根据不同工程要求，提出不尽相同的 HPC 涵义。大多数认为涵义。大
10、多数认为HPC 的强度指标应不低于的强度指标应不低于 5060Mpa；日本学者则更重视工作性和耐久性。；日本学者则更重视工作性和耐久性。例如新建的明石海峡大桥，其缆索锚基混凝土例如新建的明石海峡大桥，其缆索锚基混凝土 52 万立方米，要求高耐久性、万立方米，要求高耐久性、高流动性、高体积稳定性与低水化热温升，强度指标则为高流动性、高体积稳定性与低水化热温升，强度指标则为 91d 圆柱体圆柱体50Mpa（28d 约为约为 42Mpa） ；其桥墩混凝土约为；其桥墩混凝土约为 50 万方，要求高耐久性、高万方，要求高耐久性、高流动性、高强抗冲刷、低温升，强度要求流动性、高强抗冲刷、低温升，强度要求
11、20Mpa。两者都是掺加复合细掺料，。两者都是掺加复合细掺料，复合外加剂的复合外加剂的 HPC，细掺料量多于水泥。，细掺料量多于水泥。高性能混凝土应根据用途与经济合理等条件对性能有所侧重，现阶段高高性能混凝土应根据用途与经济合理等条件对性能有所侧重，现阶段高性能混凝土强度低限可向中等强度等级（性能混凝土强度低限可向中等强度等级（30Mpa）适当延伸，但以不损及混）适当延伸，但以不损及混凝土内部结构（如孔结构、界面结构、水化物结构等）的发展与耐久性为度，凝土内部结构（如孔结构、界面结构、水化物结构等）的发展与耐久性为度，例如水胶比不应低于例如水胶比不应低于 0.40.42，胶结材不应少于，胶结材
12、不应少于 300kg/m3，一般不应低于，一般不应低于C25C30；当抗冻融要求很高的含气量时还可以适当降低。随着材性、工艺、；当抗冻融要求很高的含气量时还可以适当降低。随着材性、工艺、结构设计的进步，结构设计的进步，HPC 的强度低限自然会提高。如果现在将的强度低限自然会提高。如果现在将 HPC 强度规定强度规定在在 5060Mpa 以上，则用途很受限制，大大妨碍了以上，则用途很受限制，大大妨碍了 HPC 的推广应用；更重的推广应用；更重要的是窒息了要的是窒息了 HPC 向绿色高性能混凝土的发展，不能改变水泥混凝土愈来向绿色高性能混凝土的发展，不能改变水泥混凝土愈来愈沦为不可持续发展的材料的
13、可怕前景。愈沦为不可持续发展的材料的可怕前景。根据上述，初步提出根据上述，初步提出 HPC 的定义供大家讨论。的定义供大家讨论。HPC 是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在严格的质量管理条件下制础上，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在严格的质量管理条件下制成的；除了水泥、水、集料以外，必须掺加足够数量的细掺料与外加剂；成的；除了水泥、水、集料以外，必须掺加足够数量的细掺料与外加剂；HPC 重点保证下列诸性能：耐久性、工作性、各种力学性能、适用性、体重点保证下列诸性能：耐久
14、性、工作性、各种力学性能、适用性、体积稳定性。积稳定性。HPC 不仅在性能上对传统混凝土有很大突破，在节约资源、能源、改不仅在性能上对传统混凝土有很大突破，在节约资源、能源、改善劳动条件、经济合理等方面，尤其保护环境方面，有着十分重大的意义，善劳动条件、经济合理等方面，尤其保护环境方面，有着十分重大的意义，因此是一种可持续发展的绿色材料。因此是一种可持续发展的绿色材料。绿色混凝土的涵义绿色混凝土的涵义随着人口的爆炸，生产发达，地球承受的负担剧增，以资源枯竭、环境随着人口的爆炸，生产发达，地球承受的负担剧增，以资源枯竭、环境破坏最为严重，人类生存受到威胁。破坏最为严重，人类生存受到威胁。20 世
15、纪尽管有两次世界大战的影响，它世纪尽管有两次世界大战的影响，它还是人类社会发展最快的一个世纪，人口增长幅度、社会工业化程度和人类还是人类社会发展最快的一个世纪，人口增长幅度、社会工业化程度和人类居住城市化速度都是以前各个世纪无法比拟的。社会财富的总积累，超过以居住城市化速度都是以前各个世纪无法比拟的。社会财富的总积累，超过以前数世纪的总和。世界人口由前数世纪的总和。世界人口由 1925 年的年的 20 亿到现在的亿到现在的 60 多亿。预计到多亿。预计到2025 年，人口将增长到年，人口将增长到 80 亿。就是说从亿。就是说从 1925 年到年到 2025 年这年这 100 年内人口年内人口总
16、数要翻两番。巨大的人口生存，需要粮食、能源和其他材料的支撑，需要总数要翻两番。巨大的人口生存，需要粮食、能源和其他材料的支撑，需要更多更好的居住条件，也需要更好的环境条件。可地球面积空间不会增加，更多更好的居住条件，也需要更好的环境条件。可地球面积空间不会增加，环境又在急剧恶化。如何解决众多人口高质量的生活、工作和生存，已摆在环境又在急剧恶化。如何解决众多人口高质量的生活、工作和生存，已摆在社会工作者和科学工作者面前的一个严重问题。作为水泥混凝土工作者，如社会工作者和科学工作者面前的一个严重问题。作为水泥混凝土工作者，如何在人类解决这一全人类面临的问题面前贡献力量呢？稍加分析，我们会对何在人类解决这一全人类面临的问题面前贡献力量呢？稍加分析，我们会对水泥混凝土材料的研究与发展产生巨大的信心。水泥混凝土材料的研究与发展产生巨大的信心。1992 年，里约热内庐世界会年，里约热内庐世界会议后，绿色事业受到全世界重视，绿色的涵义随着认识的提高不断扩大。主议后，绿色事业受到全世界重视，绿色的涵义随着认识的提高不断扩大。主要概括为：
