超高性能混凝土的应用和展望 黄政宇.pdf

超高性能混凝土的应用及在中 国的研究和展望 湖南大学 黄政宇教授 超高性能混凝土的定义 • 一般认为是指各项性能明显优于通常的 高性能混凝土的一类混凝土。其性能有 下列特点： –优良的和易性 –很高的强度（一般认为抗压强度在 120 MPa (我国）或150~200 MPa （国 外）以上，根据要求而定） – 优异的耐久性 – 高的韧性(极限抗拉强度≥7MPa） 10:19 AM 超高性能混凝土的组成特点 • 材料组成： –高强度水泥 –超细掺合料 –高性能外加剂 –优质骨料 –纤维 • 制备原理和配比参数特点： –最大堆积密度原理(减少孔隙率和大孔） –低水胶比（W/C0.25 （0.22）) 10:19 AM 超高性能混凝土的 发展历史 10:19 AM • 混凝土是多孔的固体。 – 水泥石中总孔隙（凝胶孔和毛细孔）率为25%~30% ； – 减少和减小孔隙提高混凝土强度的研究已开展了几十 年： • 早在1947年，T.C.Pwoers采用冷压技术制得抗压强度达 280MPa 的水泥石。 • 1970s: –Yudenfreund et al. 采用W/C=0.2 、真空搅拌和超细磨水泥 ，制得了230 MPa 的水泥石。 –D.M Roy et al. 采用热压技术（压力达50MPa ，最高温度达 250°C）制得510 MPa的水泥石。 10:19 AM • 1980s: –无宏观缺陷 (MDF) 水泥. 由Imperial Chemical Industries (ICI) 的 Birchall et al. 研究，采用塑料工业的加工方法制造，制得抗压强 度200MPa、抗弯强度150 MPa 的水泥；首次制得高抗弯强度的 水泥。 – 均布超细致密体系（ Densified Systems containing homogeneously arranged ultra-fine Particles, DSP). 由H.H. Bache, 提出，采用常规搅拌成型工艺，并制得抗压强度为120~250 MPa 的水泥。首次采用常规工艺制得120MPa以上的混凝土。 水泥颗粒 细骨料 硅灰 DSP 水泥混凝土的结构示意图 MDF制造的太阳能汽车车身 10:19 AM – 在DSP发展成功后，在DSP 系统中掺入纤维，生产混凝土，并采用高配 筋发展出了密实配筋复合材料 （Compact reinforced composite, CRC) • 1990s: 在DSP胶凝系统的基础上进一步发展了 – 活性粉末混凝土 （Reactive powder concrete, RPC) – 特