国内外近十年来混凝土材料及其研究的进展

混 凝 土 试 件 破 坏
自密实混凝土（SCC）
定义：
自密实混凝土（self compacting concrete ） 具有高流动度、不离析、均匀性和稳定 性，浇注时依靠其自重流动，无需振捣而 达到密实的混凝土，发明人日本东京大学 的冈村甫、大内雅博等。
清水混凝土
定义： 清水混凝土Fair-faced Concrete 直接利用混凝土成型后的自然质感作为饰 面效果的混凝土工程 ，由日本的安藤忠雄 提出，日语称之为“打放コンクリ-ト”。
一、研究的进展 ——混凝土强度与耐久性
混凝土强度发展

长期以来，混凝土业和设计人员都只面对可以适 用于任何环境的万能混凝土，其抗压强度通常在 15 ~ 25 MPa。有些国家一些年来用于结构的混 凝土抗压强度要稍高，为25 ~ 35 MPa。

美国直到20世纪70年代末，广泛用于建筑的混凝 土强度仍在5000psi（35MPa)以下。
GHPC－高性能大掺量粉煤灰混凝土
HIGH-PERFORMANCE, HIGH-VOLUME FLY ASH CONCRETE
HVFA混凝土是加拿大的Malhotra在20世纪80年 代缔造的，该混凝土具有非常低的用水量和至少50 ％以上的水泥用粉煤灰来代替。高早期强度是通过 将水胶比降低到0.40或更低来达到的。为了降低用 水量，它要掺用高效减水剂，此外，当坍落度需要 150～200mm时也需要掺用高效减水剂。但如果不 需要早期高强度或者高坍落度，则无需掺用高效减 水剂。HVFA混凝土具有非常好的工作性、低水化 热、足够高的早期强度和非常高的后期强度、低干 缩和优异的耐久特性，这对提高现代混凝土建筑的 可持续性很重要，因此是一类真正的HPC。
高性能混凝土

如果现在将HPC强度规定在50～60MPa以 上，则用途很受限制，大大妨碍HPC的推 广应用；更重要的是窒息了HPC向绿色 HPC（GHPC）的发展，不能迅速改变水 泥混凝土愈来愈沦为不可持续发展的材料 的可怕前景。
高性能混凝土
建议将HPC的强度下限降低到C30左右， 以不损及混凝土内部结构（如孔结构、水化 物结构、界面区结构等）为度，以保证其耐 久性与体积稳定性。许多大体积水工建筑、 基础等对强度要求不高，但对耐久性、工作 性、均匀性、体积稳定性、低水化热等有很 高要求，都必须采用HPC。日本明石大桥采 用20MPa的HPC是很正确的。
220－225
1110±10 750±10
粗骨料(Dmax<19mm） 1170±10 细骨料 800±10
注：寒冷环境下掺用引气剂； 坍落度> 100mm或水胶比< 0.4时，掺用高效减水剂。
纤维混凝土定义

最早源于1879年石棉纤维水泥

(ACI)544委员会定义为：纤维增强混凝土 (Fibre Reinforced Concrete，FRC ) 一种复合材料
大掺量粉煤灰混凝土配合比范例(kg/m3)
28天强度 20MPa 用水量 ASTMⅠⅡ型水泥 120－130 125－130 28天强度 30MPa 115－125 155－160 28天强度 40MPa 115－120 180－200
ASTM F型粉煤灰
125－130
215－220
1200±10 750±10
国内外近十年来混凝土材料及其
研究的进展
一、国内外混凝土材料
高性能混凝土
定义
采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所 要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高 体积稳定性的混凝土。
《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）
定义
高性能混凝土——满足特定功能与匀 质性综合需要的混凝土。按惯常做法，用 普通的组分材料和一般的搅拌、浇注与养 护操作，未必能得到这种混凝土。

清水混凝土按其表面的装饰效果分为三类 ： 普通清水混凝土 饰面清水混凝土 装饰清水混凝土：



普通清水混凝土系指混凝土表面颜色基本一致， 对饰面效果无特殊要求的混凝土工程。 饰面清水混凝土系指以混凝土本身的自然质感和 有规律的对拉螺栓孔眼、明缝、蝉缝组合形成的 自然状态作为饰面效果的混凝土工程。 装饰清水混凝土系指混凝土表面形成装饰图案 、镶嵌装饰物或彩色的清水混凝土工程。

美国混凝土学会技术委员会 （1998）
注释：

高性能混凝土的特性，是针对 可捣实、不离析 长期力学性质 密度 韧性 在服务环境中运行 寿命长久

一定的应用和环境所要求的。例如：
易于浇注 早期强度 渗透性 水化热 体积稳定性
高性能混凝土
高工作度、高强度、高耐久性混凝土 可泵送、有掺合料的HSC 低水胶比、有高效减水剂和掺合料的HSC
目前国际上基本上一致认为纤维混凝土是 提高混凝土抗裂性和韧性的有效办法。

增韧机理
ຫໍສະໝຸດ Baidu
冲 击 循 环 荷 寻求 载 薄弱 内 点释放 能 能量 集 聚
新 裂 纹 出 现 纤 维 发 挥 作 用
寻求基体 最薄弱处 出现新裂纹 消耗变形能
新 裂 纹 出 现 新 的 平 衡 建 立
新的摩擦源 与受力纤维 减少，加速 微裂纹扩展
HPHVFAC的特征
• 胶凝材料中至少有50％粉煤灰 • 低用水量，通常低于130kg/m3 • 水泥用量，通常不多于200kg/m3 • 对于28d抗压强度大于30MPa，坍落度>150mm的混 凝土，水胶比在0.35左右或更低，一般需要掺高效 减水剂 • 暴露于冻融环境里的混凝土掺引气剂使气孔间隔系 数足够小是必要的 • 对28d抗压强度不用到30MPa，坍落度>150mm的混 凝土，水胶比可以在0.40左右，不用掺高效减水剂

清水混凝土施工应进行全过程质量控制， 同一饰面效果的清水混凝土应保持材料和 施工工艺的一致性
清水混凝土建筑
混凝土可持续发展的新时代
我们正走向人类历史上一个新的里程碑，应 该回顾并反省过去得到的教训，同时构想未来， 将混凝土业引向可持续发展的新时代。为了向可 持续发展的目标迈进，必须在基础设施建设和环 境保护这两个同等重要的社会需求之间，找出解 决矛盾的办法。作为发展基础设施最重要的参与 者以及地球天然资源的主要消费者，混凝土工业 需要重新定向，接受有利于环境的工艺技术。