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    混凝土的高强与超高强化_赛普森硅灰

        混凝土除了前述之不可取代的优点外,同时还具有一些重要的缺点:
        混凝土的缺点之一是脆性大,特别是随着强度的提高,脆性随之增大,表现为混凝土抗拉强度与抗压强度之比(拉压比)小,例如对普通混凝土此值约为1110,这是由于混凝土在微观结构上为共价键所主导,且难以从其原材料和配比上给以明显的改变。此乃混凝土的本质性缺陷能取得显著的改善。只有采取与金属材料或有机材料相复合的途径,才能取得显著的改善,正因为这样,才有了钢筋混凝土及预应力混凝土的出现。为了进一步克服混凝土材料的脆性,提高延性,人们又提出了分散均匀配筋的概念,于是出现纤维混凝土、钢丝网混凝土、三维纤维配筋混凝土、钢管约束混凝土等新型混凝土复合材料。这些复合材料的延性得以大幅提高,以至本质的改善。

        混凝土的另一缺点是自重大、强度低,如普通混凝土的表观密度约为2400kgm3,而强度为10-40MPa,单位质量所能提供的材料强度,即材料质量比强度很低。由于自重大,承载能力低,导致建筑构件断面增大,建筑物自重升高,运输量增多,材料与能源消耗量增大,最后导致建筑成本提高。这就通常所说的“肥梁、胖柱、深基础”弊端。特别是现代土木建筑工程日益趋向高层和超高层化以及大跨和超大跨化的今天,这样的材料已不能适应形势的发展。

        解决问题途径有二,一是减轻混凝土的自重。如采用轻集料制成的轻集料混凝土,其表观密度为1400一1900kg/m3,其强度为15一50MPa,材料质量比强度为0.025,提高不是十分显著。性能良好的轻集料(如陶粒等)多系人工烧制而成,成本高.资源有限,因此.轻集料混凝土在我国及全世界的用量均有限。


        解决问题的另一条途径是将混凝土高强化与超高强化,即保持混凝土表观密度小幅提高的情况下大幅提高混凝土本身的强度。这是一条十分有前景的途径;这正是作者研究超高强混凝土和撰写本书的原因和宗旨。实际上,混凝土科技发展的基本轨迹,正是沿着这一途径前进的。


        20世纪50年代,我国应用的混凝土强度等级一般为C20 ;60年代为C30,在这一时期为了获得混凝土的工作性,需要加人大量的水,混凝土水灰比达到0.5一0.7;
        70--80年代,由于引入了减水剂,混凝土水灰比降至0.45-0.6,强度等级为C40-C50的混凝土已广泛使用;80-90年代为了获得更高的强度,同时又保持混凝土混合料良好的工作性,减水效率更高的高效减水剂逐渐使用,水灰比逐渐降低至0.45-0.30甚至0. 30以下,可以获得C100的超高强混凝土;而在实际工程中,C50-C70混凝土已较广泛使用。目前,C80,C90,C100的混凝土在我国已开始使用。

        本公司客户已研制成功混凝土流动性能良好、抗压强度达到150 MPa、表观密度不超过2 600 kg/M3岁耐的超高强混凝土,其表观密度比普通混凝土仅增加约200 k岁m3,但其强度则是30 MPa普通混凝土的5倍,其质量比强度提高到0. 058,超过了表1.2所列钢材的质量比强度。由此可见混凝土超高强化的重大意义。

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