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混凝土材料發展方向的探討

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混凝土材料發展方向的探討

發布日期:2016-02-18 11:24 來源:http://www.twhwgs.tw 點擊:


混凝土材料發展方向的探討




混凝土以其良好的抗水性、優越的可塑性、優良的耐火性以及最具競爭力的經濟性而成為目前全世界用量最大(110億噸/年)和使用范圍最廣(土木、水利、交通、石油、航運、國防、軍工等等)的材料


混凝土材料研究和發展的趨勢

新材料技術的發展促使混凝土通過復合走向高性能和智能化


以工業廢料代替水泥以實現節能減排

  許多工業廢料如煤熱電廠排放的粉煤灰、煉鋼廠排放的粒化高爐礦渣(磨細)、工業燃煤后留下的未能充分燃燒的煤矸石(磨細),生產硅金屬的排放的硅灰等都可以用來部分代替水泥,而不降低混凝土的性能。事實上,這些工業廢料等量代替水泥后,如果配料得當,往往能夠提高甚至大幅度混凝土的各種性能,如強度和耐久性能。我國的三峽大壩,使用量2800萬m3,約合6720萬噸,其中的粉煤灰替代水泥的量為40%,既減少了成本,又成功解決了三峽大壩大體積混凝土溫升的問題。硅灰已成為現代高強高性能混凝土必不可少的礦物摻合料之一。文獻[5],利用56%的礦渣和和30%煤矸石制備無孰料水泥,也就是說用礦渣和煤矸石經過一定處理完全代替水泥,配制低等級的混凝土混凝土,已經成為可能。


高性能化


混凝土的高性能,主要體現在:高的工作性、高強度和高的耐久性(如:水工混凝土的抗滲、寒冷地區的抗凍、機場和公路混凝土路面的抗沖耐磨、海工或化工混凝土工程的抗酸性侵蝕、大體積混凝土的抗裂等)。高的工作性可通過復合超塑化劑來實現,使得混凝土能夠無需振搗靠自重流平模板的每一個角落,即自流平混凝土[3].高強可以通過復合各種纖維來實現。法國研究人員通過特殊工業通復合直徑0.15mm長度13mm、最大體積摻量為2.5%的鋼纖維,在400℃的養護條件下,制備出的超高強混凝土其抗壓強度達到800Mpa[1].這種混凝土在韓國得到了商業應用,如圖1(Cheog人行橋),跨度120m,拱高130m,其細長比創造了世界紀錄。高的耐久性,根據具體要求不同而復合不同的材料,如:復合化學纖維、超細礦物摻合料或引氣劑等可提高混凝土抗滲性抗凍性,復合鋼纖維和硅灰可以提高路面的抗沖耐磨性能,復合高爐礦渣和粉煤灰可以有效提高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕能力,復合大摻量粉煤(]如圖2)和相變材料(如冰)可以減少大體積混凝土內部溫升從而控制其開裂等。

綠色技術的發展引導混凝土向節能減排、循環使用的方向發展

  混凝土雖然擁有眾多優勢,但其對環境的影響卻不能忽視。混凝土每年大約消耗15億噸的水泥和近90億噸的天然砂石料,可以說是世界上最大的天然資源用戶[1],其生產和應用必將給生態環境帶來許多不利的影響。所以混凝土就必然面臨這一問題所帶來的沖擊,可持續經濟、循環經濟、節能減排等一系列國家政策要求混凝土必須走綠色之路。自然就要從水泥和砂石料這兩方面著手解決了。


相關標簽:混凝土實心磚

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