现代混凝土综述

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1、现代混凝土综述姓名:学号：2016XXXXXX任课老师:X X X班级:现代混凝土课程教学班现代混凝土综述混凝土作为重要的建筑材料，经历了普通混凝土 -高强度混凝土一高性 能混凝土的发展过程。最初，混凝土技术的优劣是以强度作为主要依据的。 特别是上世纪70年代末，由于减水剂和高活性混凝土掺合料的开发和应用， 使高强混凝土的制备进入了一个新阶段，采用普通混凝土施工工艺，已能较 容易配制出80100 MPa的高强混凝土。但是，随着破坏造成的结构崩塌事 故在各地接连发生，使人们意识到混凝土强度增加带来的脆性问题已影响 到高强混凝土的使用安全。特别是诸如海洋、核电站、高层、大跨度建筑 工程领域提出的各

2、种苛刻的要求，迫使混凝土朝着高性能化方向发展目前,混凝土的高性能化已引起各国土木建筑与材料工程界的高度重视。据预测， 今后的100200年内，混凝土将成为最主要的工程结构材料，而高性能混 凝土将占主导地位。资料表明，从公元前2世纪采用天然火山灰、石灰、碎石拌制天然混凝 土开始，用于一般的民用建筑，到1824年，英国人JAspdin发明了波特兰 水泥，即烧制硅酸盐水泥、1861年，法国花匠J。Manier发明了制造钢筋 混凝土结构的方法，1867年出现钢筋混凝土结构构件，1940年开始采用了 预应力混凝土技术，从此混凝土技术有了突飞猛进的发展，为建造高层建筑 和大跨度桥梁提供了物质基础。这个时期

3、的混凝土性能，大多以满足强度要 求和如何获得较高强度的混凝土，作为科研和生产的主要工作目标。进一步的研究成果表明，如今，尚且没有能够完全取代混凝土作为结构 材料的其它材料，混凝土材料在今后50年内还将是应用最广、用量最大的 建筑材料目前，全世界水泥年产量达15亿吨以上，我国水泥年产量达5.1 亿吨，占世界产量的三分之一 由水泥作为主要胶凝材料的混凝土，其特殊的性能及施工工艺的简单 易行，已成为现代工程建设、影响人们生活方式的主要建筑材料。然而， 工业技术的发展源于它的发展基础、且由于同时存在着它自身发展过程的 缺欠，存在着人们认识能力的原因等，使得混凝土材料在给我们带来现代 文明的同时，也造成

4、许多问题。如资源的无节制的消耗和生产带来的环境 污染问题不能不引起各方面的极大关注和重视混凝土结构的耐久性能与其工作环境有关，工程实践表明，在长期环 境因素作用下，混凝土构件远低于设计寿命，这不仅是原设计理论估计的不足，也反映了环境变化的复杂性。因此，混凝土构建过早的出现裂缝甚 至倒塌。混凝土耐久性达不到要求，要花费大量财力用于工程维修和重建， 如在美国，今后混凝土工程维修和重建费用高达3000亿美元配制新的混凝土和拆除建筑废弃的混凝土，都将增加能源消耗和环境负担。仅美国每 年大约有6000万吨废弃混凝土，日本每年约有 1600万吨废弃混凝土，我 国的情况也未必乐观。可见废旧建筑材料的数量之大

5、 ，令人惊叹。混凝土结构的耐久性能与其工作环境有关，工程实践表明，在长期环境 因素作用下，混凝土构件远低于设计寿命，这不仅是原设计理论估计的不 足，也反映了环境变化的复杂性。可持续发展是人类社会发展中的重要认识成果，其本质是努力应用科 学的、技术的和经济的知识，去消除由于无节制的技术发展所造成的负面 影响。可持续发展的主要方面是通过保护和不必要的消耗来更有效地利用 资源，控制使用资源，使其可达到良性循环，或利用消耗材料的数量达到 最小限度。因此，高性能混凝土材料的可持续发展，其出路在于应用现代 混凝土的科学技术来增加混凝土的使用寿命，同时提高材料和构件的耐久 性，尽量减少造成修补或拆除的浪费，

6、尽可能的利用工业副产品和废弃物， 尽量减少自然资源和能源消耗，减少对环境的污染。(1) 高性能混凝土，其性能与所处时代的发展相适应，又随着社会生 产、生活的发展需要而发展，它有着鲜明的时代特征，即不能超越现实的 可能，又必须按照时代的需要而发展。(2) 高性能可持续性发展，是人们使生产和生活更加科学化为我们工 作提出了一个行为准则。(3) 混凝土的高性能不仅是产品自身的高性能，还包括生产的全过程。 实现高性能必须有高性能的生产保证。可持续发展的要求要保护资源和环 境，这不仅是要求产品自身、同时也要求生产的全过程都需要面临资源消 耗和环境保护的问题，这是一个全行业的系列化问题，也就是关于绿色高

7、性能混凝土的研究、生产与应用。如果说现实的高性能混凝土的自身发展 尚存在问题的话，那就是它必须受到可持续发展大前提的约束。从现代人类的工程建设史上来看，相对于砌体结构、木结构和钢、铁 结构而言，混凝土结构是一种新兴结构，它的应用也不过一百多年的历史。 但有的考古学者认为，水泥的起源约在公元前510万年，以后在公元前3000年，用熟石膏和石灰混合在一起建造了著名埃及的金字塔 ，这是现存的 最早的混凝土结构物其后在古希腊和罗马时代，用这种水泥建造了很多建 筑物和公路进入近代以来，经过了 J. Smeaton , J. Parker等人的试作阶段，1824 年英国的烧瓦工人Joseph Aspdin

8、调配石灰岩和粘土，首先烧成了人工的 硅酸盐水泥，并取得专利，成为水泥工业的开端。以后，对如何克服混凝土 抗拉强度很低这一问题进行了研究，1854年法国技师J.L. Lambot将铁丝 网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展出，这可以说是 最早的RC制品。从此以后Francois Conigne ,W il kinson等人改进了 Lambot 的制品，到1867年法国技师Joseph Monier取得了用格子状配筋制作桥面 板的专利，RC工艺迅速地向前发展。1867这一年，是全世界公认为最早的 RC桥架设的一年.1877年美国的Thaddeus H yatt调查了梁的力学性 质，

9、1887年德国的Konen提出了用混凝土承担压力和用钢筋承担拉力的设计 方案，德国的J. Baushinger确认了混凝土中的钢筋不受锈蚀等问题，于 是RC结构又有了新的发展。总而言之，混凝土结构是在19世纪中期开始得到应用的，由于当时水 泥和混凝土的质量都很差，同时设计计算理论尚未建立，所以发展比较缓 慢。直到19世纪末以后，随着生产的发展，以及试验工作的开展、计算理 论的研究、材料及施工技术的改进，这一技术才得到了较快的发展。目前已 成为现代工程建设中应用最广泛的建筑材料之一。在工程应用方面，混凝土结构最初仅在最简单的结构物如拱、板等中 使用随着水泥和钢材工业的发展混凝土和钢材的质量不断改

10、进、强度逐 步提高。例如在美国20世纪60年代使用的混凝土抗压强度平均为28N/mm2 , 20世纪70年代提高到42 N/mm2，近年来一些特殊需要的结构混凝土抗压 强度可达80100 N/mm2，而实验室做出的抗压强度最高已达 266 N/mm2。 前苏联20世纪70年代使用钢材平均屈服强度为380 MPa, 20世纪80年代 提高到420 N/mm2 ；美国在20世纪70年代钢材平均屈服强度已达420 N/mm2。 预应力钢筋所用强度则更高。这些均为进一步扩大钢筋混凝土的应用范围 创造了条件，特别是自20世纪70年代以来，很多国家巳把高强度钢筋和高 强度混凝土用于大跨、重型、高层结构中，

11、在减轻自重、节约钢材上取得了 良好的效果。为改善钢筋混凝土自重大的缺点，世界各国已经大力研究发展了各种 轻质混凝土（由胶结料、多孔粗骨科、多孔或密实的细骨科与水拌制而成）, 其干容重一般不大于18kN/m3，如陶粒混凝土、浮石混凝土、火山渣混凝 土、膨胀矿渣混凝土等。轻质混凝土可在预制和现浇的建筑结构中采用， 例如可制成预制大型壁板、屋面板、折板以及现浇的薄壳、大跨、高层结 构。但在应用中应当考虑到它的一些特殊性能（弹性模量低、收缩、徐变大 等）.目前国外轻质混凝土用于承重结构的强度等级为C30C60,其容重一般为1418kN/m3。国内常用的强度等级为C20、C30,也可配制C40或更 高的

12、强度，其容重一般为1218kN / m3。由轻混凝土制成的结构自重较普通 混凝土可减少2030%，由于自重减轻，结构地震作用减小，因此在地震区 采用轻质混凝土结构可有效地减小地震力，节约材料和造价。二次世界大战后，国外建筑工业化的发展很快，已从采用一般的标准 设计定向工业化建筑体系，趋向于做到一件多用或仅用较少几种类型的构 件（如梁板合一构件、墙柱合一构件等）就能建造成各类房屋实践充分显 示出建筑工业化在加快建设速度、降低建筑造价、保证施工质量等方面的 巨大优越性。在大力发展装配或钢筋混凝土结构体系的同时，有些国家还 采用了工具式模板、机械化现浇与预制相结合，即装配整体式钢筋混凝土 结构体系。

13、所有这些都显示了近代钢筋混凝土结构设计和施工水平日新月异的，迅速发展在19世纪末20世纪初，我国也开始有了钢筋混凝土建筑物，如上海市 的外滩、广州市的沙面等，但工程规模很小，建筑数量也很少解放以后， 我国在落后的国民经济基础上进行了大规模的社会主义建设。随着工程建 设的发展及国家进一步的改革开放，混凝土结构在我国各项工程建设中得 到迅速的发展和广泛的应用。我国20世纪70年代起，在一般民用建设中巳较广泛地采用定型化、 标准化的装配式钢筋混凝土构件，并随着建筑工业化的发展以及墙体改革 的推行，发展了装配式大板居住建筑，在多高层建筑中还广泛采用大模剪 力墙承重结构外加挂板或外砌砖墙结构体系。各地还

14、研究了框架轻板体系，最轻的每平方米仅为35kN。由于这种结构体系的自重大大减轻，不仅节 约材料消耗，而且对于结构抗震具有显著的优越性。改革开放后，混凝土高层建筑在我国也有了较大的发展继20世纪70年代北京饭店、广州白云宾馆和一批高层住宅（如北京前三门大街、上海 漕溪路住宅建筑群）的兴建以后，80年代，高层建筑的发展加快了步伐， 结构体系更为多样化，层数增多，高度加大，已逐步在世界上占据领先地 位；目前国内最高的混凝土结构建筑是广州的中天广场，80层322m高，为框架一筒体结构；香港的中环广场达78层374m,三角形平面筒中筒结构， 是世界上最高的混凝土建筑；广州国际大厦63层199m,是80年

15、代世界上最 高的部分预应力混凝土建筑随着高层建筑的发展，高层建筑结构分析方法 和试验研究工作，在我国得到了极为迅速的发展，许多方面已达到或接近 于国际先进水平。在大跨度的公共建筑和工业建筑中，常采用钢筋混凝土桁架、门式刚 架、拱、薄壳等结构形式。在工业建设中已经广泛地采用了装配式钢筋混 凝土及预应力混凝土。为了节约用地；在工业建筑中多层工业厂房所占比重 有逐渐增多的趋势，在多层工业厂房中除现浇框架结构体系以外，装配整体 式多层框架结构体系已被普遍采用并发展了整体预应力装配式板柱体系， 由于其构件类型少，装配化程度高、整体性好、平面布置灵活 ，是一种有发 展前途的结构体系同时升板结构、滑模结构也

16、有所发展。此外，如电视塔、 水培、水池、冷却塔、烟囱、贮罐、筒仓等特殊构筑物也普遍采用了钢筋 混凝土和预应力混凝土 如9度抗震设防、高380m的北京中央电视塔、高 405m的天津电视塔、高490m的上海东方明珠电视塔等。混凝土结构在水利工程、桥隧工程、地下结构工程中的应用也极为广 泛。用钢筋混凝土建造的水闸、水电站、船坞和码头在我国已是星罗棋布。 如黄河上的刘家峡、龙羊峡及小浪底水电站，长江上的葛州坝水利枢纽工 程及正在建设的三峡工程等。钢筋混凝土和预应力混凝土桥梁也有很大的发展，如著名的武汉长江 大桥引桥；福建乌龙江大桥，最大跨度达144m，全长548m。四川沪州大桥， 采用了预应力混凝土

17、T形结构，三个主跨为170m,主桥全长1255. 6m,引 道长达7000m，是目前我国最长的公路大桥。为改善城市交通拥挤，城市道 路立交桥正在在迅速发展随着混凝土结构在工程建设中的大量使用，我国在混凝土结构方面的 科学研究工作已取得较大的发展。在混凝土结构基本理论与设计方法、可靠度与荷载分析、单层与多层厂房结构、大板与升板结构、高层、大跨、 特种结构、工业化建筑体系、结构抗震及现代化测试技术等方面的研究工 作都取得了很多新的成果，基本理论和设计工作的水平有了很大提高，已 达到或接近国际水平。经过近十几年我国工程建设的快速发展以及进入WTO的需要，自1997年起，我国对工程建设标准进行了全面修订，并于今年先后颁布了建筑结 构可靠度设计统一标准(GB50068 2001 )及混凝土结构设计规范 (GB500102002)等。新标准的颁布，将推动新材料、新工艺、新结构的 应用，使混凝土结构不断地发展，不停地演进，达到新的水平