高性能混凝土发展现状和展望

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1、高性能混凝土发展现状及展望高性能混凝土发展现状及展望【中国水泥网】作者:黑龙江省混凝土及外加剂专家委员会　　水泥混凝土是近现代最广泛使用的建筑材料，也是当前最大宗的人造材料。进入20世纪以来，以混凝土为建筑材料的工程结构物得到飞速发展，与其他建筑材料相比，混凝土以其良好的综合性能已成为楼宇、桥梁、大坝、公路和城市运输系统等现代化标志的首选材料。　　据不完全统计，当今世界每年消耗的混凝土量不少于45亿立方米，而且在21世纪将继续稳定增长。　　水泥混凝土从问世以来，经历了低强度、中等强度、高强度乃至超高强度的发展历程，似乎人们总是乐于

2、追求强度的不断提高。但是近四五十年以来，混凝土结构物因材质劣化造成过早失效以至破坏崩塌的事故在国内外都屡见不鲜，并有愈演愈烈之势。这些混凝土工程的过早破坏，其原因不是由于强度不足，而是由于混凝土耐久性不良。例如，在日本海沿岸，许多港湾建筑、桥梁等，建成后不到10年的时间，混凝土表面即出现开裂、剥落，钢筋锈蚀外露。美国国家材料顾问委员会1987年提交的报告报道，约有253万座混凝土桥面板出现不同程度的破坏(其中部分仅使用不到20年)，而且每年还将增加35万座；同年Litvan和Bickley发表了对加拿大停车场的检测报告，他们发现大量

3、停车场在远比预计的服务寿命要早得多就出现破坏。美国1991年在提交国会的报告《国家公路和桥梁现状》中指出，美国当时的全部混凝土工程价值约6万亿美元，而每年用于维修的费用高达300亿美元；南非1981年用于拆换桥梁、挡土墙、墩柱、路面、路缘、蓄水坝、系桩柱、防波堤、电杆基础等的经费就超过2700万英镑，这些结构物多是在建成后3～10年内就发现开裂破坏。英格兰岛中部环形线的21km快车道，11座混凝土高架桥的建造费是2800万英镑(1972年)，因冬季撒盐化冰雪，两年后就发现钢筋锈蚀将混凝土顺筋胀裂，到1989年的15年间，修补费高达4

4、500万英镑(即为造价的16倍)，估计以后15年(到2004年)还要耗费12亿英镑(累计接近造价的6倍)!日本目前每年仅用于房屋结构维修的费用即达400亿日元以上，日本引以自豪的“新干线”使用不到10年就出现大面积混凝土开裂、剥蚀现象。　　我国基本建设比发达国家迟三十多年，但已建的一些工程也有类似令人堪忧的状况，有不少混凝土工程使用寿命远低于设计要求。据统计，我国现有建筑面积50亿平方米，其中约23亿平方米需分期分批进行鉴定加固，近10亿平方米急需维修加固。1989年，建设部科技发展司组织调查组对北京、西宁、贵阳等地的一些建筑物进行

5、了调查，结果表明，建国初期的建筑均已达到必须大修的状态，现有大多数工业建筑不能满足安全使用50年的要求，一般使用25～30年就需大修和加固。我国在50年代兴建的大坝有许多已经成为陷入危境的“病坝”：截至1997年年底，驰名中外的安徽佛子岭、梅山、响洪甸三座老坝共亏损1亿多元，仅佛子岭1997年一年就亏损1700万元，而在修补佛子岭的设计预算中，只修两个拱就需要1400万元。1985年水电部调查报告表明：我国水工混凝土的冻融破坏在“三北”地区的工程中占100%，这些大型混凝土工程一般运行也就30年左右，有的甚至不到20年，如云峰宽缝重

6、力坝，运行19年后下游面受破损显著，表面剥蚀露出骨料，总面积约8500平方米；而丰满重力坝自从运行后就年年维修，运行33年后，上、下游面及尾水闸墩破损明显，表面露出钢筋，冻害严重，致使坝顶抬高10余厘米。港口码头工程，特别是接触海水工程，其受冻破坏的现象更为严重，破坏的结构主要是防波堤、胸墙、码头、栈桥等，如天津新港的防波堤，采用普通混凝土的部分，经十几年左右的运行，就被冻融破坏以致不能发挥作用了。地处寒冷地区的水电站、工业厂房、铁道桥涵、交通部门的混凝土路面、桥梁及市政工程等的混凝土，接触雨水、蒸汽的部分，排水系统及受渗透水作用的

7、部分，都受到了冻融破坏，如通辽发电厂的冷却塔，筒壁混凝土由于渗水致使混凝土遭受冻融破坏而发生表皮剥落、空鼓等现象。　　为使上述及类似工程继续发挥作用，各部门每年都要耗巨资加以维修，根据以往经验，混凝土工程安全使用期和维护使用期的比例为1：3～10，但维护使用期的维修费用却高达建设费用的1～3倍。我国南方海港浪溅区钢筋混凝土建筑物由于以往设计标准偏低和施工质量问题，通常使用8～10年即出现因氯盐腐蚀钢筋引起的开裂剥落破坏，维修费用及由此造成的直接、间接经济损失惊人，例如某10万吨级矿石中转码头，使用不到十年即要大修，大修防护费用预计高

8、达上千万元。有专家预计，21世纪初我国将出现混凝土结构物的维修高潮，每年所需的维修费用可能高达数千亿元。我国北方如北京、天津等地的钢筋混凝土立交桥，即使没有像美国北方冷天要常撒盐化冰雪，使用时间也并不长，却已广泛显示钢筋锈蚀和混凝土顺