高性能混凝土的产生背景_高性能混凝土基础知识
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1.1高性能混凝土产生的背景
传统的混凝土虽然已有将近200年的历史，也经历了几次大的飞跃，但今天却面临着前所未有的严峻挑战：
1、随着现代科学技术和生产的发展，各种超长、超高、超大型混凝土构筑物，以及在严酷环境下使用重大混凝土结构，如高层建筑、跨海大桥、海底隧道、海上采油平台、核反应堆、有毒有害废物处置工程等的建造需要在不断增加。这些混凝土工程施工难度大，使用环境恶劣、维修困难，因此要求混凝土不但施工性能要好，尽量在浇筑时不产生缺陷，更要耐久性好，使用寿命长。
2、进入20世纪70年代以来，不少工业发达国家正面临一些钢筋混凝土结构，特别是早年修建的桥梁等基础设施老化问题，需要投入巨资进行维修或更新。1987年美国国家材料咨询局的一份政府报告指出：在美国当时的57.5万座桥梁中，大约25.3万座处于不同程度的破坏状态，有的使用期不到20年，而且受损的桥梁每年还增加3.5万座。1991年在美国提交美国国会的报告“国家公路和桥梁现状”中指出，为修复或更换现存有缺陷桥梁的费用需投资910亿美元；如拖延修复进程，费用将增至1310亿美元。美国现存的全部混凝土工程的价值约6万亿美元，每年用于维修的费用高达300亿美元。
在加拿大，为修复劣化损坏的全部基础设施工程估计要耗费5000亿美元。在英国，调查统计了271个工程劣化破坏实例，其中碳化锈蚀17%，环境氯盐锈蚀33%，内部氯盐锈蚀5%，混凝土冻蚀10%，混凝土磨蚀10%，混凝土碱—骨料反应破坏9%，硫酸盐化学腐蚀4%，其他工作不常发生的腐蚀破坏7%。
我国结构工程中混凝土耐久性问题也非常严重。建设部于20世纪90年代组织了对国内混凝土结构的调查，发现大多数工业建筑及露天构筑物在使用25~30年后即需大修，处于有害介质中的建筑物使用寿命仅15~20年，民用建筑及公共建筑使用及维护条件较好，一般可维持50年。
相对于房屋建筑来说，处于露天环境下的桥梁耐久性与病害状况更为严重。据2000全国公路普查，到2000年底我国已有各式公路桥梁278809座，公路危桥9597座，每年实际需要维修费用38亿元，而实际到位仅8亿元。
港口、码头、闸门等工程因处于海洋环境，氯离子侵蚀引发钢筋锈蚀，导致构建开裂、腐蚀情况最为严重。1980年交通部四航局等单位对华南地区18座码头调查的结果，有80%以上均发生严重或较严重的钢筋锈蚀破坏，出现破坏的时间有的距建成仅5~10年。
3、混凝土作为最大的人造材料，不能不考虑它的使用对生态环境的影响。传统混凝土的原材料都来自天然资源。每用1t水泥，大概需要0.6t以上的洁净水，2t砂、3t以上的石子；每生产1t硅酸盐水泥约需1.5t石灰石和大量燃煤与电能，并排放1tCO2，而大气中CO2浓度增加是造成地球温室效应的原因之一。尽管与钢材、铝材、塑料等其他建筑材料相比，生产混凝土所消耗的能源和造成的污染相对较小或小得多，混凝土本身也是一种洁净材料，但由于它的用量庞大，过度开采矿石和砂、石骨料已在不少地方造成资源破坏并严重影响环境和大天然景观。有些大城市现已难以获得质量合格的砂石。另一方面，由于混凝土过早劣化，如何处置废旧工程拆除后的混凝土垃圾也给环境带来威胁。因此，须从根本上减少水泥用量必须更多地利用各种工业废渣作为其原材料；必须充分考虑废弃混凝土的再生利用，未来的混凝土必须是高性能的，尤其是耐久的。耐久和高强都意味着节约资源。“高性能混凝土”正是在这种背景下产生的。
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