组成钢筋混凝土首要材料之一的混凝土的展开方向是高强、轻质、耐久（抗磨损、抗冻融、抗渗）、抗灾（地震、风、火〕、抗爆等。1.1 高功能混凝土（high performance concrete，HPC）

　　HPC是近年来混凝土材料展开的一个重要方向，所谓高功能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高活动性等多方面的优胜功能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即归于高强混凝土，进步混凝土的强度是展开高层修建、挺拔结构、大跨度结构的重要办法。选用高强混凝土，能够减小截面尺度，减轻自重，因而可取得较大的经济效益，并且，高强混凝土一般也具有杰出的耐久性。我国己制成C100的混凝土。已有文献报导1），国外在实验室高温、高压的条件下，水泥石的强度到达662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实践工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56 d抗压强度达133.5MPa。

　　在我国为进步温凝土强度选用的首要办法有[1]：（1）合理运用高效减水剂，选用优质骨料、优质水泥，运用优质掺合料，如优质磨细粉煤灰、硅灰、天然沸石或超细矿渣。选用高效减水剂以下降水灰比是取得高强及高活动性混凝土的首要技能办法；（2）选用525，625，725号的硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥及相应的外加剂，这是我国修建材料科学研讨院制备高功能混凝土的首要技能办法；（3）以矿渣、碱组分及骨料制备碱矿渣高强度混凝土，这是重庆修建大学在引入前苏联研讨作用的根底上提出的研发高强混凝土的技能办法；（4）交通部天津港湾工程研讨所选用复合高效减水剂，用525号水泥320kg／m

　　，水灰比0.32，在实验室中制成了抗压强度分别为68MPa和65MPa的高强混凝土。文献[2]报告了选用某些金属矿石粗骨料如赤铁矿石、钛铁矿石等，能够比用一般石料作粗骨料取得强度更高、耐久性和延性更好的高功能混凝土。高强混凝土具有优秀的物理力学功能及杰出的耐久性，其首要缺陷是延性较差。而在高强混凝土中参加适量钢纤维后制成的纤维增强高强混凝土，其抗拉、抗弯、抗剪强度均有进步，其耐性（延性）和抗疲劳、抗冲击等功能则能有大幅度进步。此外，在高层修建的高强混凝土柱中，也可选用X形配筋、劲性钢筋或钢管混凝土等结构方面的办法来改进高强混凝土柱的延性和抗震功能[3]。

　　RPC是一种超高强的混凝土，其立方体抗压强度可达200-800MPa，抗拉强度可达25～150MPa，开裂能可达30KJ／㎡，单位体积质量为2.5-3.0t／m3.制成这种混凝土的首要办法是：（1）减小颗粒的最大尺度，改进混凝土的均匀性；（2）运用微粉及极微粉材料，以到达最优堆积密度（packing density）；（3）削减混凝土用水量，使非水化水泥颗粒作为填料，以增大堆积密度；（4）增放钢纤维以改进其延性；（5）在硬化进程中加压及加温，使其到达很高的强度。

　　一般混凝土的级配曲线是接连的，而RPC的级配曲线是不接连的台阶形曲线，其骨料粒径很小，挨近于水泥颗粒的尺度。RPC的水灰比可低到0.15，需参加很多的超塑化剂，以改进其作业度。RPC的价格比常用混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其规划成细长或薄壁的结构，以扩展修建运用的自在度。在加拿大Sherbrook已规划制作了一座跨度为60m、高3.47m的B200级RPC的人行-摩托车用预应力桁架桥。

　　美国混凝土学会（AC1）229委员会，提出了在配料、运送、浇筑方面可操控的低强混凝土，其抗压强度为8MPa或更低。这种材料可用于根底、桩基的填、垫、阻隔及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下结构，在一些特定情况下，可用其调整混凝土的相对密度、作业度、抗压强度、弹性模量等功能指标，并且不易发生缩短裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾选用了低强度砂浆（1ow-strength mortar， LSM〕，其组分为：水泥150kg／m

　　，水570kg／m3，超塑化剂6kg／m3，膨润土35kg／m3，所制成的LSM的抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa.LSM制成的隧洞关闭块，比惯例的土壤稳定法节省造价50％，故这种混凝土可望在软土工程中得到展开运用。1.4轻质混凝土[5]运用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业废料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人工轻骨料（页岩陶粒、粘土陶粒、胀大珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻功能好等长处运用工业废渣如抛弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土，可下降混凝土的出产成本，并变废为用，削减城市或厂区的污染，削减堆积废料占用的土地，对环境保护也是有利的。

　　为了改进混凝土的抗拉功能差、延性差等缺陷，在混凝土中掺加纤维以改进混凝土功能的研讨，展开得恰当敏捷。现在研讨较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维或尼龙合成纤维混凝土等。

　　在承重结构中，展开较快、运用较广的是钢纤维混凝土。而钢纤维首要有用于土木修建工程的碳素钢纤维和用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。用于土木修建工程的钢纤维首要有以下几种出产办法：（1）钢丝堵截法；（2）薄板剪切法；（3）钢锭（厚板）铣削法；（4）熔钢抽丝法。

　　当纤维长度及长径比在常用规模，纤维掺量在1％到2％（体积分数，本文中的掺量均指体积分数）的规模内，与基体混凝土比较，钢纤维混凝土的抗拉强度可进步40％~80％，抗弯强度进步50％~120％，抗剪强度进步50％~100％，抗压强度进步较小，在0~25％之间，弹性阶段的变形与基体混凝土功能比较没有显着不同，但可大幅度进步衡量钢纤维混凝土塑性变形功能的耐性。

　　我国工程制作规范化协会于1992年同意公布了由大连理工大学等单位编制的《钢纤维混凝土结构规划与施工规程》（CECS 38：92），对推行钢纤维混凝土的运用起到了重要作用。

　　钢纤维混凝土选用惯例的施工技能，其钢纤维掺量一般为0.6％～2.0％。再高的掺量，将简单使钢纤维在施工拌和进程中结团成球，影响钢纤维混凝土的质量。可是国内外正在研讨一种钢纤维掺量达5％～27%的简称为SIFCON的砂浆渗浇钢纤维混凝土，其施工技能不同于一般的拌和浇筑成型的钢纤维混凝土，它是先将钢纤维松懈填放在模具内，然后灌注水泥浆或砂浆，使其硬化成型。SIFCON与一般钢纤维混凝土比较，其特点是抗压强度比基体材料有大幅度进步，可达100~200MPa，其抗拉、抗弯、抗剪强度以及延性、耐性等也比一般掺量的钢纤维混凝土有更大的进步[7].

　　另一种名为砂浆渗浇钢纤维网混凝土（SIMCON）的施工办法与SIFCON的根本相同，仅仅预先填置在模具内的不是乱向散布的钢纤维，而是钢纤维网，制成的产品中，其纤维掺量一般为4％~6％，实验标明，SIMCON可用较低的钢纤维掺量而取得与SIFCON相同的强度和耐性，然后取得比SIFCON节省材料和造价的作用。

　　尽管SIFCON或SIMCON力学功能优秀，但因为其钢纤维用量大、一次性出资高，施工工艺特别，因而它们仅仅在必要时用于某些特别的结构或构件的部分，如火箭发射台和高速公路的抢修等。

　　在砂浆中铺设钢丝网及网与网之间的骨架钢筋（简称钢丝网水泥）所做成的薄壁结构，具有杰出的抗裂才能和变形才能，在国内外造船、水利、修建工程中运用较为广泛。近年来，在钢丝网水泥中又掺人钢纤维来制作公路路面、渔船、农船等，取得了更好的两层增韧、增强作用。

　　自密实混凝土不需机械振捣，而是依托自重使混凝土密实。混凝土的活动度尽管高，但仍能够避免离析。制作这种混凝土的办法有[4]：（1）粗骨料的体积为固体混凝土体积的50％；（2）细骨料的体积为砂浆体积的40%；（3）水灰比为0.9-1.0；（4）进行活动性实验，承认超塑化剂用量及终究的水灰比，使材料取得最优的组成。

　　这种混凝土的长处有：在施工现场无振荡噪音；可进行夜间施工，不扰民；对工人健康无害；混凝土质量均匀、耐久；钢筋安置较密或构件体型杂乱时也易于浇筑；施工速度快，现场劳动量小。

　　运用混凝土组成的改动，可战胜混凝土的某些晦气性质，例如：高强混凝土水泥用量多，水灰比低，参加硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好，但高强混凝土在硬化前期阶段，具有显着的自主缩短和孔隙率较高，易于开裂等缺陷。处理这些问题的一个办法是，用掺量为25％的预湿轻骨料来替换骨料，然后在混凝土内部构成一个“蓄水器”，使混凝土得到继续的湿润保护。这种参加“预湿骨料”的办法，可使混凝土的自生缩短大为下降，削减了微细裂缝。

　　高强混凝土的另一问题是杰出的密实性所引起的防火才能下降．这是因为在高温（火灾〕时，砂浆中的自在水和化学结合水转变为水气，但却不能从密实的混凝土中逸出，然后构成气压，导致柱子保护层脱落，严峻下降了柱的承载力，处理这个问题的一种办法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纤维，在高温（火灾）时，纤维熔化，构成了能使水气从鸿沟区逸出的通道，减小了气压，然后避免柱的保护层脱落。

　　国内涵大连中远60000t船坞工程中，因地质条件杂乱，船坞底板初次选用了坐落于基岩上的预填骨料升浆混凝土，即用密度较大的厚4~5m的铁矿石作为预填骨料，矿石层下再铺设1m厚的石灰石块石。矿石层上是厚60～80cm的现浇钢筋混凝土板在预填骨料层中安置压浆孔注入砂浆，构成预填骨料升浆混凝土。采纳这种工艺，缩短了工期，取得了杰出的经济效益。

　　碾压混凝土近年展开较快，可用于大体积混凝土结构（如水工大坝、大型根底）、工业厂房地上、公路路面及机场道面等。

　　用于大体积混凝土的碾压混凝土的浇筑机具与一般混凝土不同，其平坦运用推土机，振有用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机，整个施工进程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可很多掺用粉煤灰，与一般棍凝土比较，浇筑工期可缩短1/3~1/2，用水量可削减20％，水泥用量可削减30％~60％。

　　碾压混凝土的层间抗剪功能是修建混凝土高坝的关键问题，国内大连理工大学等单位曾展开这方面的研讨作业。

　　在公路、工业厂房地上等大面积混凝土工程中，选用碾压混凝土，或许在碾压混凝土中再参加钢纤缝，成为钢纤维碾压混凝土，则其力学功能及耐久性还可进一步改进。

　　新我国建国至今己逾50年，建国前后修建的不少混凝土结构，因老化或跟着经济的展开，需撤除重建，其撤除量非常巨大，在撤除的混凝土中，约有一半是粗骨料，应该考虑怎么使之再生运用。以削减环境废物，变废为用。

　　文献[4]报导，在荷兰的德尔夫特，一个272所住所的方案中，一切的混凝土墙均运用了再生骨料，该方案下一步的方案，是在混凝土楼板中也运用再生骨料。当然，在运用这些再生骨料时，需对这种馄凝土的功能进行实验，例如，文献[9]报导了有关再生轻质混凝土缩短和徐变较为显着的实验作用，值得注重。

　　2.1纤维筋[6]钢筋混凝土结构的配筋材料，首要是钢筋最近在世界上研讨较多的是树脂粘结的纤维筋（fiber reinforced plastics， FRP）作馄凝土及预应力混凝土结构的非金属配筋，常用的纤维筋有树脂粘结的碳纤维筋（GFRP）、玻璃纤维筋（GFRP）及芳纶纤维筋（AFRP）国外研讨指出，这几种纤维筋的强度都很高，仅仅玻璃纤维筋的抗碱化功能较差。纤维筋的杰出长处是抗腐蚀、高强度，此外，还具有杰出的抗疲劳功能、大的弹性变形才能、高电阻及低磁导性，其缺陷是开裂应变功能较差、较脆、徐变（松懈）值较大，热胀大系数较大。

　　国外已有日本、德国、荷兰等国将纤维筋用于预应力混凝土桥，包含体外预应力桥的实例[4]。

　　为了减小裂缝宽度和构件的变形，国内涵一些工程中，选用焊成梯格形的双钢筋，在构件内平放或竖放安置。

　　为了节省钢材用量，国内引入国外设备或克己设备，用光圆钢筋，通过冷轧，轧成带肋的直径小于母材直径的钢筋，称为冷轧带肋钢筋。另一品种似的钢筋，是用I级光圆用筋冷轧改变成型，称为冷轧变形用筋或冷轧扭钢筋。这两种冷轧钢筋的抗拉强度规范值（极限抗拉强度）及规划值都比母材大大进步，与混凝土的粘结强度也得到进步，但直径较小。它们首要用作板式构件的受力钢筋或梁、柱构件的箍筋或作预应力筋。因为强度进步，能够节省材料用量，取得经济效益。这两种钢筋，国内己制订了规程。为将这种小直径钢筋的用处扩展至梁、柱的受力钢筋，也可选用双筋或三筋的并筋，但需恰当增大其锚固长度。

　　在海洋环境或许有腐蚀性介质的环境中（如冬天撒盐的桥面），钢筋锈蚀是影响结构耐久性的重要原因。为了避免钢筋锈蚀，用不锈钢制作钢筋是一个途径，可是价格昂贵。另一个途径是用环氧树脂涂敷钢筋外表，构成防锈的涂层，以避免钢筋生锈，这种办法在日本、美国运用较多。钢筋在工厂中校直、加热、喷涂树脂粉末，构成防护薄膜，冷却后经查验合格，用于有严厉防锈蚀要求的工程，可使结构的耐久性大大进步。

　　在传统用于预应力混凝土的钢丝、钢绞线、热处理钢筋的根底上，从国外引入出产线MPa的预应力混凝土用的带螺旋肋的钢棒（stee1 bar），及直径达12.0mm、抗拉强度达1570MPa的带螺旋肋的钢丝。这种新产品的特点是：高强度、低松懈，与混凝土的粘结强度好，易墩粗，可点焊，可盘卷等。

　　国内涵对钢筋混凝土结构进行加固时，常用的一种技能是钢板粘结加固技能，可是钢板质量重、运送不便利，剪切成型也比较杂乱。

　　最近在国内外展开并运用了以质量很轻、易于加工、单向抗拉强度很高的纤维布（条、板〕替代钢板进行构件加固的技能，取得了杰出的作用。例如，冶金工业局修建研讨总院运用从日本进口的碳纤维，开发了加固改造修正混凝土结构新技能[10]，其运用的碳纤维布，厚0.111-0.165mm，单向抗拉强度3000~3550MPa，这种碳纤维布的特点是：具有很高的单向抗拉强度（为一般钢材的10倍），弹模与钢材挨近，很适用于钢筋混凝土结构的加固；质量轻，密度仅为钢的1/4，加固层厚度一般不大于1mm，根本不添加结构自重及截面尺度；施工便利，成效高；耐腐蚀，无须定时保护。

　　国外在用碳纤维布或碳纤维条时，还运用不同弹模的碳纤维进行优化组合，下降造价。

　　除碳纤维外，与纤维筋相似，也有用芳纶纤维和玻璃纤维制成的产品（布、条或扳〕．值得指出的是，世界桥梁与结构工程学会（IABSE）在1999年11月出书的Structural Engineering第9卷第4期中，会集报导了加拿大、美国、日本、欧洲诸国在展开运用这种新型材料方面的经历，对激起我国展开这种新材料的出产与运用很有含义。

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