各种新型混凝土简介
第一章 高强混凝土
　　 第一节 概　　述
　　 随着建筑业的飞速发展，提高工程结构混凝土的强度，已成为当今世界各国土木建筑工程界普遍重视的课题，它既是混凝土技术发展的主攻方向之一，也是节省能源、资源的重要技术措施之一。近年来，世界各国使用的混凝土，其平均和最高抗压强度都在不断提高。大量的工程实践证明，在建筑工程中采用高强混凝土，不仅可以减小结构断面尺寸、减轻结构自重、降低材料用量、有效地利用高强钢筋，而且能增加建筑的抗震能力，加快施工进度，降低工程造价，满足特种工程的要求。因此，在结构工程中推／“应用高强混凝土具有重大的技术经济意义。
　　 一、国际高强混凝土的研究和应用
　　 在国际上，高强混凝土的研究和应用得到了各国政府的高度重视。1978年6月，在挪威召开了“第一次高强混凝土应用国际学术讨论会”；同年12月，在美国芝加哥伊利诺斯大学，第一次召开了国际“高强混凝土专题讨论会”；1990年5月，在美国Berkeley加州大学，召开了“第二次高强混凝土应用国际学术讨沦会"；1993年6月，在挪威召开了“第三次高强混凝土应用国际学术讨论会”；1996年5月，在法国巴黎召开了“第四次高强混凝土应用国际学术讨论会”；以后将每三年举行一次国际学术讨论会。
　　 美国在高强混凝土研究和应用方面领先于其他工业发达国家。其使用的混凝土平均强度已超过40MPa，其中预应力混凝土强度已超过70MPa。芝加哥市20世纪?0年代就将高强混凝土用于工程结构，其中1975年建造的79层超高层建筑——高水塔广场大厦，高达262m，从地下室至第50层，混凝土的平均强度超过了C70，至今仍然是世界第一。1989年，在西雅图建成的PacificFirstCenter大厦，采用的钢管混凝土柱，平均强度达到140MPa。据有关资料报道：到本世纪末，美国将生产出强度为200MPa的商品混凝土。
　　 日本是极其重视高强混凝土研究与应用的国家。日本从60年代就开始应用80MPa的高强混凝土，其建设厅于1988年设立了一项简称“新RC"的研究计划，以巨大的投资专门研究高强混凝土和高强钢筋在建筑工程中的应用，取得了许多突破性的进展，成为世界上高强混凝土研究与应用的先进国家。1965年，日本已能生产80MPa的混凝土桩，并在预应力桥上采用了C60-C80的高强混凝土；1992年，日本集中精力研究60-70层房屋的试设计和抗震分析，认为Cll0级混凝土建造这类高层建筑是可行的，柱子断面可以控制在lm~lm之内；最近几年，日本一家公司用120—150MPa高强混凝土创造了足尺的梁柱试件，对混凝土的配制方法及施32_32艺作了模拟，准备用于高层建筑上；日本现在正在努力研究高强塑性混凝土，预计强度可达243MPa。
　　 加拿大是美国的邻邦，高强混凝土技术很快传人，得到高度重视和迅速发展。1989

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年，加拿大政府提出了一个协作网研究计划，从158项提议中评选出15项，高强高性能混凝土研究就是其中的一项，1990年资助经费500万美元，有七个大学进行了四年的研究。1994年，原来的15个项目有10个项目继续得到支持，其中还有高强高性能混凝土研究，又资助经费550万美元。1975年，在多伦多市建造的75层商业银行、1978年建造的33层大楼、90年代建造的56层大楼等都采用了高强混凝土，取得了良好的社会效益和经济效益。
　　目前，俄罗斯所采用的混凝土的平均强度已超过30MPa，并开始大量采用C40-C50的混凝土，C60-C80的混凝土用量也逐渐增加，有的已达到iOOMPa；俄罗斯科学家预言，21世纪混凝土的强度将达到150～200MPa。美国混凝土学会预言，21世纪初可望建造600-900m高度的钢筋混凝土建筑、跨度为500-600m的混凝土桥梁、海上浮动城市及地下城等，届时将使用抗压强度为140MPa以上的混凝土。德国使用的混凝土的平均强度为C30和C50，其用量各占一半左右。另外，挪威、法国、澳大利亚等国家，在高强混凝土研究和应用方面电做出了不懈努力，取得了很大进展，为高强混凝土的发展贡献了力量。
　　二、国内高强混凝土的研究和应用
　　我国政府对高强混凝土的研究和应用也非常重视。1986-1990年，国家自然科学基金委员会和建设部，将“高强混凝土的配制、结构设计和施工方法”课题列为重点科研项目；1987-1991年，全国钢筋混凝土标准技术委员会组织了《混凝土结构设计规范》第四批课题“高强混凝土结构性能及设计方法”的研究；1992～1996年，全国钢筋混凝土标准技术委员会，又组织了(混凝土结构设计规范》第五批课题“高强混凝土结构基本性能”的研究，并列入了工程建设国家标准重点科研计划；1994-1997年，国家自然科学基金重点资助了“高强与高性能材料的结构与力学性能研究”项目；1996年，国家计委资助800万元，重点扶持“重大工程中混凝土安全性”研究课题，其中也包括高强高性能混凝土的内容。由此可见，高强混凝土在我国的研究开展虽然较晚，党和政府却给以高度重视，使该项工作取得较大进展。
　　早在1959年，由北京市建工局第二建筑公司、建工研究所、北京工业设计院、建研院、建材院、冶建院等单位合作，对唐山市1Sm高强预应力混凝土屋架进行了1000号高强混凝土的试验研究。采用比表面积达到5000cm2／s的硅酸盐水泥，水灰比控制在0。22--0．25范围内，选择的砂率为24％一26％，加入水泥质量1．5％的CaCl2和0．3％塑化剂，混凝土的配合比(C：S：G)为1：0．53：1．50，混凝土的强度达到1028kg／cm2。经过1976年的唐山大地震，这个高强预应力混凝土屋架完好如初，为高强混凝土的发展树立了信心。
　　 20世纪70年代以来，由于高效减水剂和高标号水泥的生产，为在普通工艺条件下制备高强混凝土提供了技术条件，促进了我国对高强混凝土的应用。1976年，海军工程设计院和清华大学合作，在连云港海军基地成功地施工了C60级混凝土防护门；1986年，衡广复线花县的江村南桥，用C80级混凝土浇筑了跨度40m的T型简支梁，28d的强度实际达到92．8MPa；1992年以来，我国应用高强混凝土建造的高层(大于lOOm)建筑近40座，普及全国各大城市；目前世界第三、亚洲第一高层建筑——上海金茂大厦，88层、420．5m，其钢柱加混凝土，就是采用的C60高强混凝土；1995年11月，北京财税大楼首层四根柱子施工中，采用C110级商品预拌混凝土，实际施工混凝土强度为124～131MPa，平均达到127．5MPa；1990～1996年，北京城建集团总公司在供应的150万m3的商品混凝土中，C50-C60高强混凝土占2096，达30万m3
第二章 泵送混凝土
　　 第一节 概　　述
　　 在混凝土工程施工过程中，由于混凝土有时间的严格限制，所以其运输和浇筑是一项繁重的、关键性的工作。它要求迅速、及时、保证质量和降低劳动消耗。尤其是对大型钢筋混凝土构筑物和高层建筑，如何正确选择混凝土的运输工具和浇筑方法尤为重要，它往往能定施~2212期的长短和劳动量消耗的大小。最近几年，在建筑工程推广应用的泵送混凝土技术，以其效率高、费用低、节省劳力、水平和垂直运输可一次连续完成、适用狭窄施工现场等优点，愈宋愈受到人们的重视。
　　 混凝土泵是一种用于输送和浇筑混凝土的施工设备，它能一次连续地完成水平和垂直运输，尤其对于一些工地狭窄和有障碍物的施工现场，用其他运输工具难以直接靠近施工工程，混凝土泵更能有效地发挥作用。工业发达国家早就推广应用，尤其是预拌混凝土生产与泵送施工相结合，彻底改变了施工现场混凝土工程的面貌。这些年来，我国掀起大规模基本建设，泵送混凝土在我国亦得到很大发展，上海等发展泵送混凝土较早的城市，泵送混凝土技术已接近世界先进水平。
　　 一、国外泵送混凝土技术的发展
　　 (一)国外混凝土泵的发展
　　 从最早的混凝土泵的出现，至今已有90多年的历史。德国为混凝土泵的创始国，于1907年就开始研制混凝土泵，是世界上第一个取得混凝土泵专利的国家，也是欧洲混凝土泵发展最快的国家，目前拥有一些规模较大、世界著名的混凝土泵制作企业，如施文英(Schwing)公司、赛勒(Scheele)公司、施泰特(Stetter)公司、浦兹麦斯泰(Putzmeister)公司等。目前，德国生产的最大功率的混凝土泵，最大排量为159m3八1，最大水平运距为1600m，最大垂直运距为400m，是当今世界上最大的混凝土泵。
　　 美国是继德国之后混凝土泵发展较早的国家，1913年美国ComellKee设计出曲轴机械传统的混凝土泵取得专利权，并制造出第一台混凝土泵，拥有查伦奇—考克兄弟(Challenge’CookBros)公司、汤姆逊(Thomsen)公司和混凝土泵(Pumpe)公司等，生产的最大功率的混凝土泵，最大排量为110m3八1，最大垂直运距达200m以上。原苏联从1926年就开始研制混凝土泵，1932年列宁格勒工业大学制造了双缸隔膜式混凝土泵，并在莫斯科运河工程上应用。1932年，荷兰入库依曼(J．C·Kooyman)成功地将立式缸改为卧式缸，设计制造了库依曼型混凝土泵，大大提高了工作的可靠性。
　　 20世纪50年代中叶，德国的托克里特(Torkret)公司首先发明了用水作为工作液体的液压泵，使混凝土泵进入了一个新的发展阶段。1959年，德国的施文英公司便生产出了第一台全液压混凝土泵，使混凝土泵的设计制造和泵送技术方面日趋完善，为混凝土泵大规模

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用于实际工程创造了有利条件。
　　 20世纪60年代中期，为了提高混凝土泵的机动性，又研制成功了混凝土泵车，使混凝土泵由固定式发展成为车载式，同时，为了使混凝土浇筑更加方便，又在混凝土泵车上加装了可以回转的伸缩的布料杆，可以将混凝土拌合物直接入仓，大大提高了混凝土的浇筑速度。1963年，美国的查伦奇—考克兄弟公司又研制了一种挤压式混凝土泵，这种混凝土泵构造简单、价格低廉，但由于输送距离小，目前已不使用。
　　 随着科学技术的飞速发展，混凝土泵的构造目前还在不断的完善，尤其在阀门系统和液压系统方面仍在不断革新，在提高功率和可靠性方面仍在进行大量的研究和探讨，大功率、高效率的新型混凝土将不断出现。
　　 (二)国外泵送混凝土的发展
　　 混凝土泵的不断发展，必将推动泵送混凝土的发展。1973年，德国采用的泵送混凝土占商品混凝土的20．8％，西柏林地区可高达40％--50％，近年来又有所提高。法国在20世纪70年代，泵送混凝土已占到15％--20％，混凝土泵绝大多数为商品混凝土公司拥有。美国至1980年，商品混凝土中用混凝土泵送者约占50％，到1990年发展至占60％以上。
　　 日本的泵送混凝土采用较晚，至1950年才研制第一台机械式混凝土泵，其排量只有10m3／h，水平运距只有240m，但发展十分迅速。目前已成为采用泵送混凝土比例最高的国家，就日本全国而言，1973年泵送混凝土所占的比例已达到60％，1974年已拥有混凝土泵3462台；特别是东京地区，1967年泵送混凝土所占的比例就达到29．7％，到1971年就上升为96％；近年来，日本对轻骨料混凝土的泵送做了大量的试验研究和推广工作，已经获得巨大的成功。
　　 此外，英国、俄罗斯、意大利、澳大利亚、加拿大及南美的一些国家，都有较高的泵送混凝土技术，从不同角度均促进了泵送混凝土技术的发展。
　　 二、国内泵送混凝土技术的发展
　　 我国在泵送混凝土技术方面起步较晚，自20世纪50年代才从国外引进混凝土泵，20世纪60年代初才开始仿照苏(；-284型固定式混凝土泵制造，但一直未得到推广应用。20世纪70年代初，原一机部建筑机械研究所与原沈阳振捣器厂进行混凝土泵的研制工作，于1975年试制成功HB-8型固定式活塞泵。1978年6月，原国家建委机械所与湖南常德机械厂合作，研制成功了HB-15型油压活塞式混凝土泵。同年，电力工业部水电七局水工机械厂，参照日本700S-1型混凝土泵研制成功了HB-30型混凝土泵。1979年，上海第八建筑工程公司，仿制了德国托克里特式以水作为压力介质的带布料杆混凝土泵车，华东电力建设局设计了HBC-65型混凝土泵车。
　　 进入20世纪80年代，是我国混凝土泵研制和生产的兴旺发达时期，由于大规模基本建设的急需，促使生产企业竟相研制和生产新型的混凝土泵，使我国混凝土泵研制和生产迈出了可喜的一步。湖北建设机械股份公司、沈阳建设机械总公司、建设部中联建设产业公司、三一重工业集团有限公司、山东方圆集团公司、徐州三工建设机械厂等生产企业，所生产的混凝土泵和泵车的型号基本齐全，从小排量到大排量，从低压到高压基本都能生产，为我国泵送混凝土技术的发展均做出了一定贡献。其中沈阳建设机械总公司生产的HBTl00型泵送压力已达16MPa，三一重工业集团有限公司生产的三一牌HBT60C型泵送压力已达14mpa

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