高性能混凝土是近期混凝土技术发展的主要方向,国外学者曾称之为21世纪混凝土。挪威于1986年首先对此进行了研究,在1990年由美国国家标准与技术研究院(AIST)与美国混凝土学会(ACl)共同主办的一次研讨会上正式定名。由于高性能混凝土具有综合的优异技术特性,引起了国内外材料界与工程界的广泛重视与关注。十多年来,世界上许多国家相继投入了大量的人力、财力、物力进行该项研究与开发应用,使高性能混凝土技术取得了很大的进展,在原料的选择、配合比设计、物理力学性能、耐久性、工作性、结构性能以至应用技术等方面都取得了既有理论基础又有实用价值的科技成果,内容丰盈。以下主要介绍HPC在各国的应用。
1)日本早在20世纪60年代就能较容易地制成C60-C80的高强混凝土,并建成了数十座高强混凝土铁路桥。但HPC的应用也只局限在道路、桥梁及水工建筑范围。HPC掺合料中一般掺有大量的活性材料,如矿渣、粉煤灰等,以降低水化热,满足HPC施工要求。
2)挪威结合北海海洋石油开发的需要,是较早对HPC开展研究的国家之一,至今已建造了数十个海洋采油平台,成功地经受了非常恶劣的海洋环境。1986年开始对高强混凝土材料进行研究,为了提高结构的耐久性,挪威所有的桥梁混凝土必须掺粉煤灰或硅粉,水胶比不得超过0.4。
3)法国自1986年起就进行了HPC研究并建造示范工程。1989年法国建造了伊沃纳(Yvonne)河桥,由于采用C70的HPC,并采用体外预应力索的结构形式,使混凝土的用量减少30%,自重降低24%。
4)1993年美国联邦公路管理局发起了在全国公路桥梁建设中推广应用HPC的计划,1996年美国公路与运输协会和美国联邦公路管理局联合成立了HPC工作小组以实施HPC在公路工程中的应用。
5)我国自20世纪70年代起开始发展高强与高流动混凝土。1980年建成的红水河铁路斜拉桥的预应力混凝土箱梁就是采用的高坍落度高强混凝土:近年来建成的一些著名桥梁多采用高强混凝土,如上海杨浦大桥、武汉长江二桥等均采用C50掺粉煤灰泵送混凝土,汕头海湾大桥主梁采用C60混凝土。目前上海、北京有供应C80以上商品混凝土的能力。但是,我国传统的高强混凝土仅注重于强度,而随着抗压强度的提高,混凝土的脆性增大,应力应变曲线发生变化。随着强度增高,水泥用量随之加大,收缩徐变也相应增大,使高强混凝土在桥梁结构中的应用产生一定的难度和限制,这就要加紧研制和大力推广使用HPC。