高性能混凝土虽然已成为当前的完善混凝土(Pefect concrete),但它也还不是理想混凝土或理想的水泥基复合材料,还有许多方面的难题需要解决。就水泥基材料科学技术而论,有以下方面的课题是亟待研究的:
a)水泥基材料的组成结构与性能的关系
为使高性能混凝土的各种性能得以进一步提高,必须对材料组分的粒子尺寸、级配、孔结构、集料接口区结构以致组分间的相互作用、物理力学、热学性质的差别等进行研究。
b)超塑化剂与复合外加剂
超塑化剂解决了高性能混凝土的低水胶比和低用水量与工作性之间的矛盾,因而成为高性能混凝土不可缺少的组分。但对超塑化剂与水泥和矿物细掺料之间、复合使用外加剂时的几种外加剂之间的兼容性,以及如何更好地发挥叠加效应等问题。
c)矿物细掺合料
矿物细掺合料不仅有利于水化作用和强度、密实度和工作性,增加粒子密集堆积,减低孔隙率,改善孔结构,而且对抵抗侵蚀和延缓性能退化等有较大作用。扩大稳定矿物细掺合料的来源,充分发挥其有利作用,稳定产品性能,研究其科学分类和品质标准,以及矿物细掺合料的活性进行机理性的研究。
d)高性能混凝土的配制以及相应标准、规范、规程等的制定和完善
高性能混凝土与普通混凝土在原材料、配合比以及生产和施工工艺个方面,尽管在大范围中是相同的,但在具体上仍有许多差别。例如,高性能混凝土胶凝材料的原材料除水泥外,还要掺用至少一种矿物细掺料,这就使得高性能混凝土的胶凝材料与传统的混凝土胶凝材料有所区别,产品质量检验已不能完全适用现行水泥标准,应另行制定专用标准。而且高性能混凝土中胶凝材料颗粒组成对混凝土的力学性能、耐久性能有重要影响。因此,高性能混凝土胶凝材料的配制生产并不是其所用的胶凝材料组分间简单的预先混合,而是要根据不同的胶凝材料组分性质、掺量等情况采用不同的混合、混磨等工艺生产。此外,高性能混凝土必须使用高效减水剂,但并不是任何水泥和外掺矿物掺合料与高效减水剂的兼容性良好,硬性配制势必影响高效减水剂的减水效果,并降低混凝土的性能。