土木工程概论 教学课件 作者 刘俊玲 第十三章 发展趋势.ppt

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1、第十三章土木工程发展趋势一、高性能混凝土高性能混凝土（highperformanceconcrete,hpc)是近年来混凝土材料发展的一个重要方向。所谓高性能：是指混凝土具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减少截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国已制成C100的混凝土。国外在实验室高温、高压的条件下，水泥石的强度

2、达到662mp（抗压）及64.7mpa（抗拉）。在实际工程中，美国西雅图双联广场泵送混凝土56d抗压强度达133.5MPa。第一节高性能混凝土二、活性微粉混凝土活性微粉混凝土（reactivepowerconcrete,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，断裂能可达30kj/m2，单位体积质量为2.0~3.0t/m3。rpc的价格比常用混凝土稍高，但大大低于钢材，可将其设计成细长或薄壁的结构，以扩大建筑使用的自由度，在加拿大sherbrook已设计建

3、造了一座跨度为60m，高3.47m的B200级rpc的人行—摩托车用预应力桁架桥。三、低强混凝土美国混凝土学会（ACI）委员会，提出了在配料、运送、浇注方面可控制的低强度混凝土，其强度为8MPa或更低。这种材料可用于基础`桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下构造，在一些特定情况下，可用其调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标，而且不易产生裂缝。荷兰一座隧洞工程中曾采用了低强度砂浆（low-strenghthmortar,lsm),其组分为：水泥为150kg/m3；砂为1080kg

4、/m3；水为570kg/m3；超塑化剂6kg/m3，所制的lsm的抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa，lsm制成的隧洞封闭块，比常规的土壤稳定法节约造价，故这种混凝土可望在软土工程中得到应用发展。四、轻质混凝土利用天然轻骨料（如浮石、凝灰岩等）、工业肥料轻骨料（如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造轻骨料（页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩等）制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点，利用工业废渣如锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土，可降低混凝土的生产成本

5、，并变废为用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，对环境保护也是有利的。五、纤维增强混凝土为了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺点，在混凝土中掺加纤维以改善混凝土性能的研究，发展的相当迅速。目前研究较多的有钢纤维、耐碱玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、聚丙稀纤维或尼龙纤维混凝土等六、自密实混凝土自密实混凝土不需机械振捣，而是依靠自重使混凝土密实。混凝土的流动度虽然高，但仍可以防止离析。这种混凝土的优点有：在施工现场无震动噪音；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；钢筋布置较密或构件体形复杂

6、时也易于浇筑；施工速度快，现场劳动量小。七、智能混凝土利用混凝土组成的改变，可克服混凝土的某些不利性质，例如：高强混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之类的活性材料，硬化后的混凝土密实度好，但高强混凝土在早期硬化阶段，具有明显的自主收缩和空隙率较高，易于开裂等缺点。解决这些难题的一个方法是，用掺量为25%的预湿轻骨料来替换骨料，从而在混凝土内部形成一个“蓄水池”，使混凝土得到持续的潮湿养护。这种加入“预湿骨料”方法可使混凝土的自生收缩大为降低，减少了微细裂缝。八、碾压混凝土碾压混凝土近年发展较快，可用于大体积混凝土结

7、构、工业厂房地面、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普通混凝土不同，其平整使用推土机，振实用碾压机，层间处理用刷毛机，切缝用切缝机，整个施工过程的机械化程度高，施工效率高，劳动条件好，可大量掺用粉煤灰，与普通混凝土相比浇注工期可缩短，用水量可减少，水泥用量可减少。碾压混凝土的层间抗剪性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开展这方面的研究工作。在公路工业厂房地面等大面积混凝土工程中，采用碾压混凝土，或者在碾压混凝土中再加入钢纤维，成为钢纤维碾压混凝土，但其力学性能及耐久性还

8、需进一步完善。第二节钢结构一、钢结构工程是一项“绿色环保工程”1.废弃料可再生利用，是一种环保型建筑材料2.避免了砂、土、粉尘飞扬，净化空气3.工厂化生产，现场施工周期短，环境问题易解决4.围护体系易采用环保产品二、大跨度空间钢结构1.大跨度空间钢结构在国外的应用2.大跨度空间钢结构在我国的应用三、高层钢结构（1）结构自重小，高层钢筋混凝土结构