任性能混凝土高抗压抗弯折(可做悬空屋面)、低收缩、背栓抗拔性能高,同时总重量轻,强度高,无需另加结构支撑,可做大规模板。具有的韧性,实现了抗压强度和抗折强度的有效平衡。
任性能混凝土包括建筑外装饰幕墙,建筑外围护结构、结构构件,结构加固,隔音楼板,大跨度屋顶,预制构件等。
性能混凝土与普通混凝土、混凝土不同之处在于:不使用粗骨料,使用硅灰和纤维(钢纤维或复合有机纤维),水泥用量较大,水胶比很低。性能混凝土的组成见表2。
目前,性能混凝土已经在实际工程中得到应用,如大跨径人行天桥、公路铁路桥梁、薄壁筒仓、核废料罐、钢索锚固加强板、ATM机保护壳等。可以预计,未来性能混凝土会有越来越多的应用。图1为性能混凝土构件及试验。
传统混凝土一般是由水泥、掺合料、砂石、水等成分按一定比例进行配制,经过搅拌和在一定的养护之后便形成以骨料(砂石)和水泥浆为主的水泥基复合材料。但传统混凝土的骨料与水泥浆在物理和力学性能上,有较大的差异,主要受以下三个方面的制约:水泥浆含水在高温或低温热胀冷缩的作用先,骨料和水泥浆之间天然便会产生缝隙。第二以砂石为主的骨料硬度不高且体积较大在外力的用下会使缝隙进一步放大,一般来说骨料的体积越大裂缝越大。第三传统混凝土在搅拌过程粗糙,使得起支撑作用的骨料在水泥浆的分布并没有很均匀且孔隙率比较高,大大降低混凝土的抗压能力。
上世纪90年代左右,人们将硅灰、矿粉等活性矿物粉末作为混凝土的掺合料,并且用超细的钢纤维来代替传统的粗骨料,掺入超细活性粉末将材料的内部缺陷降到低。钢纤维强度更高体积更小,硅灰、矿粉等活性矿物粉末则可以在化学意义上使材料之间的融合度更高,并在高温高压的环境下经过长时间的养护让混凝土在微观结构上达到优。