1、科技信息檢索報告題目：高性能混凝土早期裂縫的原因與控制方法 學(xué)院 專業(yè) 姓名 完成時間一、課題的選定與分析（寫出選題原因，相關(guān)概念，課題研究現(xiàn)狀，擬解決的問題，需要的資料類型等） 高性能混凝土（high performance concrete, HPC）最早于1990 年由美國正式提出,立即受到全世界關(guān)注,被稱為“21世紀(jì)混凝土”。我國1992 年開始重視研發(fā)和應(yīng)用,現(xiàn)已在大城市商品混凝土和重要建筑中較普遍采用。HPC是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù)制作的混凝土。它以耐久性作為設(shè)計的主要指標(biāo)，針對不同用途要求，對耐久性、工作性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等性能予以

2、重點保證。 混凝土的早期裂縫是混凝土工程質(zhì)量控制的一個關(guān)鍵點，是影響結(jié)構(gòu)使用功能、外觀質(zhì)量和耐久性的重要因素。由于高性能混凝土一般具有高膠凝材料用量、低水膠比與摻入活性摻合料等配制特點，致使高性能混凝土的硬化特點與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同傳統(tǒng)的普通混凝土相比具有很大的差異，隨之帶來了它的早期體積穩(wěn)定性差、容易開裂等問題。高性能混凝土在國內(nèi)外的應(yīng)用實踐表明，早期開裂問題已成為制約其在工程中應(yīng)用的重要因素。因此，改善高性能混凝土的抗裂性是高性能混凝土研究中急需解決的問題。解決高性能混凝土早期裂縫問題，必須首先了解產(chǎn)生裂縫的原因，因此，本課題擬解決的問題是：（1）了解高性能混凝土早期裂縫產(chǎn)生的原因；（2）研究探

3、討控制高性能混凝土裂縫的方法。該課題需要的文獻(xiàn)類型為：學(xué)術(shù)論文、研究報告、專利文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)和圖書。需要的文獻(xiàn)語種為中文和英文文獻(xiàn)。二、選定檢索系統(tǒng)（依據(jù)上一步分析得到的學(xué)科、資料類型、語種等要求，確定適當(dāng)?shù)臋z索系統(tǒng)） 擬選用的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)為：英文資源中文資源SpringerLink萬方學(xué)術(shù)檢索平臺ProQuest Science JournalCNKIElsevier國家知識產(chǎn)權(quán)局美國專利商標(biāo)局超星數(shù)字圖書館歐洲專利局國家質(zhì)量監(jiān)督局NTIS標(biāo)準(zhǔn)共享網(wǎng)美國國家學(xué)術(shù)出版社三、確定初步檢索詞，用合適的算符寫出檢索式（中英文）1關(guān)鍵詞列表 關(guān)鍵詞相關(guān)詞或近義詞高性能混凝土HPC裂縫開裂原因因素控制預(yù)

4、防英文關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞相關(guān)詞或近義詞High performance concreteHPCcrackCracks, crackingreasonElementspreventionControl, treatment，curing2.檢索式(1)中文檢索式：高性能混凝土 and （開裂 or 裂縫）and （原因 or 因素）高性能混凝土 and (開裂 or 裂縫) and (控制 or 預(yù)防)(2)英文檢索式：（HPC or high performance concrete）and crack* and (reason or elements)（HPC or high performan

5、ce concrete）and crack* and (prevent* or control*)四、檢索過程與結(jié)果將你在具體數(shù)據(jù)庫中查找的過程記錄下來，包括初步檢索情況，初步檢索結(jié)果分析，檢索策略的調(diào)整思路與方法，調(diào)整后的結(jié)果分析直到搜尋到符合課題需要的結(jié)果為止，必要步驟請附上截圖。列舉5-10篇最相關(guān)的文獻(xiàn)摘要。1.在CNKI中的檢索過程與結(jié)果 在CNKI的篇名字段輸入檢索式高性能混凝土 and （開裂 or 裂縫）and （原因 or 因素）上一檢索式在篇名字段的檢索結(jié)果數(shù)量為8，相關(guān)度非常好，但結(jié)果數(shù)量過少，因此，需要對原檢索式進(jìn)行調(diào)整，使檢索結(jié)果擴大。采用將檢索限定在一個較寬泛的字段

6、中進(jìn)行的調(diào)整方法。在主題字段進(jìn)行同一檢索式的檢索，結(jié)果如圖2.調(diào)整后的檢索結(jié)果數(shù)量為273條，期刊論文134篇，博士論文20篇，碩士論文93篇，會議論文25篇。其中，期刊論文主要來自混凝土，山西建筑等專業(yè)期刊，學(xué)位論文主要來自西安建筑科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)等單位，論文整體的質(zhì)量和相關(guān)度較好，材料新穎性好，主要來自2000年以后發(fā)表的文獻(xiàn)。以文獻(xiàn)的被引頻次重新排序，選擇被引用頻次較高的文獻(xiàn)及重要專業(yè)期刊論文下載。從CNKI中得到的有關(guān)高性能混凝土裂縫原因的結(jié)果示例：1巴恒靜,鄧洪衛(wèi),高小建. 高性能混凝土微裂縫與顯微結(jié)構(gòu)的研究J. 混凝土,2000,(01):14-17. 2覃維祖. 混凝土的收

7、縮、開裂及其評價與防治J. 混凝土,2001,(07):3-7. 3安明喆,朱金銓,覃維祖. 高性能混凝土的自收縮問題J. 建筑材料學(xué)報,2001,(02):159-166. 4胡建勤. 高性能混凝土抗裂性能及其機理的研究D.武漢理工大學(xué),2002. 5慕儒. 凍融循環(huán)與外部彎曲應(yīng)力、鹽溶液復(fù)合作用下混凝土的耐久性與壽命預(yù)測D.東南大學(xué),2000. 6安明喆,朱金銓,覃維祖,馬亞峰. 粉煤灰對高性能混凝土早期收縮的抑制及其機理研究J. 中國鐵道科學(xué),2006,(04):27-31. 7高小建,巴恒靜,楊英姿. 礦物摻和料對混凝土早期開裂的影響J. 建筑科學(xué)與工程學(xué)報,2006,(04):19-

8、23. 8李麗. 高性能混凝土收縮與開裂規(guī)律的研究及機理分析D.東南大學(xué),2004. 9彭衛(wèi)兵,何真,梁文泉. 對高性能混凝土的認(rèn)識及混凝土開裂的問題J. 中國水泥,2003,(01):41-45. 在CNKI的篇名字段進(jìn)行檢索式高性能混凝土 and (開裂 or 裂縫) and (控制 or 預(yù)防)的查找。以上檢索式在篇名字段的查找結(jié)果數(shù)量為25條，相關(guān)度和學(xué)術(shù)參考價值均較好，但數(shù)量過少，查全率過低，因此，將同一檢索式放在主題字段進(jìn)行檢索，結(jié)果如圖.CNKI中有關(guān)高性能混凝土裂縫控制方法的相關(guān)資料舉例：1王川,楊長輝,吳芳,陳科. 礦渣和粉煤灰對混凝土塑性收縮裂縫的影響J. 混凝土,2002

9、,(11):45-48. 2游寶坤. 膨脹劑對高性能混凝土的裂縫控制作用J. 建筑技術(shù),2001,(01):18-21. 3楊建森. 高性能混凝土的變形性能及其控制J. 混凝土,2001,(10):13-16. 4高小建,巴恒靜. 混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與裂縫控制中值得探討的幾個問題J. 混凝土,2001,(11):12-13. 5游寶坤. 膨脹劑對高性能混凝土的裂縫控制作用J. 中國建材科技,2001,(01):7-12+26. 6曾飛. 淺談混凝土早期裂縫的成因與控制J. 廣東科技,2006,(03):27-28. 7鄭翥鵬,鄭建嵐. 平板法試驗研究高強與高性能混凝土抗裂性能J. 廈門大學(xué)學(xué)報(

10、自然科學(xué)版),2006,(02):211-214.2.超星數(shù)字圖書館以“高性能混凝土”為檢索詞在書名字段查找，得到兩部相關(guān)專著：1馮乃謙，邢鋒編著.高性能混凝土技術(shù)，原子能出版社，20002馮乃謙著.高性能混凝土，建筑工業(yè)出版社，19963.國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)站利用“高性能混凝土”進(jìn)行初檢索，在題名字段得到的檢索結(jié)果為：專利9393條，實用新型23條。4.CNKI標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫以“高性能混凝土”在標(biāo)準(zhǔn)名稱字段進(jìn)行檢索，得到國家標(biāo)準(zhǔn)2篇，2篇行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。1GB/T 18736-2002, 高強高性能混凝土用礦物外加劑S. 2GB/T 18736-2002, 高強高性能混凝土用礦物外加劑S. 3CECS

11、207-2006, 高性能混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)程S. 4JTS 257-2-2012, 海港工程高性能混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)S5.美國國家學(xué)術(shù)出版社資料多為科技報告和標(biāo)準(zhǔn)，沒有直接相關(guān)資料。6.SpringerLink 利用檢索式 (high performance concrete OR HPC）進(jìn)行檢索，得到的結(jié)果為7800余篇，分別涉及醫(yī)學(xué)、工程、材料等多個學(xué)科，因此，去掉“HPC”簡稱，以high performance concrete進(jìn)行精確檢索，得到學(xué)術(shù)論文583篇。以 crack* and “high performance concrete”重新執(zhí)行檢索，得到學(xué)術(shù)論文359篇，圖書章

12、節(jié)130篇。通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，得到其它相關(guān)檢索詞“fracture”,deformation調(diào)整檢索式為：(fracture or crack*) and “high performance concrete”,得到相關(guān)學(xué)術(shù)論文381篇，圖書章節(jié)140篇。相關(guān)檢索結(jié)果示例：1 Effect of fly ash and slag on the fracture characteristics of high performance concrete The premature deterioration of concrete structures in aggressive environm

13、ents has necessitated the development of high performance concrete (HPC). The major difference between conventional . transition zone, wh. B. H. Bharatkumar, B. K. Raghuprasad, D. S. Ramachandramurthy in Materials and Structures (2005)2 Fracture mechanical properties of high-performance concreteInfl

14、uence of silica fume High-performance concrete and high-quality ordinary concrete, with or . silica fume, were tested for mechanical and fracture mechanical properties. Testing was performed at 28. K. O. Kjellsen, M. Hallgren, O. H. Wallevik in Materials and Structures (2000) 3Experimental behaviour

15、 of high-performance concrete in confined tension Experimental biaxial tests have been conducted on concrete plates by Hussein 1 and others, while hydraulic fracturing in confined tension has been studied by.2. Moreover, the behaviour in triaxial extension . Fabrice Dupray, Yann Malecot, Laurent Dau

16、deville in Materials and Structures (2010) 4 Effect of moist curing and use of lightweight sand on characteristics of high-performance concrete The use of high-performance concrete (HPC) is widely accepted for the . concrete, HPC may develop greater risk of cracking if not properly cured. Water curi

17、ng is . capillary porosity, and reduce the risk of cracking Soo-Duck Hwang, Kamal H. Khayat, Dalia Youssef in Materials and Structures (2013) 5 Research on early age deformation of high performance concrete by fiber Bragg grating sensor For high performance concrete (HPC), due to its low water . har

18、dening), which may lead to early age cracking of HPC structures, and influence the durability., which is the 35% of two-week deformation (165 Ying-Wei Yun, Il-Young Jang in KSCE Journal of Civil Engineering (2008) 五、依據(jù)查找到的參考資料，寫一篇有關(guān)檢索課題的文獻(xiàn)綜述（500700字）。（包括課題主要概念，研究歷史，代表性的觀點、方法，研究趨勢，存在的不足等）文獻(xiàn)綜述：1.引言高性能

19、混凝土（High Performance Concrete，簡稱HPC）是挪威學(xué)者在1986 年首度提出高性能混凝土的概念并進(jìn)行研究,1990年美國首次正式提出這一概念，繼而歐美發(fā)達(dá)國家投入大量財力和人力，致力于高性能混凝土的研究和開發(fā)。高性能混凝土有多種定義，不同國家，甚至是同一個國家的不同行業(yè)，對高性能混凝土的定義都有差別?；炷羺f(xié)會（ACI）于1998 年對高性能混凝土給出了正式定義，概括的講,當(dāng)混凝土的某些特性是為某一特定的用途和環(huán)境而制定時，這就是高性能混凝土。所指特性為:易于澆筑，振搗不離析，早強，長期力學(xué)性能，抗?jié)B性能，密實性，水化溫度，韌性，體積穩(wěn)定性，惡劣環(huán)境下的較長壽命。結(jié)

20、合我國的工程實際，1999 年吳中偉院士認(rèn)為“高性能混凝土（HPC）是一種新型的高技術(shù)混凝土，是在大幅度提高常規(guī)混凝土性能的基礎(chǔ)上采用現(xiàn)代混凝土技術(shù),選用優(yōu)質(zhì)原材料，在妥善的質(zhì)量控制下制成的除水泥、水、集料外，必須采用低水膠比,摻加足夠數(shù)量的礦物細(xì)摻料和高效外加劑的一種新型高技術(shù)混凝土。它是以耐久性作為設(shè)計的主要指針；針對不同用途要求，對下列性能有重點地予以保證，即施工性、適用性、強度、體積穩(wěn)定性和經(jīng)濟性等。其中還包括節(jié)約資源、不破壞環(huán)境，符合可持續(xù)發(fā)展的原則，即在保證高工作性、高強度和高耐久性的前提下， 盡量考慮少用水泥，以減少大量生產(chǎn)水泥而造成的大氣污染和高能量消耗。與常規(guī)混凝土相對，首先

21、，高性能混凝土常常含有硅粉，而普通混凝土往往沒有。其次，高性能混凝土通常都含有粉煤灰或磨細(xì)礦渣，或同時含有這兩種材料。骨料必須仔細(xì)選用，最大粒徑小于普通混凝土使用的骨料：對于高性能混凝土，骨料最大粒徑一般在1014mm。根據(jù)我國吳中偉院士的定義:高強高性能的特點是低水膠比, 加入磨細(xì)礦物摻合料和高效外加劑。高強高性能混凝土在配合設(shè)計過程中,盡管已經(jīng)采取了降低混凝土收縮的多種措施( 降低水泥用量, 控制砂率, 降低水膠比) 。由于高效減水劑的加入, 大幅度降低了混凝土中單方用水量, 為了改善工作性能加入緩凝劑, 混凝土凝結(jié)時間延長, 如果此時混凝土表面因環(huán)境干燥, 自由水分急劇蒸發(fā), 塑性收縮裂

22、縫就不可避免了。高強混凝土膠凝材料總量不得超過600 kg / m3 , 水泥用量不得超過500 kg/ m3。雖然有大量的礦物細(xì)摻料加入, 骨料總量低于普通混凝土, 總體收縮就會大些, 同時還應(yīng)考慮到, 由于水泥用量的提高, 當(dāng)結(jié)構(gòu)厚度較大時, 水泥水化熱導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度升高, 其尺寸雖然未達(dá)到大體積混凝土規(guī)定的限度, 混凝土的內(nèi)外溫差大時, 仍會產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。簡言之在施工期間的高強高性能混凝土, 出現(xiàn)裂縫的機會比普通混凝土大得多, 必須引起足夠的重視。2.高性能混凝土早期裂縫原因與控制的研究現(xiàn)狀2.1裂縫的主要原因混凝土是一種非均質(zhì)的復(fù)雜多相混相材料,當(dāng)混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力超過其抗拉

23、強度時, 就會產(chǎn)生裂縫。當(dāng)外部溫度或濕度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生形跡，若變形受到約束，結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時將產(chǎn)生裂縫。化學(xué)收縮。所有的膠凝材料在水化后都會減縮,盡管高性能混凝土單位體積膠凝材料用量較大,其化學(xué)收縮和普通混凝土相比仍然較小。但如摻用活性很高的礦物摻和料如硅灰或超細(xì)礦渣,則化學(xué)收縮會在一定范圍內(nèi)隨其摻量的增加而增加。塑性收縮發(fā)生在硬化前的塑性階段,是指塑性階段混凝土由于表面失水速率大于泌水速率而產(chǎn)生的收縮,多見于道路、地坪、樓板等大面積的工程,以夏季有風(fēng)的情況下施工最為普遍。HPC的水灰比低,自由水分少,輔助膠凝材料對水有更高的敏感性,在上述工程中容易發(fā)生塑性

24、收縮而引起的表面開裂。自收縮是由于混凝土內(nèi)部相對濕度隨水泥水化的進(jìn)展而降低進(jìn)而造成毛細(xì)孔中水分不飽和并由此產(chǎn)生的負(fù)壓引起的混凝土收縮?；炷磷允湛s是在混凝土與外界無水分交換的條件下發(fā)生的。低水灰比的HPC和HSC的自收縮比普通混凝土的自收縮大得多。HPC和高強混凝土(以下簡稱HSC)的水膠比很低,能提供水泥水化的自由水分少,近年來由于對早期強度片面的追求,混凝土趨向于使用低的水灰比,較高早期強度發(fā)展率會使自由水消耗較快。HPC和HSC由于自干燥產(chǎn)生的原始裂縫,影響混凝土的強度和耐久性。干燥收縮是指混凝土停止養(yǎng)護(hù)后,在不飽和的空氣中失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，隨著環(huán)境中相對

25、濕度的降低,水泥漿體的干縮增大。在約束條件下,混凝土收縮時,混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力,如果該拉應(yīng)力大于其最大抗拉強度時,便產(chǎn)生裂縫。此外，施工工藝也可引起混凝土裂縫。l 混凝土澆注過快，產(chǎn)生塑性收縮裂縫。l 混凝土攪拌、運輸時間過長。l 混凝土初期養(yǎng)護(hù)進(jìn)急劇干燥。l 拆模過早，混凝土強度不足。l 任意套用配合比，材料計量不準(zhǔn)。2.2高性能混凝土裂縫的控制（1）降低溫度收縮混凝土在澆筑的不同階段溫度變化規(guī)律，在實際施工中,通常采用以下具體措施:l 優(yōu)選原材料。選用水化熱小的水泥, 降低水化熱; 選用熱膨脹系數(shù)小的骨料, 降低溫度應(yīng)力; 選用優(yōu)質(zhì)的摻合料, 如粉煤灰代替部分水泥, 減少水化熱; 選用具有

26、減水、增塑、緩凝、引氣的優(yōu)質(zhì)外加劑,降低水化熱, 推遲放熱峰的出現(xiàn)時間。l 優(yōu)化配合比。在保證混凝土強度和工作性的條件下, 盡量降低水泥用量, 減小混凝土膠集比, 有效減小混凝土絕熱溫升和溫度應(yīng)力。l 合理施工。采取措施預(yù)冷混凝土原材料, 降低入模溫度; 布置冷卻水管, 降低混凝土最高溫度;保溫保濕養(yǎng)護(hù), 控制混凝土降溫速率。（2）降低處收縮l 選用水化速率較慢、高C2S 含量的水泥;l 保證強度的基礎(chǔ)上, 盡量選用高水灰比; l 摻加優(yōu)質(zhì)礦物摻合料, 如粉煤灰、礦渣。值得注意的是, 但摻加礦渣降低混凝土自收縮時, 礦渣細(xì)度通常不超過4 000 cm2/ g；l 充分水養(yǎng)護(hù)對減小高性能混凝土的自收縮非常有用。（3）摻膨脹劑防止混凝土早期開裂膨脹劑是一種能使混凝土產(chǎn)生一定體積膨脹的外加劑, 它以一定比例的摻量加入混凝土