上海市混凝土工程技術(shù)發(fā)展歷史綜述
1 概 述
混凝土是當代最主要的建筑材料，其歷史悠遠。當前的產(chǎn)量及其在土木工程中的重要性，乃至技術(shù)進步的驚人速度為世人所矚目。我國混凝土年產(chǎn)量占世界之首，混凝土工程技術(shù)的發(fā)展在我國尤為重要。
回顧上海近代建筑史，本世紀以來，混凝土工程技術(shù)和世界各國的混凝土技術(shù)發(fā)展的道路一樣，走過了從塑性混凝土到干硬性混凝土，再到由大流動高強度混凝土向高性能混凝土過渡的幾個里程碑。
第一階段從本世紀初到30 年代。一批風格各異、造型獨特、品質(zhì)精良的大廈相繼建成，使上海成為聞名于世的“萬國建筑博覽會”的大展臺。這一階段，混凝土僅在少數(shù)“鋼骨水泥”結(jié)構(gòu)的高層建筑中應用。所用的混凝土也僅是以1∶2∶4 或1∶3∶6 (水泥∶黃砂∶石子)的經(jīng)驗配合比加水拌和，制成利用簡單的鋼扦作施工器具，可以插搗密實的塑性混凝土，強度停留在100#～200#(即C10～C20) 的水平上。
第二階段出現(xiàn)在本世紀的50～70年代。在這30年中，以預制混凝土技術(shù)的發(fā)展和各類先張法預應力混凝土的工業(yè)建筑構(gòu)件為代表，相繼建成了一大批重大的工業(yè)建筑工程項目和統(tǒng)建住宅工程，預制混凝土構(gòu)件裝配式建筑體系得到了很大的發(fā)展。到70年代末80年代初，梁、板、柱全預制裝配式建筑得到了充分發(fā)展，其中以上海微型軸承廠全預制多層工業(yè)廠房和寶鋼外招(寶鋼友誼賓館) 為代表的預制全裝配高層民用建筑，充分顯示了當時混凝土預制裝配技術(shù)的發(fā)展水平。在這一階段，由于受當時前蘇聯(lián)混凝土工程技術(shù)路線的影響，干硬性混凝土技術(shù)得到了一定程度的發(fā)展?；炷恋钠骄鶑姸葹?00#到300#(C20 到C30)，工廠預制的預應力混凝土強度達到400#(C40) 。
第三階段，就是改革開放的80、90年代。80年代上海市混凝土工程技術(shù)發(fā)展中最突出的成績是：預拌混凝土成套技術(shù)的開發(fā)；混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展，使一大批高層建筑的泵送混凝土的應用成為可能；大體積基礎混凝土施工技術(shù)日趨成熟；粉煤灰混凝土應用技術(shù)達到較高水平； 混凝土的平均強度也由C20～C30提高到C30～C40；混凝土的流動度達到180±30mm，屬大流動混凝土范疇；預制混凝土構(gòu)件中出現(xiàn)了誤差僅0.5mm 的合流污水管片和地鐵管片等高品位的市政精品構(gòu)件；強度C80的PHC管樁在工程中得到了廣泛使用；預應力混凝土技術(shù)已由單一的多孔板、屋面板和先漲法梁類構(gòu)件，向無粘結(jié)后漲法預應力樓板體系和曲線預應力橋面板，并向預應力結(jié)構(gòu)和部分預應力結(jié)構(gòu)等先進的預應力施工技術(shù)過渡。
進入90 年代，混凝土工程技術(shù)又跨出了一大步。C60混凝土已在一大批有影響的標志性工程中獲得應用；C80泵送混凝土也開始用于工程實踐；混凝土外加劑進入了第三代水平，利用外加劑對混凝土進行改性，以適應各種特殊施工的技術(shù)要求，已被廣大從事混凝土工程的技術(shù)人員掌握；大體積混凝土的施工技術(shù)水平達到國際先進水平； 混凝土的一次泵送高程達到382.5m，更是世界領先水平； 粉煤灰的利用率達到1.4%(即用于水泥和混凝土中的粉煤灰量已大于本市全年排放的粉煤灰量，從周邊省、市調(diào)入部分粉煤灰) ，在世界上是罕見的；高鈣粉煤灰應用技術(shù)已達到國際水平；礦渣微粉作為混凝土的摻合料，不但已用于工程實踐，且多項技術(shù)指標已達到國際先進水平；“香格里拉大酒店”、“高登金融大廈”的預制外墻板及大型預制混凝土地下連續(xù)墻等產(chǎn)品的各項技術(shù)參數(shù)和制作精度，代表了上海市預制混凝土構(gòu)件的生產(chǎn)水平也已達到了國際先進水平。
輕骨料混凝土、纖維增強混凝土、聚合物混凝土等特種混凝土的科研和應用技術(shù)也有很大的進展。綠色高性能混凝土( GHPC)的技術(shù)開發(fā)工作，已受到各方面關(guān)注。
21 世紀將是高性能混凝土(HPC)、綠色高性能混凝土( GHPC)興起和發(fā)展的時代。1994 年我國發(fā)布的《中國21世紀議程———中國21世紀人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》指出：“必須尋求一條人口、經(jīng)濟、社會、環(huán)境和資源相互協(xié)調(diào)的，既能滿足當代人的需求，而又不對滿足后代人需求的能力構(gòu)成危害的可持續(xù)發(fā)展的道路?！卑l(fā)展綠色高性能混凝土正是充分利用各種工業(yè)廢棄物，大力發(fā)展復合膠凝材料，最大可能地降低硅酸鹽水泥用量，使混凝土工程技術(shù)走上可持續(xù)發(fā)展道路的必由之路。
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2 八、九十年代的混凝土工程技術(shù)進步
八·五和九·五期間，上海建設事業(yè)空前發(fā)展，混凝土工程技術(shù)的進步尤為顯著。然而，由于人們長期以來片面地重視混凝土的強度，上海的混凝土強度在90年代由C40提高到了部分工程達到C60，個別工程C80的水平。相對混凝土強度而言，對混凝土耐久性的重視程度就顯得明顯地不足。
2.1 預拌混凝土技術(shù)的發(fā)展
在近20 年中，預拌混凝土由于其生產(chǎn)設備先進、管理科學、可加快施工速度、提高工程質(zhì)量，且能滿足現(xiàn)代化高速度施工的混凝土需求量等一系列優(yōu)勢，預拌混凝土生產(chǎn)技術(shù)已成為建筑施工技術(shù)中發(fā)展最快的一項技術(shù)。
2.1.1 預拌混凝土產(chǎn)量的飛速遞增
上海市預拌混凝土的雛型始于1977年，統(tǒng)計數(shù)字是從1979年才有的。下圖就是這20年來上海市預拌混凝土產(chǎn)量的統(tǒng)計圖。在預拌混凝土產(chǎn)量逐年提高的同時，預拌混凝土技術(shù)也同樣取得了相應的提高。
2.1.2 高性混凝土的開發(fā)研究
1990年5月16日～18日在美國馬里蘭州蓋特律堡， 美國國家標準與技術(shù)學會和美國混凝土學會(ACI) 共同發(fā)起召開了一次高性能混凝土專題研討會。1991年9月國際混凝土雜志發(fā)表了題為《High Perfomance Concrete ： Research Need ， to Enhance it’s Use》的論文，次年元月上海市建筑構(gòu)件研究所就譯出了“加強高性能混凝土應用的研究”的譯文，為上海市高性能混凝土的發(fā)展拉開了序幕。在以后的10年中，上海高性能混凝土研究領域中取得一大批可喜的成果，其中具有代表性的成果有：中華第一高樓———88層金茂大廈的C40一次泵送到382.5m；明天廣場礦渣微粉C80泵送混凝土；在上海教育電視臺綜合樓大體積基礎混凝土，水泥用量只占膠凝材料總量的46%，配制的混凝土漿量飽滿，混凝土工作性、粘聚性和抗離析性能都十分優(yōu)異，強度達到C40的高性能混凝土。
1998年上海市科委又向上海建工(集團) 總公司下達了“高性能預拌混凝土應用技術(shù)研究”的科研項目計劃任務書。研究內(nèi)容涉及“免振自密實混凝土”、“輕質(zhì)骨料預拌混凝土”、“大流動超高強混凝土研制”、“大體積控制升溫混凝土”、“GHPC(綠色高性能混凝土)研究”等5個方面的研究方向。
2.1.3 大體積混凝土施工技術(shù)
上海改革開放的20年中，一大批高、大、精、尖的標志性建筑相繼建成。深基礎大體積混凝土的施工技術(shù)，已成為上海市混凝土工程技術(shù)進步的重要里程。上海市的深基礎大體積混凝土往往由于強度要求高、施工速度快和質(zhì)量要求高等特點，決定了它的首選施工方案是一次澆搗，不留施工縫的施工工藝。這就給大體積混凝土施工提出了十分苛刻的約束條件。大體積基礎混凝土除了必須滿足強度、工作性和耐久性要求外，還存在如何防止溫度變形裂縫產(chǎn)生的問題。經(jīng)過20年工程實踐的摸索，取得一大批國內(nèi)、國際領先水平的工程項目。在深基礎大體積混凝土的施工中，總結(jié)出了以下幾條技術(shù)措施。
(1) 盡可能地利用混凝土的后期強度，把28 天設計強度延長到45天或56天，以減少水泥用量，降低水化熱總量；
(2) 采用混合材水泥或增加摻合料用量，以降低水化熱和推遲水化熱峰值出現(xiàn)的時間，以利協(xié)調(diào)由于溫度引起的應力過高和混凝土初始結(jié)構(gòu)強度過低這一對矛盾，從而達到減少大體積混凝土裂縫的目的；
(3) 在施工中采取內(nèi)降外保的養(yǎng)護工藝，針對不同的工程條件采取合理的養(yǎng)護制度，延長養(yǎng)護時間，提高養(yǎng)護質(zhì)量；
(4) 采用智能化溫度采樣系統(tǒng)，動態(tài)控制大體積混凝土內(nèi)部溫度變化的情況。
通過以上技術(shù)措施，上海自1979年首次成功地在寶鋼轉(zhuǎn)爐基礎工程中創(chuàng)造一次連續(xù)澆搗混凝土7218m3無有害結(jié)構(gòu)裂縫的實例后，在大體積基礎混凝土施工中已創(chuàng)有以下幾個全國乃至世界之最：
(1) 在虹橋世貿(mào)商城工程中創(chuàng)下連續(xù)澆搗混凝土24000m3的世界之最；
(2) 在金茂大廈工程中創(chuàng)下了一次澆搗C50(R56)混凝土13500m3，且厚度達4m的世界之最；
(3)徐浦大橋主塔基礎最大厚度6m。
典型的大體積基礎混凝土工程列于表1。其中尤以世貿(mào)大廈的24000m3的基礎底板施工技術(shù)為突出。它集中顯示了我國組織大體積基礎混凝土施工的高水平和雄厚的設備技術(shù)力量。該工程集中了上海建工(集團)總公司所屬的上海建工材料公司和上海市建筑構(gòu)件制品公司兩大商品混凝土生產(chǎn)專業(yè)公司的10余座混凝土攪拌臺，在統(tǒng)一原材料、統(tǒng)一配合比、統(tǒng)一生產(chǎn)工藝的高度統(tǒng)一下，動用了200 輛混凝土攪拌輸送車和20 臺混凝土泵，在36 小時內(nèi)施工完畢，平均每臺泵車單位時間泵送量為34.7m3/小時。這一泵送速度也達到了國際先進水平(德國資料反映為35m3/小時) 。
2.1.4 高泵程混凝土施工
泵送混凝土的泵送高度是混凝土工程技術(shù)水平的重要標志，因為混凝土的泵送高度，是混凝土外加劑技術(shù)、摻合料技術(shù)、配合比設計和泵送機械性能等一系列技術(shù)的綜合反映。80 年代上海大量高層建筑的興建，為上海市泵送混凝土技術(shù)的顯示提供了廣闊的舞臺。
從1981年上海賓館首次采用泵送混凝土施工技術(shù)以來，泵送高度由80m逐年提高到金茂大廈的382.5m，創(chuàng)造泵送混凝土世界第一高度，泵送混凝土的強度也由C30提高到楊浦大橋主塔結(jié)構(gòu)的C50 混凝土。歷年高泵程混凝土施工實例列于表2。
2.1.5 混凝土外加劑技術(shù)發(fā)展已進入第三階段
上海的混凝土外加劑技術(shù)從50年代的氯鹽為主要原料的早強劑和松香皂為主的引氣劑起步，繼后出現(xiàn)了紙漿廢液為原料的塑化劑，為混凝土外加劑發(fā)展的第一階段。60年代起正規(guī)生產(chǎn)木鈣型減水劑，到80年代初研制出萘系高效減水劑為止，上海市的混凝土外加劑技術(shù)發(fā)展到了第二階段。進入80年代后和預拌混凝土一樣，外加劑技術(shù)的進步十分迅猛，可認為上海市的混凝土外加劑技術(shù)的發(fā)展進入了第三階段。在上海建工(集團) 總公司承建的工程中，混凝土外加劑的使用面幾乎達到了100%。其中突出的幾個臺階是：1989年的南浦1型和南浦Ⅰ型(緩) 特種泵送劑的研制成功，把3天強度達到28.5MPa的C40混凝土送上了158m高的南浦大橋主塔頂端；1995年在楊浦大橋主塔工程泵送混凝土施工中，采用南浦Ⅱ型把C50高強混凝土泵送到208m 的高度；1997年在中華第一樓金茂大廈中，采用FTH 復合高效泵送劑，把C40混凝土一次泵送到382.5m的高度；1998年在明天廣場礦渣微粉C80泵送混凝土， 采用SQ2 ⅡC 完成了3500m3 的C80混凝土泵送施工作業(yè)。
進入90年代中期后，由于混凝土摻合料技術(shù)的進步，各種性能各異的混凝土摻合料相繼問世。摻合料的摻入使混凝土的施工性能和強度發(fā)展規(guī)律出現(xiàn)變化，為適應這些變化了的規(guī)律，各種專用的外加劑被相應地研制成功。其中典型的產(chǎn)品有WZ。在大摻量礦渣微粉混凝土中利用WZ 配制了3 天強度便可達到甚至超過單純用普硅水泥配制的普通混凝土，解決了大摻量活性摻合料混凝土早期強度低的負面影響，為“綠色高性能混凝土”的發(fā)展開辟了一條新的道路。目前上海市外加劑產(chǎn)品在知名工程中應用范例列于表3 。
2.1.6 活性摻合料的開發(fā)應用
混凝土活性摻合料應用技術(shù)研究，可以追溯到50年代的混合水泥中的粉煤灰和水淬礦渣的利用。把粉煤灰作為混凝土摻合料，在混凝土攪拌時直接摻入，在50年代僅出現(xiàn)在水壩用混凝土中。然而，在上海真正普及粉煤灰應用技術(shù)，直接把粉煤灰用于建筑工程用的混凝土中是1978年的事。通過20余年的工程實踐，上海的粉煤灰應用技術(shù)在國內(nèi)已遠遠領先，在國際上也跨入了先進行列。如上海同濟大學建材學院(原上海建材學院) 科研人員已研制出，當膠凝材料總量為550kg/m3，粉煤灰摻量達到40%時，強度可達60MPa以上的高強混凝土(《大摻量粉煤灰高強混凝土》) 。經(jīng)過幾年的研究和開發(fā)，使上海的高鈣粉煤灰應用技術(shù)在國內(nèi)處于領先地位《， 高鈣粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)程》的發(fā)布，代表了上海市粉煤灰在混凝土工程中應用的技術(shù)水平。
礦渣微粉作為活性摻合料的應用技術(shù)，是近幾年才被重視的。然而，由于這項技術(shù)的巨大潛力，其發(fā)展速度和在技術(shù)水平、經(jīng)濟效益兩個方面取得的成績特別可觀。自1997年建委成立“高爐礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)應用研究”項目課題組后，采取了產(chǎn)、學、研結(jié)合的道路，通過短短二年的研究開發(fā)，取得一大批可喜的成果。特別是“礦渣微粉C80泵送混凝土”、“大體積混凝土工程用礦渣微粉混凝土應用技術(shù)”、“礦渣微粉混凝土耐久性研究”、“寶鋼高爐礦渣微粉混凝土應用研究”、“雙摻磨細礦渣及高鈣粉煤灰混凝土的最優(yōu)配比及性能”等一批礦渣微粉的應用技術(shù)和材性研究課題的完成，把上海市礦渣微粉應用技術(shù)提高到了較高的水平。
混凝土摻合料技術(shù)的進步，實際上是混凝土材料科學技術(shù)進步的重要標志?；炷翐胶狭蠎眉夹g(shù)的日趨成熟，復合膠凝材料的概念逐步被從事混凝土工程技術(shù)研究、開發(fā)、應用的科技人員接受?；炷凉I(yè)要走可持續(xù)發(fā)展的道路，膠凝材料的變革是必然的趨勢。高效活性摻合料和硅酸鹽水泥復合組成高效復合水泥基膠凝材料，是混凝土工業(yè)走“綠色道路”的必由之徑。
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2.1.7 清水混凝土施工技術(shù)
90年代的上海隨著一大批高質(zhì)量的標志性公共建筑和市政工程的相繼建成，大大地改觀了上海的城市面貌。這些工程中有大型的體育場館、聞名于世的兩橋一塔(南浦大橋、楊浦大橋、東方明珠廣播電視塔) 、浦東國際機場、高架道路等等。它們除了優(yōu)美獨特的造型、一流的工程質(zhì)量外，清水混凝土古樸凝重、自然清純的質(zhì)感，給這些標志性建筑物增添了光彩。東方明珠的大型斜筒體、八萬人體育館的大斜率柱和浦東國際機場超大型結(jié)構(gòu)的清水混凝土施工技術(shù)難度更大。清水混凝土施工的技術(shù)關(guān)鍵是以下三個：
(1) 混凝土配合比設計和原材料質(zhì)量控制。新拌混凝土必須具有極好的工作性和粘聚性，絕對不允許出現(xiàn)分層離析的現(xiàn)象。原材料產(chǎn)地必須統(tǒng)一，砂、石的色澤和顆粒級配均勻。
(2) 模板工程。清水混凝土施工用的模板必須具有足夠的剛度，在混凝土側(cè)壓力作用下不允許有一點變形，以保證結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸均勻、斷面的一致，防止?jié){體流失。對模板的材料也有很高的要求，表面要平整光潔，強度高、耐腐蝕，并具有一定的吸水性。對模板的接縫和固定模板的螺栓等，則要求接縫嚴密，不允許漏漿。
(3) 養(yǎng)護。清水混凝土如養(yǎng)護不當，表面極容易因失水而出現(xiàn)微裂縫，影響外觀質(zhì)量和耐久性。因此，對裸露的混凝土表面，應及時采用粘性薄膜或噴涂型養(yǎng)護膜覆蓋，進行保濕養(yǎng)護。
2.2 預制混凝土構(gòu)件和預應力混凝土技術(shù)
在過去的20多年中，由于各種工程的需要和材料科學的進步，預制混凝土技術(shù)和預應力混凝土設計施工技術(shù)，獲得極大的發(fā)展機遇。然而，相對于預拌混凝土技術(shù)的進步，預制混凝土技術(shù)進步顯得明顯地不足，預制混凝土構(gòu)件幾乎已退出了公共建筑領域。然而，在常規(guī)的房屋建筑預制構(gòu)件悄然退出的同時，超大型的預制地下連續(xù)墻恰被作為混凝土構(gòu)件的新產(chǎn)品開發(fā)了出來。市政工程中，一大批預制混凝土精品構(gòu)件不斷地被開發(fā)出來，把上海的預制混凝土技術(shù)也提高到了一個新的水平?；炷林破氛谙虼蠛途姆较虬l(fā)展。
預應力混凝土技術(shù)的發(fā)展可用一句話來概括，即完成了由單個預應力構(gòu)件制作向預應力混凝土結(jié)構(gòu)的過渡。在完成這一過渡的同時，在工藝上由單一的先張法工藝過渡到以后張工藝為主；材料由低碳冷拔鋼絲和低碳合金鋼( Ⅲ、Ⅳ級鋼筋) 轉(zhuǎn)向高強鋼絲和鋼絞線；錨具也由單根的楔形錨固端和鐓頭錨固的形式，向QM、XM、OVM、DM和B&S等單束和群錨體系過渡。
2.2.1 市政用混凝土精品構(gòu)件的開發(fā)
預應力空心板梁雖是市政橋梁工程中的通用構(gòu)件，但在南浦大橋建造前，其使用量較小，構(gòu)件強度、精度等要求也不高。1990年，南浦大橋用的預應力空心板梁由于大橋浦西段主引橋設計成螺旋狀，盤旋而上，故主引橋空心板梁的外形尺寸變化復雜，精度要求十分高，被稱為市政工程用混凝土精品構(gòu)件。自“南浦大橋預應力板梁成套生產(chǎn)技術(shù)研究”科研成果獲得推廣后，楊浦、徐浦等越江橋梁工程用的橋面板梁的生產(chǎn)日趨成熟，現(xiàn)已成為常規(guī)產(chǎn)品。繼后結(jié)合內(nèi)環(huán)線工程，在1994年又開發(fā)出了工廠預制異型后張法預應力空心板梁，為高架環(huán)線和南干線等道路工程建設，提供了高質(zhì)量的混凝土預制構(gòu)件，加快了工程的施工速度，減少現(xiàn)場施工用地，提高了工程質(zhì)量。
1990年，合流污水工程311標管片的研制成功及以后地鐵管片的生產(chǎn)，把預制混凝土構(gòu)件的制作精度和產(chǎn)品質(zhì)量提高到了國際先進水平。該類管片的外型尺寸精度要求達到0.5mm，混凝土設計強度為C50，抗?jié)B和耐久性要求均十分高。在1992～1996年間，為配合合流污水工程又開發(fā)出了不同口徑的預制頂、埋管。1992年開發(fā)出小口徑超長距頂進施工用的鋼筋混凝土管段，1996年又研制開發(fā)出了直徑達3000mm的預制大口徑頂、埋管，其水平均在國內(nèi)領先。
2.2.2 超大型預制地下連續(xù)墻
軟土地基深基礎結(jié)構(gòu)設計和施工技術(shù)，在上海已處于國際先進水平。然而，在地下連續(xù)墻的施工工藝上，由于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆施工工藝，筑成的地下連續(xù)墻存在容易夾泥、槽壁坍塌、抗?jié)B性差、墻體和底板連接處位置難以保證等一系列缺點和弊病，給施工帶來了困難，給工程質(zhì)量留下了隱患。特別是在某些利用地下連續(xù)墻作為地下工程組成部分時，現(xiàn)澆地下連續(xù)墻由于其固有的缺點，給后續(xù)施工帶來了很大的難度和經(jīng)濟上的損失。預制地下連續(xù)墻由于工廠生產(chǎn)，具有板面平整、混凝土密實度高、抗?jié)B性好、預埋鋼筋位置準確、墻體和底板連接質(zhì)量高、不易滲漏等優(yōu)點，可以充分發(fā)揮三作用復合式深基礎結(jié)構(gòu)的作用，而被廣大設計、施工人員重視。從1997年開始，通過建工錦江、明天廣場和達安城地下車庫等工程的應用，取得了比預期更好的效果，總體水平已達到國際先進水平，現(xiàn)已進入預制預應力地下連續(xù)墻的研制階段。由于采用預應力工藝，預制的地下連續(xù)墻長度可做到30m左右，這一長度在一般工程中已足夠保證一幅到底的深度要求，可以取消橫向接頭，又能進一步提高工程質(zhì)量和降低工程造價。
2.2.3 混凝土在墻體改革中的應用
浦東香格里拉大酒店清水PC外墻掛板飾面清晰純樸，顯示出了清水混凝土建筑自然清新的建筑效果。延安東路外灘附近的高登金融大廈的藝術(shù)花飾外墻板，體現(xiàn)了預制混凝土墻板的高精度和藝術(shù)性，突出地顯現(xiàn)了上海市預制混凝土墻板制作精度、混凝土色澤控制等方面的高水平。外墻掛板在五星級酒店和金融大廈這樣高層次建筑上應用獲得成功，說明防水節(jié)點的處理技術(shù)已完全解決，為房屋建筑工業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎。
混凝土小砌塊在上海的應用已有10 余年的歷史，1993 年編制的混凝土小型砌塊圖集說明混凝土小型砌塊在上海已是標準產(chǎn)品?，F(xiàn)在上?；炷?/a>小型空心砌塊的生產(chǎn)能力已達100萬m3 (32 個生產(chǎn)企業(yè)) ，實際需求量只有20 萬m3 ，所以已經(jīng)是生產(chǎn)能力大大高于市場需求量局面。在混凝土小型砌塊建筑的推廣應用中，也遇到了新產(chǎn)品、新工藝推廣過程中的共性問題，即產(chǎn)品成熟期和生產(chǎn)規(guī)模增長不合理的矛盾。也就是說，該項新產(chǎn)品從技術(shù)上來講還沒有達到成熟期。然而，在利益的趨動下，生產(chǎn)規(guī)模超常規(guī)地增長，最終導致一哄而起，生產(chǎn)能力大量地過剩，反而影響了技術(shù)進步和新產(chǎn)品的推廣應用?，F(xiàn)在，這些問題已引起各方面的足夠重視，有些問題已在逐步地被克服，如裂縫、滲漏等問題已列專題研究，并取得較好的成果。在18 層的混凝土小砌塊配筋試點工程中，已獲得理想的效果?；炷列∑鰤K技術(shù)的推廣和應用，一定會走出困境，為墻體改革作出貢獻。
2.2.4 預應力混凝土技術(shù)進步
80 年代中后期到90 年代初，上海市的預應力混凝土技術(shù)已逐步由單一構(gòu)件(即三板一梁，預應力空心樓板、預應力屋面板和預應力槽型板、預應力吊車梁)的范圍向預應力結(jié)構(gòu)過渡。這一階段典型的工程有同濟大學圖書館的懸挑結(jié)構(gòu)、新民晚報社大樓3～6層的無粘結(jié)預應力平板結(jié)構(gòu)、農(nóng)業(yè)大廈展覽廳的現(xiàn)澆井字型預應力結(jié)構(gòu)、閔行工人俱樂部影劇場的預應力三向網(wǎng)格梁屋蓋結(jié)構(gòu)、絲織九廠七層25m 單跨框架結(jié)構(gòu)、色織十廠的雙跨19.5m五層織布車間等等。其中尤具代表性的是80 年代中期建成的秦山核電站安全殼采用的三向預應力技術(shù)。
進入90 年代后，預應力混凝土設計和施工技術(shù)都又上了一個臺階。南浦大橋的預應力曲線箱梁，最長已達到120.5m ，施工技術(shù)極為復雜。楊浦大橋斜拉索錨固區(qū)段由于拉應力大，必須采用預應力結(jié)構(gòu)，又由于塔柱錨固區(qū)是一個由兩個橢圓組成的空心斷面，只能采用環(huán)向預應力的方法，對塔柱錨固區(qū)施加預加應力。經(jīng)大量研究和試驗，最終采用DM7248 錨具，每束48根<s7高強鋼絲進行張拉，完成了這一高難度工程。
在東方明珠廣播電視塔的豎向預應力施工中，鋼絲束從- 9.4m 的地下室直至塔頂283m ，預應力鋼絲束長度幾近300m。采用OVM 群錨，1860N/mm2 級低松馳鋼絞線，完成這一罕見的豎向漲拉預應力工程。
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此外，無粘結(jié)預應力結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在高層建筑中獲得推廣應用。其中典型的工程實例有申鑫大廈、新上海國際大廈、鴻運大廈等。這些工程都取得了降低層高、合理解決大懸臂和大跨度的問題，充分利用建筑空間，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性，改善了建筑物的使用功能。
在工業(yè)廠房的單層框架中還采用了跨度達到50m的預應力屋面大梁。人民電器廠預應力框架梁單索預應力筋長度達96m。上海申美飲料公司金橋廠房工程中采用的大面積雙向預應力框架結(jié)構(gòu)，為上海地區(qū)無粘結(jié)預應力拓寬了應用領域。
2.3 特種混凝土
與高性能普通混凝土的技術(shù)進步相比較，上海市對特種混凝土技術(shù)的開發(fā)研究就顯得比較緩慢。僅以其中最為常用的特種混凝土———輕混凝土、纖維增強混凝土，和聚合物混凝土為例進行一下淺析。陶粒混凝土作為輕骨料混凝土的典型品種，上海50 年代就開始生產(chǎn)，以后經(jīng)歷了粘土陶粒和粉煤灰陶粒兩個發(fā)展階段。預制陶粒混凝土內(nèi)隔板和陶?；炷链蟀澹荚球溔说漠a(chǎn)品。然而，隨著預拌混凝土的興起，由于設計、生產(chǎn)、施工的相互脫節(jié)和施工技術(shù)跟不上要求等因素，在80 、90 年代上海建筑的2000 余幢高層建筑中竟無一幢采用輕混凝土和國際上輕混凝土技術(shù)已進入HPLAC(高性能輕骨料混凝土) 的階段相比，落后了一大截。近一、二年，輕骨料混凝土的研究已受到有關(guān)單位的重視，并已投入了一定的科研力量進行研究。纖維增強混凝土，在理論研究上已有高、低彈?；旌侠w維增強混凝土的研究成果。在生產(chǎn)實踐上卻還停留在少量試點工程中應用的單一高彈模纖維混凝土，除了GRC 內(nèi)隔板外“鋼纖維混凝土屋面板”也已在上鋼五廠某車間采用。再如虹橋機場某些局部建筑的現(xiàn)澆屋面，也已采用鋼纖維混凝土，但距推廣應用尚有距離。1999 年開發(fā)出的鋼纖維混凝土核廢料桶已出口，用于某國的核電站，為鋼纖維混凝土拓寬了應用領域。聚合物混凝土的研究屹今為止還仍停留在部分高等學校的實驗室中，沒有走出產(chǎn)業(yè)化的道路。從廣義的定義來理解，上海雖已有纖維增強MDF (宏觀無缺陷水泥基材料) 的研究成果，但距產(chǎn)業(yè)化還有一定的路程。
2.4 地方性標準規(guī)范的制定和修訂
隨著混凝土工程技術(shù)的快速發(fā)展，上海市建設委員會十分重視通過各項科研工作和生產(chǎn)實踐中采用的新材料、新工藝使用的規(guī)范化操作，以促使新技術(shù)的合理運用，提高施工質(zhì)量。在90 年代制定了一批技術(shù)規(guī)程，這也從一個側(cè)面反映了上海市混凝土工程技術(shù)的進步:
DBJ 08227292《粉煤灰渣在混凝土和砂漿中應用技術(shù)規(guī)程》
DBJ 08226293《混凝土小型空心砌塊建筑設計規(guī)程》
DBJ T08254293《混凝土小型空心砌塊砌體建筑構(gòu)造圖》
DBJ T08255293《混凝土小型空心砌塊砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖》
DBJ 082203293《混凝土小型空心砌塊砌體工程施工及驗收規(guī)程》
DBJ 082235294《后張預應力施工規(guī)程》
DBJ 082301295《預應力混凝土肋加氣砌塊屋面板產(chǎn)品標準》
DBJ 082213295《預制混凝土構(gòu)件模板技術(shù)規(guī)程》
《銑削鋼纖維混凝土應用技術(shù)規(guī)程》
DBJ 223296《超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》
DBJ 082302296《先張法預應力混凝土管樁制作規(guī)程》
DBJ 227297《預拌混凝土生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程》
DBJ 08263297《焊接鋼筋網(wǎng)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》
DBJ 082230298《高鈣粉煤灰混凝土應用技術(shù)規(guī)程》
DBJ 082102298《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》
DBJ 08277298《高強混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》
DBJ 082235299《后張預應力施工規(guī)程》
DBJ 082501298《粒化高爐礦渣微粉在水泥混凝土中應用技術(shù)規(guī)程》
3 二○○○～二○一○年上?；炷凉こ碳夹g(shù)發(fā)展趨勢
跨入2000 年后，人們對地球環(huán)境保護，尋求自然和諧的生活，走可持續(xù)發(fā)展的道路的意識越來越強了。綠色高性能混凝土( GHPC) 的研究和應用，不再是理論上的探討，而是逐步付之實施的問題。
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3.1 高性能混凝土研究
1999 年12 月，上海市建委成立了高性能混凝土技術(shù)學科研究發(fā)展中心，上海市科委也已把“高性能預拌混凝土應用技術(shù)研究”列入了1998～2000 年的科研計劃，預示了上海已高度重視高性能混凝土的研究和應用。
3.1.1 水泥基復合膠凝材料的研究開發(fā)
隨著高性能混凝土的發(fā)展，世界各國研究混凝土材料科學的學者和專家，都對人類2000 余年來對膠凝材料由石灰—火山灰混合物到硅酸鹽水泥的發(fā)展歷程進行反思。特別是吳中偉院士提出了綠色高性能混凝土的概念后，國內(nèi)專家對混凝土摻合料的研究和應用給予了更多的重視。目前，使用最廣泛的活性摻合料有粉煤灰、礦渣微粉、硅粉、沸石粉、稻谷灰等，其它尚有石灰石粉、煤矸石粉等等，上述摻合料和硅酸鹽水泥混合后作為混凝土的膠凝材料，可稱作水泥基復合膠凝材料。采用水泥基復合膠凝材料配制混凝土，可以把工業(yè)廢渣資源開發(fā)提高到一個新的水平，是混凝土工程技術(shù)走可持續(xù)發(fā)展的必由之路。然而，水泥基復合膠凝材料配制混凝土的技術(shù)，不同于現(xiàn)在廣為應用的硅酸鹽水泥，或各類混合水泥的配制和生產(chǎn)技術(shù)。
作為目前應用最為廣泛的粉煤灰和礦渣微粉，在混凝土的配合比設計中，尚只是以超量系數(shù)、膠凝效率系數(shù)、活性指數(shù)等系數(shù)進行設計，精確度較差，已不能滿足發(fā)展的需要。再由于各類不同外加劑對摻合料的適應性也比較復雜，復合膠凝材料對各類外加劑的適應性研究及其機理和規(guī)律的研究也必須加強。活性摻合料和硅酸鹽水泥混合后，對混凝土強度的貢獻，往往都是以二次水化理論、細觀密實度提高、微集料效應等定性的研究結(jié)果進行描述，要逐步轉(zhuǎn)向定量的研究就必須對復合膠凝材料的水硬化機理、水化產(chǎn)物類型、孔結(jié)構(gòu)等展開研究。在對復合膠凝材料研究的基礎上，再展開復合膠凝材料配制混凝土的技術(shù)，和由復合膠凝材料配制的混凝土的各項物理力學性能，特別是耐久性的研究。國際上已有采用硅酸水泥、礦渣微粉和粉煤灰三種材料復合的膠凝材料建造海港工程的實例(澳大利亞) ，實踐證明，它具有極好的耐久性。這些工作在90 年代后期已逐步開展，如摻合料顆粒群特征分析。利用交流阻抗譜原理，研究混凝土的耐久性等研究手段均已用于礦渣微粉混凝土和粉煤灰混凝土的應用技術(shù)研究中。在水泥基復合膠凝材料研究的基礎上，應進一步加強水泥基復合膠凝材料混凝土的配制和生產(chǎn)應用技術(shù)的研究及推廣。
3.1.2 超高強混凝土研究
從目前國內(nèi)外許多資料可見都將C80 以上乃至C100 的混凝土劃為超高強混凝土的范圍，并已有了工程實例。如美國西雅圖58 層的Two Union Square 大廈的泵送混凝土坍落度達230 ～ 250mm ， 強度高達135MPa ，該城太平洋第一中心所用的混凝土強度也達到124MPa 。
德國法蘭克福的BFG行政大樓的混凝土強度達到115MPa 。挪威的設計規(guī)范強度等級已達到105MPa 。上海目前已編制了《高強混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)程》，該規(guī)程覆蓋的高強混凝土的強度等級是C50～C80 。
在未來的5 年中，應試制成功C100 以上大流動性超高強混凝土，在未來10 年中制定出超高強混凝土設計規(guī)程，并使其工程化。
3.1.3 加強混凝土耐久性的研究
近30 年來，世界各國由于混凝土耐久性問題出現(xiàn)的工程結(jié)構(gòu)破壞的事例已屢見不鮮。混凝土的耐久性直接影響了建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，已引起世界各國的高度重視，高性能混凝土的重要性能指標中耐久性的地位日趨提高。對上海地區(qū)來說，混凝土耐久性的研究重點，應該是復合膠凝材料混凝土的耐久性研究;按使用壽命(或稱服務年限) 設計混凝土的方法研究；高強混凝土、超高強混凝土的耐久性。特別是隨著上海深水港工程和東海天然氣油田開發(fā)等工程的相繼上馬，對混凝土的耐海水腐蝕和抗氯鹽侵蝕的研究必須加強。
3.1.4 高性能輕骨料混凝土(HPLAC) 研究和開發(fā)
高性能混凝土問世后不久，日本等國家就提出輕骨料在高性能混凝土中應用的前景。利用輕骨料配制高性能混凝土，實際上是混凝土材料科學一直追求的目標———輕質(zhì)高強，可以取得比一般高性能混凝土更高的比強度。普通輕骨料混凝土由于輕骨料的吸水率較大，采用泵送工藝施工時往往泵送困難，甚至經(jīng)常出現(xiàn)堵泵現(xiàn)象。因此，要把輕骨料用于高性能混凝土，首先必須研究開發(fā)出高性能輕骨料(HPLA) ，這類骨料必須具備高的顆粒強度、優(yōu)良的顆粒級配、小孔隙率和低吸水率。展開這方面的研究工作，可從以下幾個方面去考慮：首先是高性能輕骨料的研究開發(fā)；其次是高性能輕骨料混凝土配制技術(shù)及生產(chǎn)、施工技術(shù)研究；第三是應用試點工程。
3.2 特種混凝土應用技術(shù)研究
水泥基膠凝材料混凝土在工程中常用的和具發(fā)展方向的特種混凝土擇其重要性和發(fā)展前景分析，有以下幾類:各類纖維混凝土、聚合物混凝土、MDF、光導纖維混凝土、透水混凝土、導電混凝土等。
3.2.1 各類纖維增強混凝土應用技術(shù)
混凝土的脆性特征和水硬化過程中體積變化，是造成受力后容易開裂和體積穩(wěn)定性不佳引起開裂的根本原因。摻加各類纖維，對混凝土增強比配筋效果更好。目前，世界各國用于改善混凝土抗裂性能的纖維種類繁多，其中具代表性的有玻璃纖維、石棉纖維、鋼纖維、碳纖維和合成纖維等。由于各類纖維的彈性模量差異很大，可達1～2 個數(shù)量級。低彈模纖維往往被用于抑制混凝土的早期塑性裂縫和溫差干縮裂縫，高彈模纖維則用于改善混凝土抗裂性，提高韌性和抗疲勞性能。對高、低彈?；旌蠎玫睦w維增強混凝土的研究可繼續(xù)開展，重點應放在纖維增強混凝土的生產(chǎn)應用上，加快纖維混凝土的產(chǎn)業(yè)化步伐。
3.2.2 聚合物混凝土
聚合物混凝土是混凝土力學行為改性的最有效措施，是提高混凝土強度和韌性的重要手段。上海在聚合物混凝土的理論研究和科研成果方面已達到了國際水平，然而聚合物混凝土的工程應用仍是空白，在今后10 年中應加強聚合物混凝土的產(chǎn)業(yè)化步伐，把科研成果盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
3.3 逐步形成科研、設計、生產(chǎn)和施工相結(jié)合的混凝土高新技術(shù)發(fā)展的機制
本市已有產(chǎn)、學、研相結(jié)開展科研攻關(guān)的成功例子。如1997 年建委成立“高爐礦渣微粉生產(chǎn)技術(shù)及開發(fā)應用研究”項目，組織了同濟大學、上海市建筑科學院、上海吳淞水泥廠、上海建工(集團) 總公司所屬建工構(gòu)件和建工材料等單位，相互配合協(xié)作的產(chǎn)、學、研一條龍課題組。通過二年的科研、生產(chǎn)和施工實踐，就完成了這一項目計劃任務書預定的研究工作，且取得了很好的經(jīng)濟和社會效益。再如“大面積超長雙向預應力框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)”等科研項目，都是設計、生產(chǎn)和施工單位結(jié)合取得成功的例子。
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建委最近成立的“高性能混凝土技術(shù)學科研究發(fā)展中心”，將是探索產(chǎn)、學、研一體化開展科研的一種創(chuàng)新機制。
3.4 加強混凝土材料學科知識的普及工作
混凝土工程技術(shù)是一項材料科學和施工技術(shù)緊密結(jié)合的應用科學?，F(xiàn)普遍存在的問題是單一地只追求施工的最終結(jié)果，而忽略了材料科學知識的普及工作，最終帶來許多弊病，阻礙了這一技術(shù)的進步。譬如施工單位往往一味追求混凝土的流動性，對混凝土坍落度要求不是按工程特性選用，而是越大越好，忽視了用水量增加對混凝土強度和耐久性帶來的負面影響。到目前為止，部分業(yè)主單位、施工企業(yè)包括監(jiān)理單位，對混凝土膠凝材料認識只認為水泥是唯一的膠凝材料，而對摻加摻合料的混凝土不容易接受，對混凝土強度的驗收規(guī)范理解不深，對如何正確地掌握混凝土強度的數(shù)理統(tǒng)計方法還有進一步學習的必要，否則容易造成簡單地按μfcu ≥1.15fcu ，k來驗收，造成事實上混凝土配合比設計強度偏高，增加水泥用量的弊端。對于補償收縮混凝土、混凝土堿—骨料反應等知識，更有普及的必要。
進入2000 年，應把混凝土材料科學的知識普及工作提到議事日程上來，建議有關(guān)部門組織系統(tǒng)的現(xiàn)代混凝土工程技術(shù)知識講座，為提高上海的混凝土工程技術(shù)水平奠定基礎。
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