1.3　水工混凝土材料新技术发展与展望

水工混凝土材料应用技术发展至今取得了丰硕的成果，随着新材料的应用和科研研究的不断深入，仍有许多尚待解决的技术难题，未来水工混凝土材料技术的发展趋势可总结为“三化一全”，即原材料绿色化、混凝土高性能化、研究手段精细化、混凝土全生命周期研究。

1.原材料绿色化

人类历史进入20世纪90年代以后，世界各国先后实行工业可持续发展战略，《中国21世纪议程》也明确指出：产业可持续发展的总目标是根据国家社会、经济可持续发展战略的要求，调整和优化产业结构和布局；运用科学技术特别是以电子信息、自动化技术改造传统产业，使传统产业生产技术和装备现代化有重点地发展高技术，实现产业化；推动清洁生产的发展；提高产品质量，使工业产业尽快步入可持续发展的轨道。绿色工业是指的是实现清洁生产、生产绿色产品的工业，即在生产满足人的需要的产品时，能够合理使用自然资源和能源，自觉保护环境和实现生态平衡。其实质是减少物料消耗，同时实现废物减量化、资源化和无害化。因为一切工业污染都是因为工业生产过程中对资源利用不当或利用不足所导致。

混凝土原材料包括水泥、掺合料、骨料、外加剂和水，原材料的绿色化应尽量减少水泥的用量、多使用工业废渣和易获得的新型掺合料、考虑多种骨料的应用可能性、使用无毒环保高性能的外加剂等。实现混凝土原材料的绿色化，需进一步研究解决以下关键技术：

（1）水泥最低极限用量研究。

（2）各种工业废渣和不同岩性石粉做混凝土掺合料的研究。

（3）工业废渣做混凝土骨料的可行性研究。

（4）新型无毒高性能外加剂的研究开发。

2.混凝土高性能化

水工混凝土高性能化需研究的关键技术如下：

（1）耐久性研究。

（2）碱骨料反应抑制措施研究。

（3）多级配骨料混凝土的研究。

（4）高强低弹模混凝土的研究。

3.研究手段精细化

因尺寸效应的存在，混凝土的室内研究成果在工程实际应用时往往有较大偏差，甚至出现规律相左的现象。在未来的混凝土材料研究中，将注重更契合混凝土服役环境的研究手段开发。目前的混凝土力学性能、热学性能、变形性能、抗冻抗渗耐久性能试验多数采用无约束条件下的测试，应开发出充分考虑混凝土温度场、受力情况等服役条件的测试手段，以拟合实际工况的混凝土性能，减少结构设计的复杂性。

4.混凝土全生命周期研究

随着水电及水利工程建设的发展，越来越多的水工建筑物服役期限达到30年以上，进入混凝土的老化阶段。混凝土材料研究的重心将逐步转向全生命周期的性能研究，需解决的关键技术如下：

（1）混凝土加固处理及缺陷修补技术。

（2）裂缝自愈合技术。

（3）混凝土服役寿命研究。

（4）混凝土性能后评价体系研究。