智能混凝土材料在建筑施工中的應(yīng)用

汪玲玲

摘 要 社會主義的發(fā)展帶動了科學(xué)技術(shù)的進步，建筑行業(yè)也因此迅速發(fā)展起來。隨著環(huán)保觀念的深入人心，人們對于建筑施工的要求也逐漸走綠化環(huán)保的道路。建筑企業(yè)為了降低建筑成本，增加經(jīng)濟效益，也不得不改變自己的施工方式，運用新型的節(jié)能材料進行建筑施工。這不僅讓建筑物起到了“低投資、低消耗、高效率”的作用，更是推動了整個建筑行業(yè)的不斷進步。智能混凝土作為一種新型材料，在建筑施工中受到了廣泛的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 智能；混凝土；應(yīng)用

1.智能型材料的定義與特點

智能混凝土是智能型材料的一種，目前正被大力運用于建筑的施工過程中。智能混凝土的形成是在混凝土原有的組成部分上添加一些復(fù)合智能型部分，讓混凝土具備了自感知、自記憶、自適應(yīng)、自修復(fù)等多種特點的多功能型材料。智能混凝土由于具備多種功能，因而可以對混凝土材料內(nèi)部的損傷進行準(zhǔn)確地預(yù)報，為混凝土的安全檢測提供必要的條件，這就消除了混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部潛在的脆性破壞。如果混凝土內(nèi)部出現(xiàn)問題，也能根據(jù)檢測后的結(jié)果進行自動修復(fù)，對提高混凝土的安全性和耐久性很有幫助。

智能型混凝土歸根到底是將自感知、自記憶、自修復(fù)、自適應(yīng)等各種能力集中于一身的新型建筑材料，是建筑材料多種功能的綜合。盡管我國的科學(xué)技術(shù)水平?jīng)]有達到很高的境界，自主生產(chǎn)制造智能型混凝土還比較困難，但是通過國外引進和自主研究等途徑，近幾年損傷溫度自調(diào)節(jié)混凝土、自診斷混凝土、仿生自愈合混凝土等品種的智能混凝土陸續(xù)被引進使用，為我國智能型混凝土的發(fā)展開辟了廣闊的前景。

2.智能型混凝土的具體分類

2.1 仿生混凝土材料

是由無機物與有機物相結(jié)合后出現(xiàn)的一種復(fù)合材料，由纖維網(wǎng)表面大量的有機與無機物相互穿插粘結(jié)而成。仿生混凝土是把用磷酸鈣水泥為基體材料，然后加人多孔的編織纖維網(wǎng)進行組合。水泥使用時需要經(jīng)過水化和硬化過程，使引發(fā)劑與單聚物聚合成高聚物，改善了混凝土的性能結(jié)構(gòu)。

2.2 損傷自診斷混凝土

壓縮性和溫敏性是自診斷混凝土所特有的自感應(yīng)功能，傳統(tǒng)的普通混凝土不具有自感知功能的。在混凝土的基本材料中加入其它材料組分會讓混凝土具備自感應(yīng)的功能。常用的材料組分有：碳類、聚合類、光纖和金屬類等。碳纖維智能混凝土和光纖傳感智能混凝土是損傷自診斷混凝土的代表。

2.3 自修復(fù)智能混凝土

裂縫是混凝土常見的問題，很多混凝土結(jié)構(gòu)在施工使用過程中存在不同程度的裂縫。空氣中的CO2、酸雨和氯化物等可以通過裂縫進入到混凝土內(nèi)部，對混凝土造成碳化、腐蝕的損壞，破壞了正常的使用功能，自修復(fù)混凝土具有較強的自動修復(fù)能力，好符合了這種需要。

2.4 自調(diào)節(jié)智能混凝土

電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)是自調(diào)節(jié)智能混凝土所具有的性能，如果出現(xiàn)臺風(fēng)、暴雨、地震等自然災(zāi)害時，普通混凝土就無法承受。智能混凝土能自動調(diào)整自身的承載能力，在混凝土其內(nèi)部加入具有驅(qū)動功能的組件材料能實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，增加承載能力。

2.5 自愈合混凝土

向混凝土材料中加入含有粘結(jié)劑的膠囊，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時，膠囊中的粘結(jié)劑就會流入裂縫中，對混凝土裂縫進行自動修補。這是模仿了生物組織，當(dāng)受到創(chuàng)傷時生物能過自動分泌出某種物質(zhì)自動愈合。將粘結(jié)材料和基材進行復(fù)合，能使混凝土材料具備再生功能。

3.新型材料應(yīng)用于建筑施工

智能混凝土的產(chǎn)生既是時代發(fā)展所需，也是建筑技術(shù)進步的途徑。智能型混凝土因為具備多項建材使用功能，既符合建筑行業(yè)發(fā)展的需要，又能起到節(jié)能環(huán)保的作用。隨著建筑施工技術(shù)的發(fā)展，智能型混凝土必將在建筑施工中被廣泛應(yīng)用，具體表現(xiàn)在以下幾點：

（1）實時監(jiān)控。在施工過程中可以先選擇形狀、尺寸和摻量比較合適的短切碳纖維，然后把選擇好的碳纖維加入到混凝土材料中來提高混凝土的強度、韌性耐久性和物理性能。這樣的施工方法可以增加混凝土能夠自感知內(nèi)部的應(yīng)力、應(yīng)變和操作程度等功能。加上碳纖維混凝土具有溫敏性[4]，對溫度能夠產(chǎn)生較準(zhǔn)的感應(yīng)，一旦混凝土內(nèi)的碳纖維含量到達一定程度時，其溫差電動勢率就會增大，提高了混凝土的敏感性，施工過程中常常利用這種混凝土對建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及建筑周圍環(huán)境進行實時監(jiān)控。

（2）抗震防裂。由于大多數(shù)建筑物在施工完畢后不久，常常會出現(xiàn)因開裂而形成裂縫等現(xiàn)象。造成裂縫的原因有兩類，一類是外部原因，如受到外力強大的沖擊、震動時會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)；另一方面的原因則是建筑物本身，尤其是建筑材料的選用，如果材料不復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)就會導(dǎo)致建筑物的承載能力、抗震能力、防裂能力沒有保障，容易引發(fā)裂縫。在施工過程中，工程技術(shù)人員常常會根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的不同，選用合適的智能型混凝土材料，這樣一方面是減少投資，更重要的是增加建筑物的綜合能力，提高建筑的使用壽命。

（3）安全耐用。智能型混凝土將耐久性高、承載能力強、抗災(zāi)能力好等特點綜合到一起，這對于建筑物來說的確是一種既新型又實用的材料。工程設(shè)計師在進行建筑設(shè)計時，必須要考慮到的是建筑物所處的地理位置。因為地域存在差異，使得各個地方的自然氣候存在不同，有的地方受氣候影響長期多風(fēng)多雨，有的則相對干燥。面對不同的建筑地點，在施工過程中就需要選擇適合的智能混凝土，充分發(fā)揮其安全耐用的性能。

綜上所言，智能型混凝土作為一種新型的功能材料，當(dāng)被投入到實際工程中運用時還需要在應(yīng)用過程中進一步展開研究。智能混凝土對于確保建筑物的安全和耐久性具有重要的作用。在建筑施工過程中需要根據(jù)不同的情況進行合理地選擇，以減少建筑的返修次數(shù)，提高使用質(zhì)量。

參考文獻：

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