淺析新型混凝土材料的分類

【摘 要】 眾所周知，鋼筋混凝土結(jié)合了鋼筋與混凝土的優(yōu)點，造價較低，是土木工程結(jié)構(gòu)中的首選材料，也是當前最常用的結(jié)構(gòu)形式之一。混凝土材料是由膠凝材料、骨料及其他填充料組成的一種具有一定強度特性的人工建筑材料，自19世紀20年代波特蘭水泥問世后，混凝土材料以其廣泛的適用性和低廉的造價成為土木工程中不可或缺的建筑材料，其用量越來越大，人們開始重視對各種混凝土材料的性能研究。

【關(guān)鍵詞】 新型混凝土材料；分類；前景

隨著工業(yè)與建筑業(yè)的發(fā)展，新型混凝土成為主攻方向之一，不僅能夠抗震抗壓，還能減少結(jié)構(gòu)尺寸，減輕自身重量，降低材料使用量，做到開源節(jié)流、降低成本等。現(xiàn)在的新型混凝土諸如智能混凝土、預(yù)填骨料升漿混凝土、高性能混凝土、摻減水劑混凝土、輕質(zhì)混凝土等等，日漸成為工程施工的主要材料，提高了耐久性和可持續(xù)發(fā)展性。

1、智能混凝土

智能混凝土是一種應(yīng)用比較廣泛的新型混凝土。首先，要計算水泥用量，根據(jù)已確定的混凝土中水泥用量，保證混凝土的耐久性；其次，要控制合理砂率，通過試驗、計算求得，通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最佳砂率；最后，根據(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的水灰比，有效進行配合比的調(diào)整與確定。

2、預(yù)填骨料升漿混凝土

在預(yù)填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿，形成預(yù)填骨料升漿混凝土。采取這種工藝，既能縮短工期，又能取得良好的經(jīng)濟效益。在制作時，其水灰比可低到0.15，需加入大量的超塑化劑，以改善其工作度。雖然預(yù)填骨料升漿混凝土的價格比常用混凝土稍高，但大大低于鋼材，可將其設(shè)計成細長或薄壁的結(jié)構(gòu)，以擴大建筑使用的自由度。

3、高性能混凝土

一些發(fā)達國家相繼研制成功的高性能混凝土，這在很大程度上使混凝土進入了高科技時代，同時也受到國際材料界和工程界的重視。高性能混凝土之所以會受到人們的重視是由于其本身在應(yīng)用時存在著以下兩個優(yōu)點：其一，高性能混凝土具有超高強特性，可使混凝土結(jié)構(gòu)尺寸大大減少，從而減輕結(jié)構(gòu)自重和對地基的荷載，并減少材料用量，增加使用空間，大幅度降低工程的造價；其二，高性能混凝土具有超高工作性，可以減輕施工勞動強度，節(jié)約施工能耗。

4、摻減水劑混凝土

混摻減水劑混凝土是以干燥骨料為基準的，由于在實際工地中使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實驗室配合比進行換算，換算成扣除骨料中水分后工地實際施工用的配合比。摻減水劑混凝土配合比設(shè)計時，首先要按混凝土配合比設(shè)計規(guī)程計算出空白混凝土的配合比；其次要在空白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基礎(chǔ)上，進行減水和減水泥，算出減水和減水泥后的每立方米混凝土的實際用水量和水泥用量；另外，還要重新計算砂、石用量。計算每立方米混凝土中的減水劑用量。

5、輕質(zhì)混凝土

輕質(zhì)混凝土主要是利用天然輕骨料、工業(yè)廢料輕骨料、人造輕骨料制成的輕質(zhì)混凝土，強度高、密度小、保溫好是其最為主要的特點，另外，保護環(huán)境方面也是極為有利的。對于輕質(zhì)混凝土而言，在配合比設(shè)計時，要正確把握水灰比、單位用水量和砂率三個基本參數(shù)?；炷僚浜媳仍O(shè)計中確定三個參數(shù)的原則是一要在滿足混凝土強度和耐久性的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；二要在滿足混凝土施工要求的和易性基礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用水量；三是砂率應(yīng)以砂在骨料中的數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計以計算1m3混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干燥狀態(tài)為準。

6、活性微粉混凝土

活性微粉混凝土具有超強性，通常情況下其抗壓強度可以達到200MPa～800MPa左右，是建立于普通混凝土基礎(chǔ)上，在形成過程中主要采用了以下措施：增大堆積密度、減少混凝土用水量等從而使得混凝土達到超高強度。另外，在使用過程中，由于其骨料粒徑很小，接近于水泥顆粒的尺寸，因此，在配合比設(shè)計時，要以單位體積的混凝土中各組成材料的質(zhì)量比例確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，進行混凝土配合比設(shè)計。一般情況下，混凝土配合比設(shè)計必須達到以下四項基本要求，即：一要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的強度等級要求；二要滿足混凝土施工所要求的和易性；三要滿足工程所處環(huán)境對混凝土耐久性的要求；四要符合經(jīng)濟原則，即節(jié)約水泥以降低混凝土成本。

7、預(yù)應(yīng)力混凝土

預(yù)應(yīng)力混凝土是利用預(yù)先施加的拉應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的壓應(yīng)力，或利用預(yù)先施加的壓應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的拉應(yīng)力?；炷恋目估阅苓h好于抗壓性能，其抗拉強度僅為抗壓強度的1/18～1/8，極限拉應(yīng)變僅為0.10×10-3～0.15×10-3。在正常使用階段，普通鋼筋混凝土梁一般是帶裂縫工作的，截面的開裂導致構(gòu)件剛度降低、變形增大，結(jié)構(gòu)的耐久性降低。預(yù)加應(yīng)力的目的是將混凝土變成彈性材料，以無拉應(yīng)力或零應(yīng)力作為預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計準則，使高強鋼材和混凝土能夠共同工作進而達到荷載平衡。預(yù)應(yīng)力混凝土主要有三個優(yōu)點：一是變被動設(shè)計為主動設(shè)計，在使用荷載作用下不開裂或延遲開裂、限制裂縫開展，提高結(jié)構(gòu)的耐久性；二是可以合理有效地利用高強鋼筋和高強混凝土，從而在節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重的同時還可以提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度，使混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍進一步擴大；三是施加預(yù)應(yīng)力相當于對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件作了一次檢驗，有利于保證質(zhì)量，而由于在正常使用階段鋼筋和混凝土的應(yīng)力變化幅度較小，重復荷載下的抗疲勞性能較好；四是其具有良好的裂縫閉合性，與其相應(yīng)的抗剪性也有所提高。

8、新型混凝土材料的前景

我國新性混凝土材料研究起步較晚，從20世紀40年代起投入本領(lǐng)域，先是仿照蘇聯(lián)模式制作固定式混凝土泵，但沒有推廣開來。隨后研究固定式活塞泵，研究重點放在泵送混凝土方面。上世紀80年代，我國參照日本模式開展高強度和泵送混凝土研究，并且逐漸向耐腐蝕外加劑發(fā)展努力。此外，我國還十分重視噴射混凝土的技術(shù)研究，在各方面取得了突破性進展，制定了噴射混凝土維修和加固混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程，于1983年對噴射混凝土維修規(guī)程作了較大幅度的修改，頒發(fā)了噴射混凝土維修建筑結(jié)構(gòu)新規(guī)程，運用于我國冶金、水電、軍工、鐵道、煤炭方面。在后來的土木工程施工中，混凝土材料逐漸成為一種極為重要的建筑材料，而且在市場上的應(yīng)用和推廣也越來越廣泛。當前，相關(guān)部門還在加大投入，建立了專門的研究單位，研制出了很多高性能混凝土以及相關(guān)的耐久性檢測設(shè)備。尤其是隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，混凝土性能的不斷提高，新型混凝土的優(yōu)越性也越來越體現(xiàn)出來，故而混凝土在土木工程中應(yīng)用的認可度和辨識度也在提高。

9、結(jié)語

綜上所述，隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)進程的不斷加快，這在很大程度上推動了我國混凝土的應(yīng)用和發(fā)展，除了上述的幾種新型混凝土材料之外，還要一些其他的新型混凝土材料，如纖維增強混凝土、自密實混凝土、碾壓混凝土、再生骨料混凝土等等，在市場競爭中它們的質(zhì)量和性能成為保證工程質(zhì)量的主要因素。因此，我們需要加大研究力度，繼續(xù)新型混凝土的應(yīng)用和推廣。施工中要根據(jù)不同的技術(shù)質(zhì)量要求，考慮不同的環(huán)境選擇不同的混凝土，要熟知其不同的特性，合理選擇和運用，以達到適用的目的。在很多特種結(jié)構(gòu)中，混凝土是一種不可缺少的建筑材料，而對這些結(jié)構(gòu)工程來說，混凝土的耐久性與長期性極其重要。因此需要在實際工作中不斷琢磨如何應(yīng)用好新型混凝土。

參考文獻

[1] 《國內(nèi)自主開發(fā)新型塑料材料問世》[J]工業(yè)設(shè)計，2012（09）

[2] 李奇：《新型建筑混凝土技術(shù)研究》[J]現(xiàn)代閱讀（教育版），2012（17）

[3] 龐毅：《淺談新型混凝土材料在工程項目中的應(yīng)用》[J]科技與企業(yè)，2012（20）