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(diǎn)，造價(jià)較低，是土木工程結(jié)構(gòu)中的首選材料，也是當(dāng)前最常用的結(jié)構(gòu)形式之一?；炷敛牧鲜怯赡z凝材料、骨料及其他填充料組成的一種具有一定強(qiáng)度特性的人工建筑材料，自19世紀(jì)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(jià)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(duì)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?，F(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(jì)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(yàn)、計(jì)算求得，通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動(dòng)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(jìn)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(jì)效益。在制作時(shí)，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(jià)格比常用混凝土稍高，但大大低于鋼材，可將其設(shè)計(jì)成細(xì)長或薄壁的結(jié)構(gòu)，以擴(kuò)大建筑使用的自由度。

3、高性能混凝土

一些發(fā)達(dá)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(jìn)入了高科技時(shí)代，同時(shí)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(huì)受到人們的重視是由于其本身在應(yīng)用時(shí)存在著以下兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：其一，高性能混凝土具有超高強(qiáng)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(duì)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(jià)；其二，高性能混凝土具有超高工作性，可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)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(zhǔn)的，由于在實(shí)際工地中使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實(shí)驗(yàn)室配合比進(jìn)行換算，換算成扣除骨料中水分后工地實(shí)際施工用的配合比。摻減水劑混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)，首先要按混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程計(jì)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(jìn)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(shí)際用水量和水泥用量；另外，還要重新計(jì)算砂、石用量。計(jì)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(qiáng)度高、密度小、保溫好是其最為主要的特點(diǎn)，另外，保護(hù)環(huán)境方面也是極為有利的。對(duì)于輕質(zhì)混凝土而言，在配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要正確把握水灰比、單位用水量和砂率三個(gè)基本參數(shù)?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)中確定三個(gè)參數(shù)的原則是一要在滿足混凝土強(qiáng)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(jì)以計(jì)算1m3混凝土中各材料用量為基準(zhǔn)，計(jì)算時(shí)骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)。

6、活性微粉混凝土

活性微粉混凝土具有超強(qiáng)性，通常情況下其抗壓強(qiáng)度可以達(dá)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(dá)到超高強(qiáng)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(jì)時(shí)，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(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì)。一般情況下，混凝土配合比設(shè)計(jì)必須達(dá)到以下四項(xiàng)基本要求，即：一要滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度等級(jí)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(duì)混凝土耐久性的要求；四要符合經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)好于抗壓性能，其抗拉強(qiáng)度僅為抗壓強(qiáng)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(dǎo)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(jì)準(zhǔn)則，使高強(qiáng)鋼材和混凝土能夠共同工作進(jìn)而達(dá)到荷載平衡。預(yù)應(yīng)力混凝土主要有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：一是變被動(dòng)設(shè)計(jì)為主動(dòng)設(shè)計(jì)，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(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土，從而在節(jié)省材料、減輕結(jié)構(gòu)自重的同時(shí)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(jìn)一步擴(kuò)大；三是施加預(yù)應(yīng)力相當(dāng)于對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件作了一次檢驗(yàn)，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(fù)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(jì)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(diǎn)放在泵送混凝土方面。上世紀(jì)80年代，我國參照日本模式開展高強(qiáng)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(jìn)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(duì)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(yùn)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(dāng)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(xué)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(rèn)可度和辨識(shí)度也在提高。

9、結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)進(jìn)程的不斷加快，這在很大程度上推動(dòng)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(qiáng)混凝土、自密實(shí)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(yùn)用，以達(dá)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(duì)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(shí)際工作中不斷琢磨如何應(yīng)用好新型混凝土。

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