分析復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用

張義斌

（甘肅第二建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730050）

分析復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用

張義斌

（甘肅第二建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司 甘肅蘭州 730050）

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，土木工程行業(yè)也迎來了新的發(fā)展時期。單一的混凝土材料已經(jīng)滿足不了土木工程建筑的需要，于是就出現(xiàn)了復(fù)合材料的混凝土技術(shù)，為土木工程的發(fā)展提供了一個新的方向。在此基礎(chǔ)之上，對復(fù)合型混凝土材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。希望對我國土木工程事業(yè)的發(fā)展有一定的幫助。

復(fù)合材料；混凝土技術(shù)；土木工程；發(fā)展與應(yīng)用

引言

混凝土材料是土木工程建筑過程中重要的一部分，由于其具有較高的強(qiáng)度、抗拉伸度、粘結(jié)性能、并且造價低廉，被廣泛的應(yīng)用在土木工程的建設(shè)中。隨著我國科技的斷發(fā)展，把很多物理性能好的材料通過復(fù)合技術(shù)融入到混凝土技術(shù)中，形成一種能體現(xiàn)多種材料物理性能的復(fù)合材料。大大的提高了混凝土的抗腐蝕性、強(qiáng)度和硬度。為我國土木工程建設(shè)提供了重要材料，所以說對復(fù)合型材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用分析有重要的意義。

1 復(fù)合型混凝土材料的優(yōu)勢

1.1 復(fù)合型混凝土材料的物理性能

由于傳統(tǒng)的混凝土材料非常單一，在抗腐蝕性和物理性能方面以及不能滿足社會發(fā)展的需要。隨著我國復(fù)合技術(shù)的不斷提升，在混凝土中加入硅灰、石英砂、細(xì)集料、鋼纖維、外加劑、高效減水劑、等材料再加上水復(fù)合而成的新型混凝土材料，使得混凝土在抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗腐蝕性、粘結(jié)強(qiáng)度、彈性模量、斷裂力方面都有了很大的提高，能更有效的提高土木工程的質(zhì)量和使用壽命。

1.2 復(fù)合型混凝土材料的耐久性能

在土木工程建設(shè)過程中，材料耐久性是檢查材料是否合格的主要標(biāo)準(zhǔn)，本文通過不完全統(tǒng)計，對普通混凝土材料和復(fù)合型混凝土材料在耐久性上做了比較，比較結(jié)果如表1所示。

表1 普通混凝土和復(fù)合型混凝土材料耐久性指標(biāo)

通過表1中可以看出，復(fù)合型混凝土材料的各項指標(biāo)的耐久性都非常優(yōu)異，因為復(fù)合型混凝土材料具有較低的水灰比，采用細(xì)集料材料，提高了混凝土的密實度。

1.3 復(fù)合型混凝土材料具有很好的防火抗沖擊性能

隨著全球氣候變暖自然災(zāi)害發(fā)生越來越頻繁。根據(jù)不完全統(tǒng)計，我國每年因為自然災(zāi)害和火災(zāi)對土木工程造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上億元。但是隨著復(fù)合混凝土材料在土木工程中的普及，能很好的降低經(jīng)濟(jì)損失。由于復(fù)合型混凝土中硅粉的含量比較高，而氧化氫鈣的含量比較少，耐火性能比傳統(tǒng)的混凝土要高很多，當(dāng)土木工程起火時，隨著溫度的升高，雖然會使混凝土結(jié)構(gòu)性能變得越來越差，但是在在復(fù)合材料中加入了鋼纖維，在融化以后可以提供毛細(xì)管孔，增加土木工程的滲透性，降低蒸汽壓，從而起到保護(hù)土木工程的作用[1]。

2 復(fù)合混凝土材料在土木工程中的發(fā)展和應(yīng)用

當(dāng)前我國發(fā)展的復(fù)合型混凝土材料包括智能混凝土材料、輕質(zhì)混凝土材料、活性微粉混凝土材料等，本文主要對這三種材料的應(yīng)用進(jìn)行深入的分析。

2.1 智能混凝土材料的應(yīng)用與發(fā)展

將有關(guān)的化學(xué)外加劑通過復(fù)合技術(shù)加入混凝土材料中能有效的改善混凝土材料的原有性能。復(fù)合正確也可能產(chǎn)生意想不到的效果，智能型混凝土復(fù)合材料就是其中之一。通過添加物能制作出具有特別性能的混凝土材料，選擇出對土木工程有實際效果的材料進(jìn)行使用和防護(hù)。比如說：凈化空氣的混凝土、能主動調(diào)濕的混凝土、碳纖維智能混凝土、光纖傳感智能混凝土等種類。本文主要對碳纖維智能混凝土和光纖傳感智能混凝土做了分析和研究。

（1）碳纖維智能混凝土材料具有很好的導(dǎo)電性能、抗腐蝕能力、強(qiáng)度。在復(fù)合過程中把碳纖維材料摻入到混凝土中既能提升混凝土材料的強(qiáng)度，又能改善混凝土材料的性能。通過碳纖維智能混凝土材料能很好的監(jiān)控土木工程內(nèi)部的建筑情況，能及時進(jìn)行預(yù)防和維護(hù)保證土木工程的質(zhì)量。碳纖維能很好的防止靜電的產(chǎn)生，如果在飛機(jī)場過程公路建設(shè)中選擇碳纖維智能混凝土還能起到很好的除雪效果[2]。

（2）光纖傳感智能混凝土材料把傳感纖維材料復(fù)合到混凝土材料中，能對土木工程承受壓力的變化和建筑工程內(nèi)部進(jìn)行技術(shù)的掌握和檢查，對建筑物的裂縫和變形的破壞進(jìn)行傳輸和引導(dǎo)。讓施工維修人員能及時掌控建筑物內(nèi)部情況，制定科學(xué)合理的施工方案。比如我國重慶渝長高速公路中紅槽房大橋的建筑中就采用了光纖傳感智能混凝土材料，對大橋內(nèi)部的情況進(jìn)及時的掌握，對提高大橋質(zhì)量方面做出了重要的貢獻(xiàn)。

2.2 輕質(zhì)混凝土材料的應(yīng)用與發(fā)展

輕質(zhì)混凝土材料主要的原材料是珍珠巖、陶粒、粉煤灰、乳石等輕骨料組成，輕質(zhì)混凝土材料顧名思義，材料的質(zhì)量比較輕盈，大大減少了建筑要承載的壓力。但是強(qiáng)度、硬度、抗壓性都沒有變，而且通過復(fù)合技術(shù)使得輕質(zhì)混凝土具有較好的抗凍性和較小的密度，被廣泛的應(yīng)用在土木工程建設(shè)當(dāng)中。

比如2015年我國某市建立的土木工程項目把輕質(zhì)混凝土應(yīng)用到實際的施工過程中，5棟20層的住宅樓是主要的施工項目。施工全過程都采用輕質(zhì)復(fù)合混凝土材料，建筑完以后能過計算，選用輕質(zhì)復(fù)合混凝土相比于傳統(tǒng)的混凝土每立方米減輕了14%的自重，使用面積增加了1500m2，土木工程的基礎(chǔ)造價減少了12%、相應(yīng)的鋼材大約減少了4.3%。從這些數(shù)據(jù)中不難看出輕質(zhì)復(fù)合混凝土的無論是經(jīng)濟(jì)效益還技術(shù)效益相比于不同的混凝土有很大的提高。

2.3 活性微粉混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用和發(fā)展

在混凝土材料中加入活性微粉，通過復(fù)合技術(shù)制造出的混凝土材料，通過相關(guān)的計算其單位體積的質(zhì)量為2.5～3.0t/m3、斷裂能為30kg/m2、抗拉強(qiáng)度大約為25～150MPa、抗壓強(qiáng)度盡高達(dá)200～800MPa。根據(jù)活性微粉加入量的不同可將活性微粉混凝土材料分成礦渣活性微粉混凝土和粉煤灰活性微粉混凝土兩種?；钚晕⒎刍炷林饕獞?yīng)用的土木工程是高速公路以及相關(guān)的工程。

比如：我著名的高速公路北京到上海的京滬高速高速就是使用大量的礦渣活性微粉混凝土構(gòu)建而成的；而北京到大同的京大高速公路則是采用大量的粉煤灰活性微粉混凝土構(gòu)建而成的，除此之外還有世界上最長的跨海大橋杭州灣大橋都是采用活性微粉混凝土構(gòu)建而成的。不難看出活性微粉混凝土在我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用。

3 結(jié)束語

隨著我人民生活水平的提高，對建筑工程要求越來越多樣化，在這樣的環(huán)境下對復(fù)合型混凝土材料具有的重要性要有充足的認(rèn)識和理解，在土木工程建筑過程中要大力發(fā)展和應(yīng)用復(fù)合型混凝土材料，在提升混凝土質(zhì)量的同時，滿足人們對建筑工程多元化的要求以及提升建筑物的使用壽命。從而促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)和社會健康、穩(wěn)定、和諧、可持續(xù)發(fā)展。

[1]馮鵬.復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，2014，09：99～104.

[2]沙政輝.復(fù)合材料在土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用[J].中外企業(yè)家，2015，18：222.

TU599

A

1004-7344（2016）18-0309-02

2016-6-10

張義斌（1971-），大專，工民建專業(yè)，主要從事經(jīng)營預(yù)算合同、項目管理工作。