混凝土及其增強(qiáng)材料的發(fā)展與應(yīng)用

丁文廣

黑龍江省建筑安裝集團(tuán)有限公司 黑龍江 哈爾濱 150081

引言

混凝土在我國出現(xiàn)的歷史較早，自從其出現(xiàn)至今在建筑行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，憑借其耐久性與強(qiáng)度受到了人們的認(rèn)可，相較于其他材料，混凝土的造價(jià)低，尤其是能耗低，比較適合當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形式，因此，其在我國發(fā)展迅速，本文就對其增強(qiáng)材料及其自身的發(fā)展情況進(jìn)行簡單的闡述。

1 關(guān)于混凝土的論述

1.1 高性能混凝土

近幾年，高性能混凝土是混凝土發(fā)展的一個(gè)主要方向，高性能指的是混凝土在很多方面的性能都較高，例如：強(qiáng)度、耐久性、流動(dòng)性等。其中，高性能混凝土指的是強(qiáng)度通常是要大于C50混凝土。而只有提高混凝土強(qiáng)度，才可以建設(shè)出更高水平的建筑結(jié)構(gòu)。此外，利用性能混凝土，不僅能夠縮小截面尺寸，同時(shí)又能減輕自重。所以，能夠獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益。并且高性能混凝土的耐久性也相對較高。例如：當(dāng)前生產(chǎn)出的C100混凝土，在高溫、高壓的情況下，水泥石抗壓強(qiáng)度為662MPa、抗拉強(qiáng)度為64.7MPa。

1.2 活性微粉混凝土

此種混凝土是一種超高強(qiáng)度的混凝土，抗壓強(qiáng)度在200～800MPa范圍內(nèi)，而抗拉強(qiáng)度在25～150MPa，并且單位混凝土質(zhì)量較輕，一般在每立方米2.5～3.0噸。而此混凝土具有以下幾大優(yōu)勢：第一，可以減小顆粒尺寸、改善混凝土性能；第二，利用微粉材料，使其具有最優(yōu)的堆積密度；第三，降低用水量，將非水化水泥顆粒作為填充物質(zhì)，從而增大混凝土的堆積密度；第四，在混凝土硬化階段，可以對其進(jìn)行加壓與加溫處理，這樣一來，能夠使混凝土達(dá)到較大強(qiáng)度[1]。

1.3 纖維增強(qiáng)型混凝土

一般來說，當(dāng)纖維長度與直徑比在使用范圍內(nèi)，其保持纖維摻量要在1%～2%范圍內(nèi)，和基體混凝土相比較來說，鋼纖維混凝土強(qiáng)度最高可提高80%，抗彎強(qiáng)度提高一半以上，抗壓強(qiáng)度提高很小，通常在0～25%范圍內(nèi)。

1.4 自密實(shí)混凝土

此種混凝土和其他混凝土不相同，并不需要利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行振搗，利用自重便能夠使混凝土變得更加密實(shí)。盡管混凝土流動(dòng)性較強(qiáng)，但是依然能夠做到防止離析現(xiàn)象的出現(xiàn)。自密實(shí)混凝土有很多的優(yōu)勢，例如：施工中沒有振動(dòng)噪聲；能夠在夜間進(jìn)行施工；對施工人員身體沒有任何損害；耐久性較強(qiáng)；施工周期短等。

1.5 智能混凝土

因高強(qiáng)度混凝土的密實(shí)性較強(qiáng)，因此，使得防火能力大大降低。這主要是由于在發(fā)生火災(zāi)情況下，砂漿中自有水以及化學(xué)結(jié)合水等都變?yōu)樗畾?，然而，又不能從密?shí)性較好的混凝土中快速散發(fā)出來，這樣一來，便在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了氣壓，使混凝土柱子的保護(hù)層掉落，從而大大降低柱子的承載能力，想要解決此問題，應(yīng)該在每立方混凝土中加入2kg聚丙烯纖維，這樣一來，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，纖維會快速融合，為水氣的蒸發(fā)提供通道，降低混凝土內(nèi)部的氣壓，避免柱子保護(hù)層的掉落。

通過改變混凝土的構(gòu)成，能夠有利克服混凝土諸多不利因素，比如：混凝土用水量偏多、水灰比較低、密實(shí)度較好。然而，由于在混凝土硬化階段中，極易出現(xiàn)大量收縮裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。想要解決此類問題，利用摻量為25%預(yù)濕輕骨料替代原有的骨料，這樣一來，便可以使混凝土生成一個(gè)“蓄水器”，從而對混凝土潮濕度加以持續(xù)養(yǎng)護(hù)。

2 配筋和增強(qiáng)材料

2.1 纖維筋

鋼筋混凝土配筋材料通常選用樹脂黏結(jié)纖維筋。然而，最常見的纖維筋主要包含以下幾種：碳纖維筋、玻璃纖維筋等多種，通過對其進(jìn)行深入研究發(fā)現(xiàn)，纖維筋有較高的強(qiáng)度，其中，玻璃纖維筋抗堿性能力偏差。對于纖維筋來說，主要優(yōu)勢在于它的抗腐蝕性與強(qiáng)度較好。除此之外，有較強(qiáng)變形能力、抗疲勞能力等，而缺點(diǎn)是斷裂應(yīng)變性非常差，熱膨脹系數(shù)非常大等[2]。

2.2 冷軋變形鋼筋

為進(jìn)一步減少鋼材使用量，我國引入了大量先進(jìn)設(shè)備，使用光圓鋼筋，將其進(jìn)行冷軋，扎成帶肋直徑小的鋼筋，此種稱之為是冷軋帶肋鋼筋。此外，還有一種類型的鋼筋，利用一級光圓鋼筋經(jīng)過冷軋，再扭曲成型，稱之為是冷軋變形鋼筋。上述這兩種冷軋鋼抗拉強(qiáng)度的極限值和設(shè)計(jì)值都要比母材的大很多。并且其黏結(jié)強(qiáng)度也相對較高，然而它的直徑卻非常的小。因提高了混凝土的強(qiáng)度，因此便能夠達(dá)到節(jié)約鋼筋材料使用量，使其獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 環(huán)氧樹脂涂敷鋼筋

如果在有腐蝕性的環(huán)境下，鋼筋腐蝕會對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性產(chǎn)生一定的影響。為有效避免鋼筋出現(xiàn)腐蝕，使用不銹鋼來生產(chǎn)鋼筋是一個(gè)有效的途徑，然而，它的價(jià)格偏高。此外，還要一個(gè)途徑，利用環(huán)氧樹脂將其涂敷在鋼筋的外表面上，進(jìn)而便生成一種防銹涂層，避免鋼筋被腐蝕而生銹，現(xiàn)如今，此方法已經(jīng)在國外應(yīng)用十分廣泛。在完成對鋼筋加工后，要對其進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后再應(yīng)用到對防銹蝕要求較高的工程當(dāng)中，這樣一來，能夠大大提高鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。

2.4 預(yù)應(yīng)力混凝土使用鋼棒或螺旋肋鋼絲

對傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力混凝土來說，是在鋼絲、熱處理等處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，再引入更先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)出直徑為12.6mm，抗拉強(qiáng)度可高達(dá)1570MPa預(yù)應(yīng)力混凝土，并且在其中使用了帶有螺旋肋的鋼棒以及鋼絲。此種新產(chǎn)品具有很多的優(yōu)勢，例如：抗拉強(qiáng)度搞、黏結(jié)性較好、能夠點(diǎn)焊等[3]。

3 結(jié)束語

總之，我們看到混凝土是水泥、砂石、水及添加劑與摻和料等多個(gè)成分共同組成的一種性能穩(wěn)定的建筑施工材料，其性能與組成的材料及施工工藝具有必然的聯(lián)系，同時(shí)也受到施工工藝及施工環(huán)境的影響，涉及眾多行業(yè)及領(lǐng)域，混凝土增強(qiáng)材料的出現(xiàn)及應(yīng)用與發(fā)展受到了人們的認(rèn)可，相信在不久的將來，混凝土新增材料必然在建筑行業(yè)發(fā)揮更大的作用，推動(dòng)行業(yè)的進(jìn)步與完善，進(jìn)而推動(dòng)我國混凝土技術(shù)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 熊文杰.試論混凝土及其增強(qiáng)材料的發(fā)展與應(yīng)用[J].商品混凝土,2013,(03):74,76.

[2] 辛小濤.淺析混凝土及其增強(qiáng)材料的發(fā)展與應(yīng)用狀況[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012,(24):192.

[3] 張志剛.混凝土及其增強(qiáng)材料的發(fā)展與應(yīng)用[J].科技視界,2012,(23):294,335.