以混凝土為例淺談材料的運(yùn)用與發(fā)展

摘要：混凝土，一種被譽(yù)為建筑工程的“主要糧食”的材料，也是目前建筑工程中使用最多，面積最廣的一種材料，因?yàn)槠洫?dú)有性質(zhì)，從而制約了建筑工程的體系和形式的發(fā)展，因此研究發(fā)展新材料勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);混凝土;共贏;突變

現(xiàn)今，建筑行業(yè)正處于正欣欣向榮，蓬勃發(fā)展的輝煌時(shí)代，在這樣的時(shí)代背景下混凝土便成為建筑項(xiàng)目中最重要且必不可少的一種材料。但如今也因?yàn)槠洳糠纸M成材料（資源）日漸匱乏，而使之成為建筑工程在材料方面面臨的巨大挑戰(zhàn)，使發(fā)展新材料成為這個(gè)行業(yè)經(jīng)久不衰的的重要保證，下面我們以混凝土為例從以下幾個(gè)方面來(lái)說(shuō)明新材料的發(fā)展思路和方向。

一、 混凝土基本組成材料及綜述

（一）混凝土的基本組成

現(xiàn)代意義上的混凝土由膠凝材料（水泥）、粗骨料（石）、細(xì)骨料（砂）、水、摻和料和外加劑幾種材料按照一定配合比（搭配比例）混合而成，它硬化后有較高的強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度）和硬度，有人造石材之稱，是現(xiàn)代建筑中的重要材料之一。

水泥是混凝土中的膠凝材料，它占混凝土拌和物質(zhì)量的百分之十六左右，它在混凝土拌和物中與水發(fā)生水化反應(yīng)生成水化產(chǎn)物把混凝土中的其他材料膠凝在一起，同時(shí)它與水形成的水泥漿還起到了潤(rùn)滑作用，減小骨料之間的相互摩擦，提高拌和物流動(dòng)性，水泥硬化后形成堅(jiān)硬的水泥石。它的品種繁多，常用的有硅酸鹽水泥（P.Ⅰ或p.Ⅱ）、普通硅酸鹽水泥（P.O）、礦渣硅酸鹽水泥（P.S）、粉煤灰硅酸鹽水泥（P.F）、火山灰硅酸鹽水泥（P.P）、復(fù)合硅酸鹽水泥（P.C）六種。

粗、細(xì)骨料是混凝土拌和物中含量最多的兩種材料，占到混凝土質(zhì)量的百分之七十左右，在混凝土中起到骨架作用，支撐起整個(gè)混凝土的結(jié)構(gòu)。由于其數(shù)量較多，粗、細(xì)骨料質(zhì)量的好壞、強(qiáng)度的高低、顆粒的級(jí)配等直接影響了混凝土拌和物的質(zhì)量與強(qiáng)度，故它也是混凝土絕大部分的強(qiáng)度來(lái)源，也代表了混凝土強(qiáng)度的高低。

水占到混凝土拌和物質(zhì)量的百分之七左右，它在整個(gè)混凝土拌和物的形成過(guò)程起著必不可少的作用，它能與水泥水化反應(yīng)形成具有膠黏作用的水化產(chǎn)物，沒(méi)有與水形成的水化產(chǎn)物，水泥、粗、細(xì)骨料就是一盤(pán)“散沙”，根本不可能一起形成堅(jiān)硬的混凝土。

摻和料和外加劑雖然所占比例非常少，摻和料在混凝土中的用量為水泥質(zhì)量的百分之五到百分之七十左右，而外加劑的用量則不超過(guò)混凝土中所用水泥質(zhì)量的百分之五。它們量雖少，但卻有著輔助和調(diào)節(jié)的作用，就像炒菜時(shí)的調(diào)味品一樣，雖然少，卻能影響主觀材料，發(fā)揮不一樣精彩。

（二） 混凝土的綜合分析

由混凝土的組成材料分析，混凝土自重大、抗拉強(qiáng)度低、施工時(shí)受季節(jié)影響較大，當(dāng)然其成本較低、適應(yīng)性較強(qiáng)、耐久性較好、維護(hù)方便。隨著世界人口不斷地增長(zhǎng)，建筑體系和建筑層數(shù)都帶來(lái)了巨大變化，建筑面積增大，形狀開(kāi)始不規(guī)則，高層、超高層增多，這使混凝土的缺點(diǎn)在發(fā)展中日益突出，如何推陳出新發(fā)展混凝土成為重中之重。

二、混凝土在新材料上的運(yùn)用發(fā)展

（一）鋼筋混凝土

鋼筋混凝土的出現(xiàn)打破了混凝土“肥頭大耳”的局面。鋼筋是鋼材通過(guò)熱軋或冷拔所形成的的一種材料，它具有較大的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度，其線膨脹系數(shù)為1.2x10/℃，與混凝土的線膨脹系數(shù)1.0～1.1x10/℃相近，故它能與混凝土具有良好的黏結(jié)作用;鋼筋表面有月牙肋和等高肋，加大了混凝土與鋼筋之間的摩擦力，使二者結(jié)合更加緊密。同時(shí)鋼筋與混凝土的結(jié)合達(dá)到了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以鋼筋的較大的抗拉強(qiáng)度彌補(bǔ)了混凝土的抗拉強(qiáng)度不足達(dá)到共贏，并廣泛的運(yùn)用于當(dāng)代的建筑工程中。二者結(jié)合也大大的改善了混凝土在建筑工程中的受力特點(diǎn)，縮小了梁柱截面，使混凝土在建筑工程中的運(yùn)用更加靈活、多變，使建筑的造型也日新月異。

（二） 輕骨料混凝土

混凝土自重較大，一直是笨重的代表，因此很多非承重結(jié)構(gòu)一直都避開(kāi)用混凝土來(lái)澆筑，同時(shí)較大的自重也決定了其結(jié)構(gòu)跨度不能太大，不然笨重就會(huì)顯現(xiàn)的較為明顯?；炷恋慕M成材料中，骨料占到混凝土質(zhì)量的70%～80%，其大部分重量也來(lái)自于骨料，不在骨料上做任何的突變就意味著它與歷史不遠(yuǎn)了。介于這樣的思路，有的人就用陶粒和泡沫的等一些輕質(zhì)的骨料來(lái)代替原來(lái)的骨料砂和石，在其組成材料上作出了新的突變，改變了混凝土的命運(yùn)，使“肥頭大耳”與混凝土的關(guān)系不再密切。

（三） 瀝青混凝

一直以來(lái)，水泥都以混凝土組成材料的膠凝材料出現(xiàn)。而以水泥作為膠凝材料形成的水泥混凝土廣泛的用于建筑工程、水力水電工程、道路工程等，使用過(guò)程中也凸顯了很多問(wèn)題，以道路路面工程中問(wèn)題最多。水泥路面為剛性路面不能減振，在地基不均勻沉降變形下，附加應(yīng)力集中，易脫空、產(chǎn)生斷裂破壞，對(duì)不穩(wěn)定路基適應(yīng)性較差，長(zhǎng)時(shí)間使用容易風(fēng)化，

造成使用性能降低。為了解決這一問(wèn)，通過(guò)對(duì)混凝土組成材料的突變，出現(xiàn)了瀝青混凝土路面，它解決了水泥混凝土路面不減振，舒適性差及對(duì)不均勻地基適應(yīng)性差的特點(diǎn)，大大的拓展了混凝土的適用范圍，為混凝土的革新帶來(lái)了不可估量的影響。

三、新材料的發(fā)展

（一）市場(chǎng)形勢(shì)分析

在當(dāng)今這樣一個(gè)工業(yè)化的時(shí)代，各種材料層出不窮，如何在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天優(yōu)勝劣汰，脫穎而出，成為這個(gè)時(shí)代的神話。新材料出現(xiàn)與發(fā)展在這個(gè)大的時(shí)代背景下凸顯的尤為重要，且新材料的創(chuàng)新步伐日益加快，競(jìng)爭(zhēng)也日益激烈，新材料的發(fā)展也必將成為未來(lái)各個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。同時(shí)新材料的發(fā)展是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，也是生產(chǎn)水平和人民生活水平提高的重要保障，因此發(fā)展新材料勢(shì)在必行。

（二）新材料發(fā)展的思路與方向

新材料在乎一個(gè)“新”字，那如何在原有材料的基礎(chǔ)上“創(chuàng)新”、“推陳出新”？以混凝土的發(fā)展與創(chuàng)新來(lái)看，發(fā)展新材料一方面：工程中的很多材料的部分性質(zhì)相近或者相似，但某些性質(zhì)卻較為突出，就可以考慮以優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、共贏為思路將其結(jié)合，以求能誕生新材料;另一方面：每一種材料都有很多元素或物質(zhì)組成，以其組成成分為基礎(chǔ)加以創(chuàng)新和突變，通過(guò)改變或者更換材料的組成成分，發(fā)展和引導(dǎo)新材料的出現(xiàn)。隨著生產(chǎn)力和人們生活水平的提高，要求新材料的發(fā)展品種更加豐富，而且還要求其具有輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色環(huán)保、節(jié)約能源、經(jīng)久耐用等功能性質(zhì)，因此在發(fā)展新材料的同時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌兼顧、與時(shí)俱進(jìn)，合理利用現(xiàn)有資源創(chuàng)造和發(fā)展。

作者簡(jiǎn)介：高正平? 男? 云南省曲靖市? 漢族? 工作單位：? 云南城市建設(shè)職業(yè)學(xué)院，學(xué)歷：本科? 職稱：助理工程師? 研究方向：土木工程。