土木工程中新型混凝土材料的應(yīng)用

王化偉 孫新

摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，建筑形式也在逐步發(fā)展。而混凝土有原料相對(duì)豐富，價(jià)格相對(duì)低廉，生產(chǎn)的工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，因此其使用量也越來(lái)越大，并且新型的混凝土抗壓的強(qiáng)度高，其耐久性也比較好，強(qiáng)度的等級(jí)范圍較寬，所以使用范圍也更加廣泛，不僅一些土木工程使用新型的混凝土，機(jī)械工業(yè)、造船業(yè)、地?zé)峁こ?、海洋開(kāi)發(fā)等其他作業(yè)中，新型的混凝土也占據(jù)重要的位置?？傊?，隨著保障社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展、保護(hù)環(huán)境和保持生態(tài)的多樣性的呼聲不斷高漲，新型的混凝土材料在應(yīng)用方面也會(huì)得到各國(guó)環(huán)境和材料學(xué)者的密切重視。

關(guān)鍵詞：土木工程；新型混凝土材料；應(yīng)用

1、土木工程領(lǐng)域應(yīng)用新型混凝土材料的必要性

新型混凝土材料是在傳統(tǒng)混凝土不斷發(fā)展過(guò)程中逐步進(jìn)行升級(jí)得來(lái)的，相對(duì)來(lái)講，制作新型混凝土的方式還是較為簡(jiǎn)單的，在傳統(tǒng)混凝土構(gòu)成成分中，加入纖維、礦物質(zhì)、煤炭顆粒等化學(xué)類或者是非化學(xué)成分中的一種或者是幾種搭配起來(lái)，最終形成實(shí)際工作中所需要的新型混凝土材料?，F(xiàn)在新型混凝土材料備受人們關(guān)注，這是因?yàn)樵絹?lái)越多的人看到其在環(huán)保節(jié)能方面所發(fā)揮出來(lái)的巨大作用，尤其是在國(guó)家提倡環(huán)保社會(huì)的大環(huán)境下，是人們裝修時(shí)非常青睞的材料。另外，這種材料的投入使用還可以幫助土木工程項(xiàng)目主要經(jīng)濟(jì)者降低成本投資，使其獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，而且不容忽視的是新型混凝土材料在抗壓、抗損傷方面有著非常良好的作用，這也是備受人們喜愛(ài)的原因之一，畢竟安全的土木工程才是人們所需要的。當(dāng)今社會(huì)，各個(gè)方面的發(fā)現(xiàn)變得非常迅速，人們的生活水平和之前相比有了大幅度的提升，所以對(duì)土木工程建設(shè)的質(zhì)量提出了更高的要求。所以，我國(guó)新型混凝土的發(fā)展方向也在逐步改變，向著強(qiáng)度高，更加有利于工作開(kāi)展的方向發(fā)展，隨之還要改變的是材料的耐久性以及性能的優(yōu)越性。我國(guó)現(xiàn)在將非常大的一部分精力都投身于社會(huì)主義和諧社會(huì)的建設(shè)，自然經(jīng)濟(jì)建設(shè)肯定要以積極的姿態(tài)響應(yīng)資源節(jié)約型、環(huán)境保護(hù)型的號(hào)召。在各種高新科技的不斷發(fā)展和推動(dòng)下，人們對(duì)土木工程材料的要求自然會(huì)有所提升，新型混凝土的出現(xiàn)成為必然性的事情。

2、土木工程中新型混凝土材料的應(yīng)用

2.1 高性能混凝土的應(yīng)用

二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼研制成功高性能混凝土；使混凝土進(jìn)入了高科技時(shí)代，日益受到國(guó)際材料界和工程界的重視。很多國(guó)家把高性能混凝土作為跨世紀(jì)的新材料加以研究與利用，使其成為當(dāng)代混凝土研究和應(yīng)用領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)。高性能混凝土的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：（1）由于高性能混凝土的高強(qiáng)（60Mpa～100MPa）和超高強(qiáng)（≥100MPa）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，大幅度的降低工程造價(jià)；（2）由于高性能混凝土具有高工作性，可以減輕施工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約施工能耗；（3）高性能混凝土的高耐久性可增加對(duì)惡劣環(huán)境的抵御能力，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命，減少維修費(fèi)用及對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響，具有顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。由于高性能混凝土的優(yōu)良性能，因此近十幾年來(lái)在國(guó)內(nèi)外得到了迅速?gòu)V泛的應(yīng)用。法國(guó)若尼大橋、加拿大拉羅漢蒂那大廈、挪威北海石油鉆井平臺(tái)等均采用了高性能混凝土；我國(guó)上海南浦大橋主塔、楊浦大橋主塔采用泵送一級(jí)高性能混凝土，還將高流態(tài)混凝土泵至350m高的上海東方明珠電視塔進(jìn)行施工，北京西客站、京津唐高速公路及其它高層建筑均采用了高性能混凝土。應(yīng)該指出，高性能混凝土不僅應(yīng)用于土木建筑工程領(lǐng)域，在水電工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景同樣十分廣闊。如大壩外圍、泄流部位、電站廠房、閘墩、交通橋等結(jié)構(gòu)物不但具有強(qiáng)度要求，更要滿足不同運(yùn)行環(huán)境下的各種耐久性要求，這就為高性能混凝土的應(yīng)用提供了廣闊空間。

2.2 纖維增強(qiáng)的新型混凝土的應(yīng)用

纖維增強(qiáng)的混凝土顧名思義就是在先進(jìn)技術(shù)的支持下在傳統(tǒng)混凝土中加入纖維的成分所制成的一種新型混凝土材料，這種新型混凝土材料的優(yōu)勢(shì)在于避免了傳統(tǒng)混凝土抗位性能差的缺陷。纖維增強(qiáng)混凝土的種類是比較多的，常見(jiàn)的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維以及碳纖維等等，這些種類的纖維備受人們認(rèn)可，同時(shí)也獲得了更廣泛的深度研究。在眾多的纖維增強(qiáng)新型混凝土材料中鋼纖維分布的混凝土在承重結(jié)構(gòu)中是最受歡迎的，人們對(duì)它的認(rèn)可度是最大的。不同的纖維所使用的領(lǐng)域也有一定的差異，在具體的土木項(xiàng)目中碳素鋼纖維是非常常見(jiàn)的一種新型材料，而不銹鋼纖維主要是存在于耐火材料方面的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。如果和傳統(tǒng)的混凝土進(jìn)行細(xì)致對(duì)比就會(huì)發(fā)現(xiàn)，鋼纖維夾雜的混凝土無(wú)論是在拉伸、彎曲還是剪裁和壓制等方面都做了較大的強(qiáng)度升級(jí)，有利于其在實(shí)際工作中的應(yīng)用。

2.3 智能混凝土的應(yīng)用

智能混凝土是運(yùn)用混凝土所構(gòu)成的改變，對(duì)混凝土中一些不好的性質(zhì)予以改變。比如；高強(qiáng)混凝土的水泥用量是比較多的，水灰比較低，加人了硅灰相關(guān)的活性材料，在通過(guò)硬化以后，其混凝土的密實(shí)度會(huì)比較好。然而，高強(qiáng)混凝土在硬化的前期，是有著顯著的自生收縮以及其孔隙率是比較高的，很容易就會(huì)發(fā)生開(kāi)裂等現(xiàn)象。在處理這些問(wèn)題時(shí)，最主要的辦法就是，用摻量為百分之二十的預(yù)濕輕骨料來(lái)作為骨料，進(jìn)而使得在混凝土內(nèi)部可以成為一個(gè)“蓄水器”，使得混凝土可以取得高效性的潮濕養(yǎng)護(hù)。這樣加人“預(yù)濕骨料”的辦法，能夠使混凝土的自生收縮大為下降，減弱了微細(xì)裂縫的數(shù)量。高強(qiáng)混凝土的另一個(gè)問(wèn)題就是良好的密實(shí)性所引發(fā)的防火性能得到下降。這就是因?yàn)樵谂龅礁邷貢r(shí)，砂漿中的自由水以及化學(xué)互相結(jié)合水變成了水氣，然而，不可以從密實(shí)的混凝土逸出，進(jìn)而變成氣壓，致使柱子的保護(hù)層剝落，最大水平上降低了柱的承載力。處理這個(gè)問(wèn)題的另一種辦法就是在每方混凝土中加如2千克的聚丙烯纖維，在高溫狀態(tài)下，使得纖維熔化，變成了能使水氣從邊界區(qū)逸出的通道，降低了氣壓，進(jìn)而避免了柱子的保護(hù)層剝落。

3、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在土木工程領(lǐng)域中，對(duì)新型混凝土材料的應(yīng)用能夠有效地推動(dòng)工程的施工進(jìn)度，所以，一定要對(duì)這種全新的施工材料予以一定的重視。文章不僅闡述了新型混凝土應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)闡述了多種新型混凝土的具體應(yīng)用，希望對(duì)土木工程項(xiàng)目的施工有所幫助。

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（作者單位：山東中建房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司1

中建八局第二建設(shè)有限公司2）