混凝土材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展應(yīng)用

豐 瑛

（陜西鐵路工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 渭南 714099）

0 引言

目前混凝土材料的研究、發(fā)展逐漸向著高性能的方向轉(zhuǎn)變，通過高性能混凝土材料的應(yīng)用能夠進一步的提高工程建設(shè)質(zhì)量，有效的改進以往混凝土在施工應(yīng)用中存有的不足。同時對于現(xiàn)今所采用的混凝土材料還應(yīng)進行進一步的研究，從而針對其缺陷來進行性能改進，以此來推動混凝土材料的良好發(fā)展。在實際中通過了解混凝土研究現(xiàn)狀能夠探索其發(fā)展需求、發(fā)展方向，進而為混凝土材料的發(fā)展應(yīng)用提供參考。

1 混凝土材料的研究現(xiàn)狀分析

混凝土一般是有強度等級的，我國把混凝土的最高強度等級設(shè)置為C60，而實際在工程建設(shè)中所應(yīng)用的基本混凝土材料強度一般為C50以下，而最普遍的混凝土材料強度是在C30，因為我國大多數(shù)使用的減水劑材料，其混凝土的坍塌損失并沒有得到基本的解決，再加上我國各個地區(qū)的科技水平差距比較大，所以有時會出現(xiàn)達不到所要求的技術(shù)水平。據(jù)研究結(jié)果表明，通過選擇優(yōu)質(zhì)的原材料與合適的配比優(yōu)化，并在生產(chǎn)的過程中加以有效的控制與管理，使用高性能的減水劑材料并摻雜進礦物超細粉的材料，特別是復(fù)合礦物超細粉改善了混凝土的耐久力與性能，便能達到普通的混凝土高性能化，這種成果也在我國實際的土木工程中的到了很好的應(yīng)用與實驗，混凝土材料的質(zhì)量與其他的基礎(chǔ)性能優(yōu)化都達到了良好的效果?；炷潦墙M成鋼筋混凝土主要材料之一，其發(fā)展方向是強度、硬度、耐久度、抗災(zāi)以及抗爆能力的提升，通過混凝土材料使用，能夠促使現(xiàn)代化建筑更加穩(wěn)固。

2 混凝土材料的研究內(nèi)容分析

2.1 對加工性的研究

在混凝土材料的研究中需要通過坍落度實驗的方式來對其加工性進行分析及判斷，從而了解在混凝土配制中各類原材料的使用性能及使用效果，在檢測混凝土材料綜合性能的過程中可以研究其是否能夠有效的提升混凝土材料的質(zhì)量，通過檢測數(shù)據(jù)對原材料的配比進行調(diào)整，并確認不同材料的加工性能來獲取最佳的混凝土材料的配制方案。

2.2 對密度的研究

混凝土材料密度與其使用性能有著直接的聯(lián)系，因此在對其進行研究的過程中需要加強對密度分析的力度，從而針對不同材料的性能來對混凝土密度進行優(yōu)化及改進，使其在工程建設(shè)中可以起到更好的應(yīng)用效果。并且在混凝土材料密度的研究中需要注意在不同條件下其原材料的性能也會產(chǎn)生一定的變化，因此需要確切的掌握材料密度變化趨勢，全面的分析混凝土材料性能，從而保證在混凝土材料配制中可以通過對材料進行改善的方式來提升其平均密度。

2.3 對電阻率的研究

在混凝土材料的研究中檢測電阻率能夠?qū)Σ牧系馁|(zhì)量及耐久性進行深入分析，在電阻率的檢測中可以判斷混凝土材料的含水量及骨料粗細程度，這樣可以針對混凝土材料內(nèi)部微孔連接情況來對原材料的配比進行調(diào)整，依據(jù)電阻率檢測及分析結(jié)果進行混凝土材料配制的優(yōu)化，保證其在實際中的使用性能。

2.4 對抗壓強度的研究

抗壓強度是檢驗混凝土材料的重要指標，這也使得對抗壓強度的研究成為提高混凝土材料質(zhì)量的重要方向。由于在工程建設(shè)的過程中混凝土材料的使用其會出現(xiàn)強度損失的情況，因此需要加強對混凝土抗壓強度的研究來選擇適用原材料并改進材料的配比，在提高混凝土強度的同時降低強度損失問題的發(fā)生幾率，使其在工程建設(shè)中可以表現(xiàn)出更為良好的抗壓強度。

3 混凝土材料的發(fā)展應(yīng)用分析

3.1 超高性能混凝土的發(fā)展應(yīng)用

超高性能混凝土（UHPC）屬于目前在建筑工程中應(yīng)用效果極佳的工程材料，以UHPC的材料性能特征來看，其在實際中有著超強的耐久性及優(yōu)秀的力學(xué)性能。在UHPC發(fā)展的過程中其設(shè)計理論逐漸完善使得相關(guān)混凝土配制技術(shù)逐漸成熟，可以應(yīng)用于對混凝土結(jié)構(gòu)性能要求較高的工程中。UHPC在使用中逐漸與普通混凝土的施工性能接近，因此在發(fā)展應(yīng)用中具備了較高的推廣價值，且UHPC材料會按照最佳的比例進行配制，使材料有效堆積及填充，這也使UHPC在實際中表現(xiàn)出高密度的特征，此種混凝土材料可以適用于較為復(fù)雜的施工環(huán)境。

3.2 低強度混凝土的發(fā)展應(yīng)用

通過現(xiàn)代化社會的發(fā)展和科技進步，能夠有效配備且控制的低強度混凝土也得到了強大發(fā)展，其抗壓強度小于等于 8MPa，其在配料、泵送、澆筑等方面都可以進行一定控制。使用低強度混凝土能夠幫助建筑工程中的基礎(chǔ)進行填補，當基礎(chǔ)有孔洞情況存在時，則可以進行補充。同時，這種低強度混凝土也能夠被用于地下構(gòu)造，根據(jù)實際情況可以針對混凝土進行關(guān)于密度、強度、彈性度等方面指標設(shè)定，在幫助相關(guān)基礎(chǔ)進行塑造與修整的同時進行強化，且使用過程中不易產(chǎn)生收縮裂縫。以某隧道工程為例，在該工程實際運用中就曾采用低強度砂漿，其具體配比為：水泥150kg/m3，砂1080kg/m3，水570kg/m3，超塑化劑6kg/m3，膨潤土35kg/m3，所制成砂漿抗壓強度為3.5MPa，彈性模量低于500Mpa。

3.3 輕質(zhì)混凝土的發(fā)展應(yīng)用

在輕質(zhì)混凝土制備中通常會選取耐凍、耐高溫、強度高的材料，可以針對實際的施工條件來選擇適用的輕骨料種類，常見的有凝灰?guī)r、粉煤灰、工業(yè)廢渣、人造輕骨料等，都可以在輕質(zhì)混凝土的制備中進行使用。輕質(zhì)混凝土的發(fā)展應(yīng)用不僅有效的提高了混凝土的性能，還可以通過對工業(yè)廢渣進行回收利用的方式來減少污染問題，進而使其在應(yīng)用中具備了較好的經(jīng)濟效益、社會效益。對于輕質(zhì)混凝土的的應(yīng)用需要根據(jù)工程建設(shè)標準來對其各項材料的配比進行嚴格的控制，確保其密度、強度等能夠達到設(shè)計標準要求。

3.4 纖維增強混凝土的發(fā)展應(yīng)用

纖維增強混凝土主要是在混凝土制備中通過增添纖維材料的方式來提升其整體的抗拉伸性能，使混凝土材料可以表現(xiàn)出更強的延展性。纖維增強混凝土的發(fā)展應(yīng)用可以有效的減少混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問題，具備了較高的使用效益。在混凝土材料的研究中所使用的纖維材料種類較多，常見的有

碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維等，

其在極大程度上提高了普通混凝土的質(zhì)量及性能。目前在工程建設(shè)中，鋼纖維混凝土得到了重要發(fā)展，其主要運用于土木建筑工程的碳素鋼纖維以及用于耐火材料工業(yè)中的不銹鋼纖維。

3.5 自密實混凝土的發(fā)展應(yīng)用

自密實混凝土不需要運用機械輔助，能夠根據(jù)自身性能進行混凝土密實效果?；炷恋牧鲃有韵鄬碚f較高，但是仍然處于可以防止離析的狀態(tài)。自密實混凝土的制備方式可以分為以下三步：第一，粗骨料的體積需要為固體混凝土體積的50%；第二，細骨料的體積需要為砂漿體積的40%；第三，根據(jù)25%的比例將水與灰配置。完成之后進行流動性實驗，確定最后比例，讓材料能夠獲得最優(yōu)組合。

4 混凝土材料發(fā)展應(yīng)用的注意事項分析

4.1 合理選擇混凝土材料

不同混凝土材料在實際應(yīng)用中其所具備的性能特征也有一定的差異性，因此在對混凝土材料的應(yīng)用中需要根據(jù)工程建設(shè)條件及建設(shè)要求來選擇適用的材料種類，并以工程建設(shè)標準來進行混凝土的配制。從上文分析可以看出不同混凝土材料的適用條件、適用環(huán)境及施工要求存有差異，因此應(yīng)以工程建設(shè)標準來加強對混凝土材料的控制，并且在混凝土的配制中需要對各類原材料的比例進行嚴格的配比，其屬于混凝土材料應(yīng)用中的重點內(nèi)容，合理的調(diào)控材料比例能夠確保其性能達到預(yù)定標準，避免在工程施工過程中混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問題。

4.2 完善混凝土應(yīng)用方案

混凝土所表現(xiàn)出的性質(zhì)特殊性要求在實際中保證其應(yīng)用方案的合理性、可行性，針對所選混凝土類型及其性能特征來明確各項應(yīng)用細節(jié)，以此來對混凝土施工進行有效指導(dǎo)，這樣可以保證混凝土的質(zhì)量達到規(guī)定標準要求。并且應(yīng)明確在實際中容易影響混凝土材料質(zhì)量的因素，在此基礎(chǔ)上加強對混凝土應(yīng)用的管理，使混凝土的制備、使用達到設(shè)計標準要求，保證混凝土材料的應(yīng)用價值得到有效的發(fā)揮。

4.3 加強混凝土材料管理

在混凝土的制備中需要加強對各類原材料的質(zhì)量管理，根據(jù)混凝土類型及所選擇的原材料來確認其具體的性能、規(guī)格、參數(shù)等信息，從而保證所制備的混凝土質(zhì)量。第一，對混凝土材料進行抽檢，對于所抽檢的樣品需要確保其具有代表性，檢驗其性能是否達到混凝土制備標準。第二，根據(jù)混凝土材料性質(zhì)進行保管，針對材料性質(zhì)進行保管工作可以防止外部環(huán)境對混凝土材料質(zhì)量產(chǎn)生影響，使其維持最佳的性能狀態(tài)。

5 混凝土材料發(fā)展應(yīng)用的方向分析

5.1 高性能混凝土材料的發(fā)展

高性能混凝土材料在實際中其強度、耐久性等都可以得到有效提升，在進行混凝土材料的研究中需要針對混凝土碳化、堿骨料反應(yīng)、氫氧化鈣析出等因素來分析如何對其材料進行配備優(yōu)化，并根據(jù)混凝土在使用中的力學(xué)特征及傳輸性能研究如何提升提高其韌性及抗拉強度，使高性能混凝土材料得到有效制備及應(yīng)用，有利于延長混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。并且現(xiàn)今在建筑市場中對高性能混凝土材料的需求量不斷增長，其所具備的性能優(yōu)勢逐漸取代普通混凝土的應(yīng)用，而這也促使混凝土材料快速的研究及發(fā)展。

5.2 綠色混凝土材料的發(fā)展

綠色混凝土材料的的發(fā)展應(yīng)用在實際中主要是起到節(jié)約資源、保護環(huán)境、適宜居住的效果，而此種混凝土發(fā)展應(yīng)用概念能夠更好地滿足現(xiàn)今低碳社會對工程施工所提出的節(jié)能、減排、環(huán)保的要求，在提高資源利用率的同時降低工程對環(huán)境的影響及破壞。并且在工程建設(shè)周期內(nèi)需要消耗大量的資源，而綠色混凝土材料可以減少能源消耗及廢棄物排放，因此其也成為現(xiàn)今混凝土材料的重要的發(fā)展應(yīng)用方向之一。目前在綠色混凝土材料的研究中沒有具體的規(guī)范及標準作為依據(jù)，因此還需不斷的加強技術(shù)創(chuàng)新來優(yōu)化混凝土的性能，探索新型礦物摻合料在實際應(yīng)用中的效果，考慮不同原材料在使用中的綠色價值，以此為基礎(chǔ)進行混凝土的評價，從而實現(xiàn)對綠色混凝土材料的研發(fā)及應(yīng)用，其有利于擴大綠色混凝土材料在工程建設(shè)中的應(yīng)用范圍。

6 結(jié)語

加強對混凝土材料的研究能夠在工程建設(shè)中進一步的提高混凝土結(jié)構(gòu)性能，從而推動混凝土施工技術(shù)的快速發(fā)展，在優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)的同時提高結(jié)構(gòu)整體的性能。以目前混凝土材料的的發(fā)展應(yīng)用來看，其主要是向著高性能、綠色化的方向發(fā)展，在提高混凝土材料工藝水平的同時更好地適應(yīng)現(xiàn)今可持續(xù)發(fā)展所提出的要求。上文結(jié)合混凝土材料研究現(xiàn)狀分析了對其性能的要求，在此基礎(chǔ)上提出了目前在建筑市場中較為常見的新型混凝土材料，其可以在一定程度上反映出目前混凝土材料的發(fā)展應(yīng)用方向，從而推動混凝土材料的研發(fā)及創(chuàng)新。