新型混凝土材料在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用探究

高亞麗

（山西旅游職業(yè)學(xué)院，山西 太原 030031）

1 新型混凝土材料

新型混凝土是指在傳統(tǒng)混凝土的制作過程中加入礦物質(zhì)、化學(xué)纖維等成分，按照合理比例搭配混合而成，加強(qiáng)了傳統(tǒng)混凝土的材料性能，包括纖維混凝土、活性微粉混凝土、高性能混凝土、碾壓混凝土，具有很全面的優(yōu)點。例如，普通混凝土材料由于性能一般，通常在土木工程建設(shè)中需要搭配鋼筋使用，才能抵抗混凝土結(jié)構(gòu)巨大的抗壓拉應(yīng)力。但由于鋼筋的造價較高有些施工企業(yè)單位為了節(jié)約材料成本，往往會減少鋼筋的使用或者使用質(zhì)量、價格較低的鋼筋，這必然會對工程質(zhì)量造成很大的影響，埋下了質(zhì)量安全隱患。隨著近年來新型混凝土材料的研發(fā)，玻璃纖維可以達(dá)到鋼筋的性能要求，使得纖維混凝土的抗拉強(qiáng)度提升，而且玻璃纖維的生產(chǎn)成本相比鋼筋要低很多，因此纖維混凝土被普遍用于工程建設(shè)中。新型混凝土的出現(xiàn)和應(yīng)用，促進(jìn)了土木工程的高速發(fā)展，同時新型混凝土材料也會不斷更新發(fā)展。

2 新型混凝土材料在土木工程領(lǐng)域中應(yīng)用的必要性

新型混凝土就是在普通混凝土的發(fā)展中加強(qiáng)的升級版材料。新型混凝土材料在實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能等社會效益方面的發(fā)展具有促進(jìn)作用，在降低土木工程項目的建設(shè)成本的經(jīng)濟(jì)效益上有著巨大貢獻(xiàn)，同時，在增強(qiáng)混凝土材料的抗壓抗損方面具有絕對優(yōu)勢，有著巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著社會的快速發(fā)展，人們的生活逐步提升，對于土木工程建設(shè)的性能要求也越來越高。為了應(yīng)對工程質(zhì)量面臨的這種嚴(yán)峻考驗，人們不斷研發(fā)推出新型混凝土，并且向著更高強(qiáng)度、更久耐性、更利工程等良好趨勢發(fā)展，這對于延長工程壽命、降低工程成本以及綠色發(fā)展具有重要意義。根據(jù)土木工程的不同類別，合理選擇所需要的新型混凝土材料，有效提升土木工程的整體質(zhì)量，對于優(yōu)秀品質(zhì)工程建設(shè)和土木工程行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)影響。我國倡導(dǎo)綠色經(jīng)濟(jì)，要求經(jīng)濟(jì)建設(shè)必須要遵循資源節(jié)約型、綠色環(huán)保型的要求，科技也正在高速發(fā)展，將來對于材料的要求也越來越高，新型混凝土的應(yīng)用是必然的。

3 不同種類的新型混凝土材料在土木工程中的實際應(yīng)用

3.1 低強(qiáng)混凝土的實際應(yīng)用

在土木工程領(lǐng)域中低強(qiáng)混凝土的使用較為普遍，而它的制作工序也相對簡單，主要是對材料在泵送性、保水性、坍落的伸展度等方面的特質(zhì)深入研究。例如，有些混凝土產(chǎn)商在生產(chǎn)過程中考慮用礦碴微粒、煤灰細(xì)粉和低濃度優(yōu)質(zhì)水泥，對其進(jìn)行科學(xué)全面的分析，然后做好比例進(jìn)行綜合和搭配。這樣的做法有很多實際例子，上海的長江隧道就是運(yùn)用了這種新型混凝土材料制作的盾構(gòu)基座，后來也驗證了這種構(gòu)造極其成功。因為盾構(gòu)切削和生產(chǎn)條件要滿足早期已經(jīng)做出明確規(guī)定的制作和搭建要求，同時也要滿足早強(qiáng)型和非早強(qiáng)型兩種不同類型的物質(zhì)配比要求，所以配合比中的含水量必須可以隨時適當(dāng)調(diào)控，但是由于沒有使用粗骨料，其中重要原因就是添加了粗骨料之后容易受到用水量的影響，由此導(dǎo)致有些工程表面出現(xiàn)了非常不穩(wěn)固的離析情況，從而造成破裂損壞的后果。

3.2 活性微粉混凝土的實際應(yīng)用

活性微粉混凝土的抗壓抗拉強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于高強(qiáng)混凝土，其每立方米的抗壓強(qiáng)度達(dá)到200～800MPa，同時它的抗拉強(qiáng)度能夠達(dá)到25～150MPa，即使斷裂后每平米可達(dá)30KJ?；钚晕⒎刍炷恋闹谱鞣椒ù笾路譃槿剑菏紫纫杨w粒的范圍盡可能地縮到最小，同時也需要注意改善混凝土的均衡性；其次，在使用微粉或者極微粉材料期間，要堅持保證堆積密度最優(yōu)性的原則；再次，可以適當(dāng)加入鋼纖維，保證材料的延展性，與此同時，合理降低混凝土的用水量，可以把水泥顆粒作為基本填充料，便于堆積密度的不斷增加；最后，在材料硬化的過程中，應(yīng)當(dāng)提高壓強(qiáng)和溫度來實現(xiàn)混凝土整體強(qiáng)度的提升。一般來說，傳統(tǒng)混凝土的級配曲線大都是連續(xù)性的，而活性微粉混凝土卻和普通混凝土的曲線截然不同，它并沒有連續(xù)性，而且其中骨料粒的直徑比較小，大概和水泥顆粒的尺寸一致。

3.3 碾壓混凝土的實際應(yīng)用

碾壓混凝土被普遍用于大體量建設(shè)結(jié)構(gòu)以及公路路面等建設(shè)領(lǐng)域，而且它的發(fā)展較為迅速。在碾壓混凝土結(jié)構(gòu)的具體施工過程中所使用的澆筑機(jī)器和普通混凝土使用有所差別，它要求在平整環(huán)節(jié)中需要使用推土機(jī)來操作，在切縫環(huán)節(jié)需要使用切縫機(jī)。碾壓混凝土的使用比較依賴于高水平的機(jī)械化，但相應(yīng)也大大提高了施工效率，也可以加入粉煤灰等輔料。從優(yōu)勢分析，實際澆筑所耗費(fèi)的時間可以減少一半左右，并且可以節(jié)省20%的用水成本，同時也可以減少30%～60%的水泥使用量，極大地節(jié)省了相關(guān)材料成本。另外，有些水壩水渠等水利工程的建設(shè)中，也運(yùn)用了碾壓混凝土施工。

3.4 纖維增強(qiáng)的智能混凝土的實際應(yīng)用

在普通混凝土中加入纖維成分可以克服傳統(tǒng)混凝土抗壓抗拉性能差的弊端，也可能產(chǎn)生一些意想不到的使用效果。在混凝土中加入一些功能性的物質(zhì)，可以提升混凝土的綠色環(huán)保功能。常見的智能型混凝土材料有鋼纖維混凝土、碳纖維混凝土、耐堿玻璃纖維混凝土、光纖傳感混凝土、凈化空氣混凝土、溫度自控混凝土等幾種類型。其中，鋼纖維混凝土廣泛應(yīng)用在建筑承重結(jié)構(gòu)中，與普通混凝土相比，鋼纖維混凝土在拉伸、彎曲、裁剪和壓制等方面有著很大強(qiáng)度的提升。碳纖維由于其自身的導(dǎo)電性、彈性等特質(zhì)，碳纖維的融入極大地提升了混凝土材料的強(qiáng)度和韌性，改變材料傳統(tǒng)的物理性能，同時也可以當(dāng)做傳感器來反應(yīng)自身受力情況與內(nèi)部損壞。這個特質(zhì)，可以對建筑物結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部環(huán)境變化實時監(jiān)測，也可以將其應(yīng)用到住宅和養(yǎng)殖場建筑的電熱結(jié)構(gòu)中。

3.5 高性能混凝土的實際應(yīng)用

現(xiàn)在世界上很多國家都把高性能混凝土作為主要的建筑混凝土，并逐步對其展開深入研究。它的主要優(yōu)勢在于幾個方面：一是高性能混凝土的輕度較小，而超高強(qiáng)度混凝土因為承載過高的強(qiáng)度，其混凝土結(jié)構(gòu)尺寸也會相應(yīng)縮小一定比例，同時結(jié)構(gòu)自重也會逐漸降低，材料使用量也會相應(yīng)減少，整體工程造價必然會有所減少；二是因為高性能混凝土的優(yōu)質(zhì)性能，施工期間的勞動投入會逐漸減少，這在很大程度上為工程成本節(jié)省了很多消耗量；三是高性能混凝土具有卓越的耐久性，即使在惡劣環(huán)境下也具有很強(qiáng)的適用性，可以有效降低后期維修投入，減小對環(huán)境的影響，提升經(jīng)濟(jì)效益，這使得高性能混凝土越來越被廣泛使用。

3.6 其他混凝土材料的應(yīng)用

目前，為了滿足工業(yè)發(fā)展的需求，也出現(xiàn)了很多新類型混凝土材料。例如，樹脂混凝土、噴射混凝土、瀝青混凝土、耐磨混凝土、升漿壓漿混凝土、水工混凝土等。隨著社會工業(yè)的發(fā)展，越來越多具有獨(dú)特性的混凝土材料將會接連問世，被應(yīng)用到具體的不同領(lǐng)域工程中。

4 結(jié)語

綜上所述，當(dāng)前社會越來越倡導(dǎo)綠色可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，其對土木工程的建筑材料的要求也會越來越高，新型混凝土材料在土木工程中的作用日益彰顯。在此背景下，對于新型混凝土的廣泛應(yīng)用要有深刻的認(rèn)識，有必要投入大量的時間、物力、財力去研發(fā)新型混凝土材料，多引入先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，致力于研發(fā)更全面更經(jīng)濟(jì)更綠色的新型混凝土材料并可以廣泛應(yīng)用到每一個領(lǐng)域中。只有全面提升混凝土的性能，才能提升建筑工程的整體質(zhì)量和使用壽命，進(jìn)而促進(jìn)土木工程建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定綠色可持續(xù)發(fā)展。