浅谈新型混凝土材料在土木工程中的应用

浅谈新型混凝土材料在土木工程中的应用

发表时间：2018-11-01T09:07:07.877Z 来源：《防护工程》2018年第15期作者：秦玉星[导读] 加强新型混凝土材料在土木工程中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对新型混凝土材料在土木工程中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。秦玉星

身份证号码：45222819700416XXXX 摘要：加强新型混凝土材料在土木工程中的应用的研究是十分必要的。本文作者结合多年来的工作经验，对新型混凝土材料在土木工程中的应用进行了研究，具有重要的参考意义。

关键词：高性能；混凝土；建筑工程；应用?

随着科技和经济的发展, 建筑的形式也在不断发展。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大，同时新型混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业、机械工业、海洋的开发、地热工程等，新型混凝土也有着重要的地位。总而言之，随着环境保护、保持生态多样性及维持社会可持续发展的呼声日益高涨，新型混凝土材料的应用也会越来越得到世界各国材料与环境学者的重视。?

随着新世纪的到来，新型混凝土朝着高强、轻质、耐久、抗磨损、抗冻融、抗渗、抗灾、抗爆等方向迅速发展。目前，新型外加剂和胶凝材料的出现使原本已有良好工作性能的混凝土，又增加了优异的力学性能和耐久性能。这种新型混凝土称为高性能混凝土，即HPC。组成HPC的材料包括水泥、粗细集料、多种矿物掺合料、水和超塑化剂，其组成和配比要比普通混凝土复杂得多，要求也相应高得多。从强度而言， HPC 具有高强（60～100MPa）和超高强（≥100MPa）的特性，采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，从而减轻结构自重和对地基的负荷，并减少材料的用量，增大使用的空间，大幅度的降低工程造价，因而获得较大的经济效益。由于 HPC 具有高工作性，不仅可以减轻施工劳动的强度，还能节约施工的能耗。由于 HPC 的优良性能，近十几年来在国内外都得到了广泛的应用。HPC 代表着当今混凝土发展的总趋势，具有大流动性、高强度、高耐久性、低水化热、高体积稳定性等多方面的优越性能，它的应用将对混凝土建筑施工技术和混凝土结构性能起到重要的作用。一、新型混凝土材料的应用?

1.高性能混凝土?

一些发达国家相继研制成功高性能混凝土,这在很大程度上，使混凝土进入了高科技时代，同时，也受到国际材料界和工程界的重视。高性能混凝土之所以受人们的重视是由于其本身在应用时，存在着以下优点：首先，高性能混凝土具有超高强特性,可使混凝土结构尺寸大大减少,从而减轻结构自重和对地基的荷载,并减少材料用量,增加使用空间,大幅度的降低工程造价；其次，具有高工作性,可以减轻施工劳动强度, 节约施工能耗。?

2.预应力混凝土?

预应力混凝土，是利用预先施加的拉应力抵抗使用过程中出现的压应力，或利用预先施加的压应力抵抗使用过程中出现的拉应力。混凝土的抗拉性能远好于抗压性能，其抗拉强度仅为抗压强度的1/18-1/8，极限拉应变仅为0.10×10-3-0.15×10-3。?

在正常使用阶段，普通钢筋混凝土梁一般是带裂缝工作的，截面的开裂导致构件刚度降低、变形增大，结构的耐久性降低。预加应力的目的是将混凝土变成弹性材料“,无拉应力”或“零应力”作为预应力混凝土设计准则，使高强钢材和混凝土能够共同工作，进而达到荷载平衡。预应力混凝土的主要优点主要表现在以下几点：一、变被动设计为主动设计；在使用荷载作用下不开裂或延迟开裂、限制裂缝开展，提高结构的耐久性；二、可以合理、有效地利用高强钢筋和高强混凝土，从而节省材料，减轻结构自重；同时，还可以提高结构或构件的刚度，使混凝土结构的应用范围进一步扩大；三、施加预应力相当于对结构或构件作了一次检验，有利于保证质量，而由于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化幅度较小，重复荷载下的抗疲劳性能较好；此外，其还具有良好的裂缝闭合性能，与其相应的抗剪性能也有所提高。?

3.活性微粉混凝土?

这种混凝土也具超强性，通常情况下，其抗压强度可以达到200MPa-800MPa左右,是建立于普通混凝土基础上，在形成过程中，主要采用了以下措施：一、增大堆积密度；二、减少混凝土用水量；等等，从而来使得混凝土达到超高强度。另外，在使用过程中，由于其骨料粒径很小, 接近于水泥颗粒的尺寸。因此，在配合比设计时，要以单位体积的混凝土中各组成材料的质量比例，确定这种数量比例关系的工作，进行混凝土配合比设计。?

4.轻质混凝土?

这种类型的混凝土主要是利用天然轻骨料、工业废料轻骨料、人造轻骨料制成的轻质混凝土，强度高、密度小、保温好是其最为主要的特点，另外，保护环境方面也是极为有利的。对于这种类型的混凝土，在配合比设计时，要正确把握水灰比、单位用水量和砂率是的三个基本参数。混凝土配合比设计中确定三个参数的原则是：一、在满足混凝土强度和耐久性的基础上，确定混凝土的水灰比；二、在满足混凝土施工要求的和易性基础上，根据粗骨料的种类和规格确定单位用水量；三、砂率应以砂在骨料中的数量填充石子空隙后略有富余的原则来确定。混凝土配合比设计以计算1m3混凝土中各材料用量为基准，计算时骨料以干燥状态为准。?

5.预填骨料升浆混凝土?

在预填骨料层中布置压浆孔注入砂浆,形成预填骨料升浆混凝土。采取这种工艺,缩短了工期,取得了良好的经济效益。在制作时，其水灰比可低到0.15,需加入大量的超塑化剂,以改善其工作度。但是预填骨料升浆混凝土的价格比常用混凝土稍高,但大大低于钢材, 可将其设计成细长或薄壁的结构, 以扩大建筑使用的自由度。?

6.智能混凝土?

智能混凝土一种应用比较广泛的新型混凝土。首先，要计算水泥用量，根据已确定的混凝土中水泥用量，保证混凝土的耐久性；其次，要控制合理砂率，通过试验、计算求得，通过变化砂率检测混合物坍落度，能获得最大流动度的砂率为最佳砂率。第三，要根据骨料种类、规格及混凝土的水灰比，有效进行配合比的调整与确定。?

7.掺减水剂混凝土?