探析新型混凝土材料在土木工程中的应用

1、探析新型混凝土材料在土木工程中的应用摘要：加强新型混凝土材料在土木工程屮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；应用屮图分类号：tu37文献标识码：a文章编号：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屮使用，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

2、环境 保护、保持生态多样性及维持社会可持续发展的呼声h益高涨，新型混凝 土材料的应用也会越來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 料的出现使原木已有良好工作性能的混凝土，乂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 比普通泯凝土复杂得多，要求也相应高得多。从强度而言，hpc具有高 强（60loompa）和超高强（mioompa）的特性，釆用高强混凝土，可以

3、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。山于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、新型混凝上材料的 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

4、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人人减少,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. 10x10-3-0. 15x10-3o在正常使用阶段，普通钢筋混凝土梁一般是带裂缝工

5、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h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 伟i进一步扩人；三、施加预应力相为丁対结构或构件作了一次检验，有利 于保证质量，而山于在正常使用阶段钢筋和混凝土的应力变化

6、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 英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

7、轻骨料、人造轻 骨料制成的轻质混凝土，强度高、密度小、保温好是其最为主耍的特点， 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t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53混凝土屮各材料用量为基准，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

8、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

9、混掺减水剂混凝土，是以干燥骨料为基准的，由于在实际工地使用的 骨料常含有一定的水分，因此必须将实验室配合比进行换算，换算成扣除 骨料中水分后、工地实际施工用的配合比。掺减水剂混凝土配合比设计， 首先要按混凝土配合比设计规程计算出空白混凝土的配合比；其次要在空 白混凝土的配合比用水量和水泥用量的基础上，进行减水和减水泥，算出 减水和减水泥后的每立方米混凝土的实际用水量和水泥用量，另外，还要 巫新计算砂、石用量。计算每立方米混凝上中的减水剂用量。另外，还要一些其他的新型混凝土材料，如纤维增强混凝土、自密实混凝土、碾压混凝土、再生骨料混凝土等等。二、新型混凝土材料的发展在工程施工中，混凝土的应用是一种极为重要的材料，而且目前，在 市场的应用和推广越來越广泛。当前，相关部门还加大投入，建立了专门 的研究单位，研制出了很多了高性能混凝土以及相关的耐久性检测设备。 尤其是随着科学的发展，混凝土性能的不断提高，越来越体现出新型混凝 土的优越性，所以，使得混凝土在工程中的应用的认可度提高。总结总而言之，随着科学技术的发展，城市建设进程的不断加快，这在很 大程度上，推动了我国混凝土的应