土建工程混凝土材料使用

劉濤

摘要：混凝土作為一種傳統的建筑材料具有悠久的歷史，而隨著科技和經濟的發展，建筑的形式也在不斷發展。高層、大跨度結構對建筑材料的要求越來越高，混凝土材料的品種不斷增多，質量逐步提高，使用范圍越來越廣。當今根據性能的要求，在普通混凝土中添加材料并實施在工藝上，派生出名目繁多、性能特異、用途不一的新型混凝土，本文介紹了幾種新型混凝土在建筑工程領域中的應用。

關鍵詞：土建工程；混凝土；材料使用

1混凝土的特點

我們都知道，傳統的混凝土材料由水泥、沙子、石灰、石子和水組成，一直以來，在建筑工程中發揮重要的作用。然而，近年來，高性能混凝土以其顯著的特點和優越的性能，在土建工程中逐步取代傳統混凝土材料，處于重要地位。新型混凝土材料的特點如下：

1.1在組成上，高性能混凝土增加了多種礦物摻合料和超塑化劑，且在配比方面也比普通混凝土復雜很多，流動性大及流動度經時損失小。

以上特點滿足了混凝土在攪拌、澆注、運輸等過程的要求，甚至在澆注時要求混凝土不振搗自流平，具有良好的填充性和穩定性。這些特點和功能是普通混凝土難以達到的效果。

1.2高性能混凝土以其新型的外加劑和膠凝材料的使用使其呈現出獨特的力學性能和耐久性能。

現代的建筑形式追求高層和跨度大的風格，這就對混凝土的性能提出了更高更強的要求，而高性能混凝土恰恰能滿足這樣的要求。特別是其早期下沉和硬化程度收縮小、水化后放熱量低，因而提高了混凝土抗裂縫能力，硬化后的混凝土密實、滲透性低耐久性能優越。

1.3高性能混凝土具有高強的特性，使得其在應用中大大減小結構尺寸，從而減少材料的耗用量，降低工程總體造價。

建筑物的層數是由所使用的混凝土強度來決定的，而建筑層數越高，對混凝土的強度要求越大，而高性能混凝土的這種高強特性可以輕松的達到要求，并能在土建工程中節省空間，節省了大量建筑資金。

1.4性能混凝土的耐性特別強，從而能夠抵擋外界惡劣環境的侵襲，使建筑物本身的壽命延長，從長遠方面來說，具有極高的社會經濟效益?；谶@一特點，高性能混凝土北用于高層建筑、大跨度橋梁、海上采油平臺、礦井工程、海港碼頭等工程中。

2高性能混凝土

一些發達國家相繼研制成功高性能混凝土，這在很大程度上，使混凝土進入了高科技時代，同時，也受到國際材料界和工程界的重視。高性能混凝土之所以受人們的重視是由于其本身在應用時，存在著以下優點：首先，高性能混凝土具有超高強特性，可使混凝土結構尺寸大大減少，從而減輕結構自重和對地基的荷載，并減少材料用量，增加使用空間，大幅度的降低工程造價；其次，具有高工作性，可以減輕施工勞動強度，節約施工能耗。

3預應力混凝土

預應力混凝土，是利用預先施加的拉應力抵抗使用過程中出現的壓應力，或利用預先施加的壓應力抵抗使用過程中出現的拉應力?；炷恋目估阅苓h好于抗壓性能，其抗拉強度僅為抗壓強度的1/18-1/8，極限拉應變僅為0.10×10-3-0.15×10-3。

在正常使用階段，普通鋼筋混凝土梁一般是帶裂縫工作的，截面的開裂導致構件剛度降低、變形增大，結構的耐久性降低。預加應力的目的是將混凝土變成彈性材料“無拉應力”或“零應力”作為預應力混凝土設計準則，使高強鋼材和混凝土能夠共同工作，進而達到荷載平衡。預應力混凝土的主要優點主要表現在以下幾點：一、變被動設計為主動設計；在使用荷載作用下不開裂或延遲開裂、限制裂縫開展，提高結構的耐久性；二、可以合理、有效地利用高強鋼筋和高強混凝土，從而節省材料，減輕結構自重；同時，還可以提高結構或構件的剛度，使混凝土結構的應用范圍進一步擴大；三、施加預應力相當于對結構或構件作了一次檢驗，有利于保證質量，而由于在正常使用階段鋼筋和混凝土的應力變化幅度較小，重復荷載下的抗疲勞性能較好；此外，其還具有良好的裂縫閉合性能，與其相應的抗剪性能也有所提高。

4活性微粉混凝土

這種混凝土也具超強性，通常情況下，其抗壓強度可以達到200MPa-800MPa左右，是建立于普通混凝土基礎上，在形成過程中，主要采用了以下措施：一、增大堆積密度；二、減少混凝土用水量；等等，從而來使得混凝土達到超高強度。另外，在使用過程中，由于其骨料粒徑很小，接近于水泥顆粒的尺寸。因此，在配合比設計時，要以單位體積的混凝土中各組成材料的質量比例，確定這種數量比例關系的工作，進行混凝土配合比設計。一般情況下，混凝土配合比設計必須達到以下四項基本要求，即：一、滿足結構設計的強度等級要求；二、滿足混凝土施工所要求的和易性；三、滿足工程所處環境對混凝土耐久性的要求；四、符合經濟原則，即節約水泥以降低混凝土成本。

5輕質混凝土

這種類型的混凝土主要是利用天然輕骨料、工業廢料輕骨料、人造輕骨料制成的輕質混凝土，強度高、密度小、保溫好是其最為主要的特點，另外，保護環境方面也是極為有利的。對于這種類型的混凝土，在配合比設計時，要正確把握水灰比、單位用水量和砂率是的三個基本參數?；炷僚浜媳仍O計中確定三個參數的原則是：一、在滿足混凝土強度和耐久性的基礎上，確定混凝土的水灰比；二、在滿足混凝土施工要求的和易性基礎上，根據粗骨料的種類和規格確定單位用水量；三、砂率應以砂在骨料中的數量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O計以計算Im3混凝土中各材料用量為基準，計算時骨料以干燥狀態為準。

6預填骨料升漿混凝土

在預填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿，形成預填骨料升漿混凝土。采取這種工藝，縮短了工期，取得了良好的經濟效益。在制作時，其水灰比可低到0.15，需加人大量的超塑化劑，以改善其工作度。但是預填骨料升漿混凝土的價格比常用混凝土稍高，但大大低于鋼材，可將其設計成細長或薄壁的結構，以擴大建筑使用的自由度。

7智能混凝土

智能混凝土一種應用比較廣泛的新型混凝土。首先，要計算水泥用量，根據已確定的混凝土中水泥用量，保證混凝土的耐久性；其次，要控制合理砂率，通過試驗、計算求得，通過變化砂率檢測混合物坍落度，能獲得最大流動度的砂率為最佳砂率。第三，要根據骨料種類、規格及混凝土的水灰比，有效進行配合比的調整與確定。

8摻減水劑混凝土

混摻減水劑混凝土，是以干燥骨料為基準的，由于在實際工地使用的骨料常含有一定的水分，因此必須將實驗室配合比進行換算，換算成扣除骨料中水分后、工地實際施工用的配合比。摻減水劑混凝土配合比設計，首先要按混凝土配合比設計規程計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礎上，進行減水和減水泥，算出減水和減水泥后的每立方米混凝土的實際用水量和水泥用量，另外，還要重新計算砂、石用量。計算每立方米混凝土中的減水劑用量。

9結語

新型混凝土的研發對我國的工程建設質量有了很大的提高，在工程領域已經得到了應用，但是范圍還不是很廣泛，要想大范圍大面積的使用還是需要一個過程的，新型混凝土以其優良的性能在工程中普遍應用將會成為發展的趨勢。在我國社會不斷發展的過程中，基礎建設發展勢頭良好，新型混凝土勢必會成為工程材料的主力軍，為我國的工程建設奠定良好的基礎。

（作者單位：福建福清核電有限公司）