混凝土材料的研究現狀和發展應用

劉飛宇

（武夷學院土木工程與建筑學院 福建南平 354300）

1 混凝土材料使用概況

混凝土是組成鋼筋混凝土主要材料之一，其發展方向是強度、硬度、耐久度、抗災以及抗爆能力的提升，通過混凝土材料使用，能夠促使現代化建筑更加穩固。

1.1 高性能混凝土

HPC是現代化發展中混凝土材料最為主要的方向之一，高性能混凝土擁有良好的強度與硬度、高耐久，同時還存在著高流動性能。相對來說，混凝土材料抗壓強度大于C50則被稱之為高強混凝土，其運用方面也較為廣泛，包括對于高聳結構、高層建筑等等。使用這種高性能混凝土能夠有效減輕自重，縮小截面尺寸，幫助相關建設組織節省資源，從而獲得效益提升。同時，高強混凝土的耐久性將會為其提供良好的使用壽命，在現代化社會發展中，通過使用高性能混凝土將會使得建筑物獲得更好的抗壓與抗災效果。

1.2 低強度混凝土

通過現代化社會的發展和科技進步，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進行填補，當出現有隔離路基或孔洞情況存在時，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造，根據實際情況可以針對混凝土進行關于密度、強度、彈性度等方面指標設定，在幫助相關基礎進行塑造與修整的同時進行強化，且使用過程中不易產生收縮裂縫。以荷蘭的一座隧道工程為例，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/抽 3，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。采用低強度砂漿，能夠進一步降低造價。

1.3 輕質混凝土

通過使用天然輕骨料，包括浮石、凝灰巖等，以及工業廢料輕骨料、人造輕骨料等可以進行輕質混凝土配備。這種輕質混凝土相對來說使用密度較小、強度較高，且耐溫、耐凍，實際運用極為廣泛。通過使用一些工業廢渣以及煤礦、渣的煤矸石、粉煤灰等進行輕質混凝土在一定程度上可以節省開支，為建筑工程提供更為良好的資金保障。

輕質混凝土的制備與使用不僅擁有著一定的應用價值，同時還擁有良好的現實價值，包括廢物利用的本質，減少相關污染、促使城市和廠區得到更加良好的發展環境，減少堆積廢料占用的土地等，對于現實環境保護以及廢物利用存在著極高的價值。使用輕度混凝土在一定程度上不僅能夠滿足相關使用發展需求，同時也符合我國可持續發展戰略，對于現代化社會和諧發展來說有著較大貢獻。

1.4 纖維增強混凝土

纖維增強混凝相較于撲通混凝土來說，擁有著較強的抗拉性能，同時延性也到了極大的提升，通過在混凝土中添加相關纖維材料，獲得纖維增強混凝土使得相關建筑事業得到了巨大發展，在現代化社會中纖維增強混凝土也在不斷的發展完善。目前來說，針對纖維增強混凝土的發展多種多樣，包括使用碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維等等，都在一定程度上促進了纖維增強混凝土的發展。針對其使用性能以及相關程中結構來說，鋼纖維混凝土得到了重要發展，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中的不銹鋼纖維。

1.5 自密實混凝土

自密實混凝土如字面意思所說，其使用不需要運用機械輔助，能夠根據自身性能進行混凝土密實效果。混凝土的流動性相對來說較高，但是仍然處于可以防止離析的狀態。自密實混凝土的制備方式可以分為以下三步：①組骨料的體積需要為固體混凝土體積的50%；②細骨料的體積需要為砂漿體積的40%；③再根據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組合。

2 配筋與增強材料

2.1 纖維筋的使用

相對來說，鋼筋混凝土結構的配筋材料主要還是鋼筋，目前在發展研究中較為突出的是樹脂粘接的纖維筋，作為混凝土以及預應力混凝土結構的非金屬配筋，經常使用的有GFRP以及AFRP。即樹脂粘接的碳纖維筋、玻璃纖維筋以及芳綸纖維筋。

2.2 環氧樹脂涂覆鋼筋

在一些具有腐蝕性的環境中，則需要對鋼筋進行必要材料填充，比如在海洋環境、冬季撒鹽的橋面等等，鋼筋銹蝕將會使得其耐久度快速下降，從而使得其使用壽命得不到保障。因此，為了使得鋼筋在特殊情況或環境下出現銹蝕，一種做法是運用不銹鋼制造鋼筋，但是其建造價格相對較高，使用性價比不高。還有一種則是通過使用環氧樹脂涂覆鋼筋，將這種鋼筋作為表層，不僅能夠有效防止鋼筋銹蝕，還擁有較高的性價比。目前使用環氧樹脂涂覆鋼筋的做法在日本與美國較為廣泛。

3 結束語

混凝土是多種材料共同作用形成的，其具有多樣性與復雜性特征，使用性能與材料選擇存在著密切的關系，同時與相關施工技術以及環境等因素存在聯系。因此，研究與發展混凝土材料對于現代化混凝土結構技術發展以及相關建造事業發展將會起到良好的推動作用，進而為我國社會發展提供基礎保障。