混凝土及其增強材料的發展與應用

丁文廣

黑龍江省建筑安裝集團有限公司 黑龍江 哈爾濱 150081

引言

混凝土在我國出現的歷史較早，自從其出現至今在建筑行業得到廣泛應用，憑借其耐久性與強度受到了人們的認可，相較于其他材料，混凝土的造價低，尤其是能耗低，比較適合當前我國經濟發展的形式，因此，其在我國發展迅速，本文就對其增強材料及其自身的發展情況進行簡單的闡述。

1 關于混凝土的論述

1.1 高性能混凝土

近幾年，高性能混凝土是混凝土發展的一個主要方向，高性能指的是混凝土在很多方面的性能都較高，例如：強度、耐久性、流動性等。其中，高性能混凝土指的是強度通常是要大于C50混凝土。而只有提高混凝土強度，才可以建設出更高水平的建筑結構。此外，利用性能混凝土，不僅能夠縮小截面尺寸，同時又能減輕自重。所以，能夠獲得巨大經濟效益。并且高性能混凝土的耐久性也相對較高。例如：當前生產出的C100混凝土，在高溫、高壓的情況下，水泥石抗壓強度為662MPa、抗拉強度為64.7MPa。

1.2 活性微粉混凝土

此種混凝土是一種超高強度的混凝土，抗壓強度在200～800MPa范圍內，而抗拉強度在25～150MPa，并且單位混凝土質量較輕，一般在每立方米2.5～3.0噸。而此混凝土具有以下幾大優勢：第一，可以減小顆粒尺寸、改善混凝土性能；第二，利用微粉材料，使其具有最優的堆積密度；第三，降低用水量，將非水化水泥顆粒作為填充物質，從而增大混凝土的堆積密度；第四，在混凝土硬化階段，可以對其進行加壓與加溫處理，這樣一來，能夠使混凝土達到較大強度[1]。

1.3 纖維增強型混凝土

一般來說，當纖維長度與直徑比在使用范圍內，其保持纖維摻量要在1%～2%范圍內，和基體混凝土相比較來說，鋼纖維混凝土強度最高可提高80%，抗彎強度提高一半以上，抗壓強度提高很小，通常在0～25%范圍內。

1.4 自密實混凝土

此種混凝土和其他混凝土不相同，并不需要利用機械設備進行振搗，利用自重便能夠使混凝土變得更加密實。盡管混凝土流動性較強，但是依然能夠做到防止離析現象的出現。自密實混凝土有很多的優勢，例如：施工中沒有振動噪聲；能夠在夜間進行施工；對施工人員身體沒有任何損害；耐久性較強；施工周期短等。

1.5 智能混凝土

因高強度混凝土的密實性較強，因此，使得防火能力大大降低。這主要是由于在發生火災情況下，砂漿中自有水以及化學結合水等都變為水氣，然而，又不能從密實性較好的混凝土中快速散發出來，這樣一來，便在混凝土內部產生了氣壓，使混凝土柱子的保護層掉落，從而大大降低柱子的承載能力，想要解決此問題，應該在每立方混凝土中加入2kg聚丙烯纖維，這樣一來，在發生火災時，纖維會快速融合，為水氣的蒸發提供通道，降低混凝土內部的氣壓，避免柱子保護層的掉落。

通過改變混凝土的構成，能夠有利克服混凝土諸多不利因素，比如：混凝土用水量偏多、水灰比較低、密實度較好。然而，由于在混凝土硬化階段中，極易出現大量收縮裂縫，進而導致開裂現象的出現。想要解決此類問題，利用摻量為25%預濕輕骨料替代原有的骨料，這樣一來，便可以使混凝土生成一個“蓄水器”，從而對混凝土潮濕度加以持續養護。

2 配筋和增強材料

2.1 纖維筋

鋼筋混凝土配筋材料通常選用樹脂黏結纖維筋。然而，最常見的纖維筋主要包含以下幾種：碳纖維筋、玻璃纖維筋等多種，通過對其進行深入研究發現，纖維筋有較高的強度，其中，玻璃纖維筋抗堿性能力偏差。對于纖維筋來說，主要優勢在于它的抗腐蝕性與強度較好。除此之外，有較強變形能力、抗疲勞能力等，而缺點是斷裂應變性非常差，熱膨脹系數非常大等[2]。

2.2 冷軋變形鋼筋

為進一步減少鋼材使用量，我國引入了大量先進設備，使用光圓鋼筋，將其進行冷軋，扎成帶肋直徑小的鋼筋，此種稱之為是冷軋帶肋鋼筋。此外，還有一種類型的鋼筋，利用一級光圓鋼筋經過冷軋，再扭曲成型，稱之為是冷軋變形鋼筋。上述這兩種冷軋鋼抗拉強度的極限值和設計值都要比母材的大很多。并且其黏結強度也相對較高，然而它的直徑卻非常的小。因提高了混凝土的強度，因此便能夠達到節約鋼筋材料使用量，使其獲得更大的經濟效益。

2.3 環氧樹脂涂敷鋼筋

如果在有腐蝕性的環境下，鋼筋腐蝕會對混凝土結構的耐久性產生一定的影響。為有效避免鋼筋出現腐蝕，使用不銹鋼來生產鋼筋是一個有效的途徑，然而，它的價格偏高。此外，還要一個途徑，利用環氧樹脂將其涂敷在鋼筋的外表面上，進而便生成一種防銹涂層，避免鋼筋被腐蝕而生銹，現如今，此方法已經在國外應用十分廣泛。在完成對鋼筋加工后，要對其進行檢驗，合格后再應用到對防銹蝕要求較高的工程當中，這樣一來，能夠大大提高鋼筋混凝土結構的耐久性。

2.4 預應力混凝土使用鋼棒或螺旋肋鋼絲

對傳統預應力混凝土來說，是在鋼絲、熱處理等處理技術的基礎上，再引入更先進的生產技術，生產出直徑為12.6mm，抗拉強度可高達1570MPa預應力混凝土，并且在其中使用了帶有螺旋肋的鋼棒以及鋼絲。此種新產品具有很多的優勢，例如：抗拉強度搞、黏結性較好、能夠點焊等[3]。

3 結束語

總之，我們看到混凝土是水泥、砂石、水及添加劑與摻和料等多個成分共同組成的一種性能穩定的建筑施工材料，其性能與組成的材料及施工工藝具有必然的聯系，同時也受到施工工藝及施工環境的影響，涉及眾多行業及領域，混凝土增強材料的出現及應用與發展受到了人們的認可，相信在不久的將來，混凝土新增材料必然在建筑行業發揮更大的作用，推動行業的進步與完善，進而推動我國混凝土技術的快速發展。

參考文獻

[1] 熊文杰.試論混凝土及其增強材料的發展與應用[J].商品混凝土,2013,(03):74,76.

[2] 辛小濤.淺析混凝土及其增強材料的發展與應用狀況[J].科技創新與應用,2012,(24):192.

[3] 張志剛.混凝土及其增強材料的發展與應用[J].科技視界,2012,(23):294,335.