混凝土材料的研究現(xiàn)狀和發(fā)展應(yīng)用

葉梅書

（金華市方灝商品混凝土有限公司 浙江省金華市 321031）

1 混凝土材料的發(fā)展

混凝土材料是于1824年在波特蘭的水泥發(fā)明開始的，因此，混凝土的材料距今已經(jīng)有100多年的歷史了。在20世紀(jì)以來，混凝土材料就成為了我國的橋梁、房屋與公路等公共工業(yè)建造的首要材料。混凝土作為人造材料，其使用的數(shù)量是非常巨大的。據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)在我國每年的混凝土材料的使用量大約為100m3，而且近幾年伴隨著我國的城市化與工業(yè)化的進(jìn)程，混凝土的用量也逐漸加快。

在人類進(jìn)入21世紀(jì)后，我國的科學(xué)技術(shù)水平也不斷提高，持續(xù)不斷的新型混凝土也逐漸出現(xiàn)，比如再生混凝土、高性能混凝土、自密實(shí)混凝土、纖維混凝土等高性能的混凝土。混凝土能否長期作為我國主要的建筑加工材料，其先決條件不只有它的高強(qiáng)度、高耐久性等性能外，還在于混凝土的材料是否綠色環(huán)保，所以在當(dāng)代最受歡迎的便是綠色的高性能混凝土，這也是混凝土材料技術(shù)發(fā)展的必然，也是混凝土的發(fā)展目標(biāo)與方向。

2 高性能混凝土

在現(xiàn)階段，慢慢的出現(xiàn)了高性能的混凝土材料，其發(fā)展的主要方向是①綠色高性能混凝土；②普通混凝土高性能化；③超高強(qiáng)混凝土；④機(jī)敏型混凝土。

高性能混凝土也簡稱HPC，是在高強(qiáng)混凝土發(fā)展的基礎(chǔ)上創(chuàng)新出來的，高性能混凝土有不同的表達(dá)含義，在不同的國家、不同的部門，甚至不同的單位都對高性能混凝土的理解有著或大或小的差異。吳忠偉科學(xué)院士認(rèn)為人類在提高混凝土性能上使用的是現(xiàn)代混凝土的技術(shù)，首先應(yīng)該選取優(yōu)質(zhì)的材料，除了基本的水泥、水、集料等基礎(chǔ)材料外，還應(yīng)該添加適當(dāng)程度的活性細(xì)摻料和高效外加劑等新型材料，這樣便可以使普通的混凝土變成高性能混凝土。一般來說，我們所說的高性能混凝土通常是指混凝土材料具有高耐久力、高強(qiáng)度、高流動性的性能，高性能這三項(xiàng)指標(biāo)也構(gòu)成了高性能混凝土材料所具備的基本性能指標(biāo)。但是就目前來說，高性能混凝土材料的概念又有了相應(yīng)的變化，清華大學(xué)的教授馮乃謙教授也提出了普通混凝土也可以變成高性能混凝土，在他的理論在工程實(shí)驗(yàn)有了實(shí)際應(yīng)用，所以高性能的混凝土材料并不一定是強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度，也就是說高性能混凝土除了之前的相關(guān)概念外，也可以理解成普通混凝土的高性能化。

3 混凝土的研究發(fā)展與應(yīng)用

我國在30年前，混凝土材料的抗壓能力最高在30MPa左右，所以在10年之前，我國的高性能混凝土已經(jīng)獲得了很大的認(rèn)可與普遍的應(yīng)用。此外，還出現(xiàn)了高纖維、高性能的混合土，這種混合土的抗壓能力比普通的鋼板還要高，所以高性能的混凝土材料已經(jīng)成為我國土木工程最普遍應(yīng)用的基本材料。

3.1 普通混凝土的應(yīng)用發(fā)展

混凝土一般是有強(qiáng)度等級的，我國把混凝土的最高強(qiáng)度等級設(shè)置為C60，而實(shí)際在土木工程中所應(yīng)用的基本混凝土材料強(qiáng)度一般為C50以下，而最普遍的混凝土材料強(qiáng)度是在C30，因?yàn)槲覈蠖鄶?shù)使用的減水劑材料，其混凝土的坍塌損失并沒有得到基本的解決，再加上我國各個地區(qū)的科技水平差距比較大，所以有時會出現(xiàn)達(dá)不到所要求的技術(shù)水平。因此針對我國的土木工程中所使用的在強(qiáng)度為C50普通混凝土的使用上，混凝土的性能與持久力存在著明顯的不足。據(jù)研究結(jié)果表明，通過選擇優(yōu)質(zhì)的原材料與合適的配比優(yōu)化，并在生產(chǎn)的過程中加以有效的控制與管理，使用高性能的減水劑材料并摻雜進(jìn)礦物超細(xì)粉的材料，特別是復(fù)合礦物超細(xì)粉改善了混凝土的耐久力與性能便能達(dá)到普通的混凝土高性能化，這種成果也在我國實(shí)際的土木工程中的到了很好的應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)，混凝土材料的質(zhì)量與其他的基礎(chǔ)性能優(yōu)化都達(dá)到了良好的效果，到期使用時全部都達(dá)到了所要求的高性能程度，并取得了很高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

3.2 國外高性能混凝土的應(yīng)用發(fā)展

在20世紀(jì)90年代末期，挪威、美國、日本、德國、加拿大等國家都成為了世界上高性能混凝土程度最高的國家，德國現(xiàn)在的混凝已經(jīng)達(dá)到了C110的等級，而挪威則位于第二名，成為第二大混凝土強(qiáng)度的國家，其混凝土的等級達(dá)到C105。目前高性能的和綠色環(huán)保應(yīng)用最普及的國家是挪威，在挪威有一個比埃菲爾鐵塔高度還要深的鉆井平臺就是挪威Troll平臺，這個平臺所使用的混凝土材料就是超高強(qiáng)度的混凝土，其抗壓的能力超過了100MPa。美國的西雅圖雙聯(lián)廣場所使用的混凝土材料抗壓強(qiáng)度也達(dá)到了133.5MPa。

4 結(jié)論

在20多年來，混凝土都朝著高性能，并且綠色環(huán)境的發(fā)展方向，高性能的混凝土在世界各地已經(jīng)非常普及，并且達(dá)到了非常廣泛的應(yīng)用，所以混凝土材料的發(fā)展方向就是綠色的高性能的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，很多研究結(jié)果顯示，再生的混凝土也屬于高性能的混凝土。這種混凝土不但能夠提高混凝土的質(zhì)量，還能夠有效的減少工程材料生產(chǎn)的費(fèi)用與成本，并且在我國的土木工程中是非常有利于可持續(xù)發(fā)展的。因此，我國政府應(yīng)該鼓勵并且推動混凝土在技術(shù)方面的研發(fā)，將混凝土推向綠色，并且高性能的發(fā)展方向，積極主動發(fā)現(xiàn)混凝土中所存在的各項(xiàng)問題，并不斷地進(jìn)行研究與探討，盡快的提出相應(yīng)的解決方案。在高性能的綠色混凝土的發(fā)展中，可以提高混凝土工程的施工水平與生產(chǎn)水平，并且優(yōu)化工程的建筑結(jié)構(gòu)，節(jié)省能源消耗，實(shí)現(xiàn)混凝土工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對我國的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要的意義。