淺談新型混凝土材料在土木工程中的應用

王旭

摘 要：在我國土建工程的施工中，混凝土材料屬于主要的工程材料。混凝土材料主要包括粗骨料、細骨料、水和膠結材料，按照一定比例配置而成，通過攪拌及搗振成型侯，借助一定的養護工作使其形成有一定強度的人工建筑材料。本文擬對新型混凝土材料在土木工程領域的應用進行分析與探討，供參考。

關鍵詞：新型混凝土材料；土木工程；運用分析

混凝土（三合土）作為一種傳統的建筑材料具有悠久的歷史。普通的混凝土材料系由膠結材料（石灰、水泥）、細骨料（砂子）、粗骨料（石子）和水所組成。在性能及其應用與發展的普通混凝土基礎上，根據添加材料和施工工藝的不同，派生出名目繁多、性能特異、用途不一的新型混凝土，近些年來混凝土的性能研究不斷發展的同時，在普通混凝土相關基礎上依據施工工藝以及添加材料的不同具有更過性能的新型混凝土派生出來。

1.新型混凝土在土木工程領域應用的必然性

新型混凝土可以說是傳統普遍的混凝土發展前提下進行升級形成的。在傳統混凝土的構成中，加入纖維、礦物質、煤炭顆粒等等化學或非化學成分中的其中一種或者幾種搭配，都是制作新型混凝土的有效方式。新型的混凝土在環保節能等社會效益實現方面有著巨大的促進作用，在降低土木工程項目主要經營者的成本投資的經濟效益上也有很大的貢獻，同時在提升新型混凝土在抗壓抗損傷方面的特質優勢。

隨著社會的快速進步，人民的生活水平穩步提升，對土木工程建設的質量也提出了更為嚴峻的考驗，因此，新型混凝土的發展方向也逐步轉向具有更高強度、更有助于工作開展、和更能長期耐久、性能優越等趨勢進步。我國目前致力于建設社會主義和諧社會，經濟的建設必然響應資源節約型、環境保護型的號召。加之科技的不斷進步，對材料的要求也越來越高，新型混凝土的出現是必然的。

2土木工程領域中新型混凝土材料的應用分析

2.1高性能混凝土（簡稱HPC）

HPC的優點體現在：1.由于HPC的高強（60Mpa-100MPa）和超高強（≥IOOMPa）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；2.由于HPC具有高工作性，可以減輕施工勞動強度，節約施工能耗；3.HPC的高耐久性可增加對惡劣環境的抵御能力，延長建筑物的使用壽命，減少維修費用及對環境帶來的影響，具有顯著的社會和經濟效益。

2.2活性微粉混凝土（Reactive Powder Concrete）

活性微粉混凝土（簡稱RPC）是一種超高強的混凝土，其立方體抗壓強度可達200MPa-8OOMPa，抗拉強度可達25MPa-150MPa，斷裂能可達30kJ/m，單位體積質量為2.5t-3.0t/m。在普通混凝土基礎上制成RPC的主要措施有：1.減小顆粒的最大尺寸，改善混凝土的均勻性；2.使用微粉及極微粉材料，達到最優堆積密度（packing density）；3.減少混凝土用水量，使用非水化水泥顆粒作為填料，以增大堆積密度；4.增放鋼纖維以改善其延性；5.在硬化過程中加壓及加溫，使其達到很高的強度。普通混凝土的級配曲線是連續的，而RPC的級配曲線是不連續的臺階形曲線，其骨料粒徑很小，接近于水泥顆粒的尺寸。RPC的水灰比可低到O.15，需加入大量的超塑化劑，以改善其工作度。RPC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。目前，加拿大Sherbrook已設計建造了一座跨度為60m、高3.47m的B200級RPC的人行摩托車用預應力桁架橋。

2.3纖維增強混凝土

鋼纖維混凝土采用常規的施工技術，其鋼纖維摻量一般為O.6%-2.O%。再高的摻量，將容易使鋼纖維在施工攪拌過程中結團成球，影響鋼纖維混凝土的質量。但是國內外正在研究一種鋼纖維摻量達5%-27%的簡稱為S～CON的砂漿滲澆鋼纖維混凝土，它與普通鋼纖維混凝土相比，其特點是抗壓、抗拉、抗彎、抗剪強度以及延性、韌性等有更大的提高。雖然SIFCON力學性能優良，但由于其鋼纖維用量大、

在砂漿中鋪設鋼絲網及網與網之間的骨架鋼筋（簡稱鋼絲網水泥）所做成的薄壁結構，具有良好的抗裂能力和變形能力，在國內外造船、水利、建筑工程中應用較為廣泛。近年來，在鋼絲網水泥中又摻入鋼纖維來建造公路路面、漁船、農船等，取得了更好的增韌、增強效果。

2.4自密實混凝土

自密實混凝土不需機械振搗，而是依靠自重使混凝土密實。該種混凝土的流動度雖然高，但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有：（1）粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%；（2）細骨料的體積為砂漿體積的40%；（3）水灰比為0.9-1.0；（4）進行流動性試驗，確定超塑化劑用量及最終的水灰比，使材料獲得最優的組成。

這種混凝土的優點有：現場施工無振動噪音，可進行夜間施工，不擾民；對工人健康無害；混凝土質量均勻、耐久；鋼筋布置較密或構件體型復雜時也易于澆筑；施工速度快，現場勞動量小。

2.5智能混凝土

智能混凝土利用混凝土組成的改變，可克服混凝土的某些不利性質。例如；高強混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之類的活性材料，硬化后的混凝土密實度好。但高強混凝土在硬化早期階段，具有明顯的自生收縮和孔隙率較高，易于開裂等缺點。解決這些問題的一個方法是，用摻量為25%的預濕輕骨料來替換骨料，從而在混凝土內部形成一個“蓄水器”，使混凝土得到持續的潮濕養護。這種加入“預濕骨料”的方法，可使混凝土的自生收縮大為降低，減少了微細裂縫的數量。

2.6碾壓混凝土

用于大體積的碾壓混凝土結構施工的澆筑機具與普通混凝土不同，其平整使用推土機，振實用碾壓機，層間處理用刷毛機，切縫用切縫機。整個施工過程的機械化程度高，施工效率高，勞動條件好，可大量摻用粉煤灰。與普通混凝土相比，澆筑工期可縮短1/3-1/2，用水量可減少20%，水泥用量可減少3O%-6O%。

碾壓混凝土的層間抗剪性能是其被用來修建混凝土高壩的關鍵。在公路、工業廠房地面等大面積混凝土工程中，采用碾壓混凝土，或者在碾壓混凝土中再加入鋼纖維，成為鋼纖維碾壓混凝土，則其力學性能及耐久性還可進一步改善。

2.7其他混凝土

緊跟目前工業的快速發展，還出現了很多類的混凝土，比如：樹脂混凝土、耐磨混凝土、噴射混凝土、快硬混凝土、耐熱混凝土、耐酸混凝土、耐堿混凝土、瀝青混凝土、壓漿混凝土、水工混凝土等等。這樣新型的混凝土有著自身的獨特特性，且應用在不同的工程當中。

3 結束語

混凝土作為工業生產的重要材料，其獨特的基礎材料特性也使其在土木工程建設項目中得到了普遍的利用。新型混凝土已經成為工程建設項目中的寵兒，當然，在材料選擇中，要加強審核各種新型混凝土的特質、考慮何種混凝土才是最適合該土木工程項目的材料，做出準確的選擇，只有恰當的材料選擇和控制，才能促進工程的良性建設，才能提升題目工程的使用壽命玉質量，最終促進經濟與社會的穩定以及可持續發展。

參考文獻

[1] 孫鳳儀.土木工程混凝土施工技術研究[J].商品與質量：學術觀察，2011，（09）.

[2] 李明.土木工程混凝土施工技術研究[J].赤峰學院學報（自然科學版），2013，（02）

（作者單位：山東省單縣建筑工程質量監督站）