探析新型混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用

1、探析新型混凝土材料在土木工程中的應(yīng)用摘要：加強新型混凝土材料在土木工程屮的應(yīng)用的研究是十分必要 的。本文作者結(jié)合多年來的工作經(jīng)驗，對新型混凝土材料在土木工程中的 應(yīng)用進行了研究，具有重要的參考意義。關(guān)鍵詞：高性能；混凝土；建筑工程；應(yīng)用屮圖分類號：tu37文獻標(biāo)識碼：a文章編號：隨著科技和經(jīng)濟的發(fā)展，建筑的形式也在不斷發(fā)展?；炷辆哂性?豐富，價格低廉，生產(chǎn)工藝簡單的特點，因而使其用量越來越大，同時新 型混凝土還具有抗壓強度高，耐久性好，強度等級范圍寬，使其使用范圍 十分廣泛，不僅在各種土木工程屮使用，就是造船業(yè)、機械工業(yè)、海洋的 開發(fā)、地?zé)峁こ痰龋滦突炷烈灿兄匾牡匚??？偠灾S著

2、環(huán)境 保護、保持生態(tài)多樣性及維持社會可持續(xù)發(fā)展的呼聲h益高漲，新型混凝 土材料的應(yīng)用也會越來越得到世界各國材料與環(huán)境學(xué)者的重視。隨著新世紀(jì)的到來，新型混凝土朝著高強、輕質(zhì)、耐久、抗磨損、抗 凍融、抗?jié)B、抗災(zāi)、抗爆等方向迅速發(fā)展。目前，新型外加劑和膠凝材 料的出現(xiàn)使原木已有良好工作性能的混凝土，乂增加了優(yōu)異的力學(xué)性能和 耐久性能。這種新型混凝土稱為高性能混凝土，即hpc。組成hpc的材料 包括水泥、粗細集料、多種礦物摻合料、水和超塑化劑，其組成和配比要 比普通泯凝土復(fù)雜得多，要求也相應(yīng)高得多。從強度而言，hpc具有高 強（60loompa）和超高強（mioompa）的特性，釆用高強混凝土，可以

3、減小截面尺寸，從而減輕結(jié)構(gòu)自重和對地基的負(fù)荷，并減少材料的用量， 增大使用的空間，大幅度的降低工程造價，因而獲得較大的經(jīng)濟效益。由 于hpc具有高工作性，不僅可以減輕施工勞動的強度，還能節(jié)約施工的 能耗。山于hpc的優(yōu)良性能，近十幾年來在國內(nèi)外都得到了廣泛的應(yīng)用。 hpc代表著當(dāng)今混凝土發(fā)展的總趨勢，具有大流動性、高強度、高耐久性、 低水化熱、高體積穩(wěn)定性等多方面的優(yōu)越性能，它的應(yīng)用將對混凝土建 筑施工技術(shù)和混凝土結(jié)構(gòu)性能起到重要的作用。一、新型混凝上材料的 應(yīng)用1.高性能混凝土一些發(fā)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

4、視。高性能 混凝土之所以受人們的重視是由于其本身在應(yīng)用時，存在著以下優(yōu)點：首 先，高性能混凝土具有超高強特性，可使混凝土結(jié)構(gòu)尺寸人人減少,從而減 輕結(jié)構(gòu)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(jié)約施工能 耗。2 預(yù)應(yīng)力混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土，是利用預(yù)先施加的拉應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的壓應(yīng) 力，或利用預(yù)先施加的壓應(yīng)力抵抗使用過程中出現(xiàn)的拉應(yīng)力。混凝土的抗 拉性能遠好于抗壓性能，其抗拉強度僅為抗壓強度的1/18-1/8,極限拉應(yīng) 變僅為 0. 10x10-3-0. 15x10-3o在正常使用階段，普通鋼筋混凝土梁一般是帶裂縫工

5、作的，截面的開 裂導(dǎo)致構(gòu)件剛度降低、變形增大，結(jié)構(gòu)的耐久性降低。預(yù)加應(yīng)力的h的是 將混凝土變成彈性材料“，無拉應(yīng)力”或“零應(yīng)力”作為預(yù)應(yīng)力混凝土設(shè) 計準(zhǔn)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(yù)應(yīng)力 混凝土的主要優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾點：一、變被動設(shè)計為主動設(shè)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(jié)構(gòu)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(jié)省材料，減輕 結(jié)構(gòu)自重；同時，還可以提高結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的剛度，使混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范 偉i進一步擴人；三、施加預(yù)應(yīng)力相為丁対結(jié)構(gòu)或構(gòu)件作了一次檢驗，有利 于保證質(zhì)量，而山于在正常使用階段鋼筋和混凝土的應(yīng)力變化

6、幅度較小， 重復(fù)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 英相應(yīng)的抗剪性能也有所提高。3. 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(chǔ)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(shè)計時，要以單位體積的混凝土 中各組成材料的質(zhì)量比例，確定這種數(shù)量比例關(guān)系的工作，進行混凝土配 合比設(shè)計。4. 輕質(zhì)混凝土 這種類型的混凝土主要是利用天然輕骨料、工業(yè)廢料

7、輕骨料、人造輕 骨料制成的輕質(zhì)混凝土，強度高、密度小、保溫好是其最為主耍的特點， 另外，保護環(huán)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(shè)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(shù)?；炷?土配合比設(shè)計中確定三個參數(shù)的原則是：一、在滿足混凝土強度和耐久性 的基礎(chǔ)上，確定混凝土的水灰比；二、在滿足混凝土施t要求的和易性基 礎(chǔ)上，根據(jù)粗骨料的種類和規(guī)格確定單位用水量；三、砂率應(yīng)以砂在骨料 中的數(shù)量填充石子空隙后略有富余的原則來確定?；炷僚浜媳仍O(shè)計以計 算53混凝土屮各材料用量為基準(zhǔn)，計算時骨料以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)。5. 預(yù)填骨料升漿混凝土在預(yù)填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿,形成預(yù)

8、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(jīng)濟效益。在制作時，其水灰比可 低到0. 15,需加入大量的超塑化劑，以改善其工作度。但是預(yù)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(shè)計成細長或薄 壁的結(jié)構(gòu)，以擴大建筑使用的自由度。6. 智能混凝土智能混凝土一種應(yīng)用比較廣泛的新型混凝土。首先，要計算水泥用量, 根據(jù)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(jù)骨料種類、規(guī)格及混凝土的 水灰比，有效進行配合比的調(diào)整與確定。7. 摻減水劑混凝土

9、混摻減水劑混凝土，是以干燥骨料為基準(zhǔn)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(shè)計， 首先要按混凝土配合比設(shè)計規(guī)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(chǔ)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 巫新計算砂、石用量。計算每立方米混凝上中的減水劑用量。另外，還要一些其他的新型混凝土材料，如纖維增強混凝土、自密實混凝土、碾壓混凝土、再生骨料混凝土等等。二、新型混凝土材料的發(fā)展在工程施工中，混凝土的應(yīng)用是一種極為重要的材料，而且目前，在 市場的應(yīng)用和推廣越來越廣泛。當(dāng)前，相關(guān)部門還加大投入，建立了專門 的研究單位，研制出了很多了高性能混凝土以及相關(guān)的耐久性檢測設(shè)備。 尤其是隨著科學(xué)的發(fā)展，混凝土性能的不斷提高，越來越體現(xiàn)出新型混凝 土的優(yōu)越性，所以，使得混凝土在工程中的應(yīng)用的認(rèn)可度提高?？偨Y(jié)總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，城市建設(shè)進程的不斷加快，這在很 大程度上，推動了我國混凝土的應(yīng)