鋼筋混凝土發(fā)展前景

1、部分新型混凝土的簡介和前景一、陶?；炷?一)概念及種類陶粒，顧名思義，就是陶質(zhì)的顆粒。陶粒的外觀特征大部分呈圓形或橢圓形 球體它的表面是一層堅硬的外殼，這層外殼呈陶質(zhì)或釉質(zhì)，具有隔水保氣作用， 并且賦予陶粒較高的強度，陶粒一般用來取代混凝土中的碎石和卵石。輕質(zhì)性是陶粒許多優(yōu)良性能中最重要的一點，也是它能夠取代重質(zhì)砂石的主 要原因。陶粒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征呈細密蜂窩狀微孔。 這些微孔都是封閉型的，而不 是連通型的。它是由于氣體被包裹進殼內(nèi)而形成的，這是陶粒質(zhì)輕的主要原因。陶粒的細小顆粒部分稱為陶砂。 在陶粒中有許多小于5伽的細顆粒，在生產(chǎn)中 用篩分機將這部分細小顆粒篩分出來， 習(xí)慣上稱之為陶砂。陶砂

2、的密度略高，化 學(xué)和熱穩(wěn)定性好。陶砂主要用于代替天然河砂或山砂配制輕集料混凝土、輕質(zhì)砂漿，也可作耐酸、耐熱混凝土細集料。主要品種有黏土陶砂頁巖陶砂和粉煤灰陶 砂等。使用陶砂的目的也是為降低建筑物自重。陶砂也可用于無土栽培和工業(yè)過濾。陶粒的按原料分粉煤灰陶粒、黏土陶粒、頁巖陶粒、垃圾陶粒、煤矸石陶 粒、生物污泥陶粒、河底泥陶粒。按強度分為：(1) 高強陶粒根據(jù)(輕集料及其試驗方法)GB/T 17431.1 1998新標準，高強陶粒是指 強度標號不小于25MPa的結(jié)構(gòu)用輕粗集料。其技術(shù)要求除密度等級、筒壓強度、 強度標號、吸水率有特定指標外，其他指標(顆粒級配、軟化系數(shù)、粒型系數(shù)、 有害物質(zhì)含量等

3、)與超輕、普通陶粒相同。生產(chǎn)高強陶粒時產(chǎn)量較低，耗能較大， 附加值高，銷售價格比超輕陶粒、普通陶粒高 50%左右。用高強陶粒配制高標 號及預(yù)應(yīng)力輕骨料混凝土必須均質(zhì)。(2) 普通陶粒根據(jù)輕集料及其試驗方法GB/T 17431.1 1998新標準，普通陶粒是指 強度標號小于25MPa的結(jié)構(gòu)用輕粗集料。普通陶粒應(yīng)用較廣，市場潛力大。3、按陶粒密度分陶粒按密度分為一般密度陶粒、超輕密度陶粒、特輕密度陶粒三類。(1) 一般密度陶粒一般密度陶粒是指密度大于500kg/m3的陶粒。它的強度一般相對較高，多 用于結(jié)構(gòu)保溫混凝土或高強混凝土。(2) 超輕密度陶粒超輕密度陶粒一般是指300500kg/m3的陶粒

4、。這種陶粒一般用于保溫隔 熱混凝土及其制品。(3) 特輕密度陶粒特輕密度陶粒是指小于300kg/m3的陶粒。它的保溫隔熱性能非常優(yōu)異，但 強度較差。一般用于生產(chǎn)特輕保溫隔熱混凝土及其制品。(二)陶粒的性能顆粒之所以在全世界得到快速發(fā)展，是因為它具有其他材料所不具備的許多優(yōu)異 性能，這一優(yōu)異性能，這一優(yōu)異性能使它具有了其他材料無法取代的作用。這些優(yōu)異性能有以下幾個方面。1、密度小、質(zhì)輕。陶粒自身的堆積密度小于 1100kg/m3，一般為300900kg/m3。以陶粒為 骨料制作的混凝土密度為11001800kg/m3，相應(yīng)的混凝土抗壓強度為30.5 40.0Mpa。陶粒的最大特點是外表堅硬，而內(nèi)

5、部有許許多多的微孔。這些微孔賦 予陶粒質(zhì)輕的特性。200號粉煤灰陶?；炷恋拿芏葹?600kg/m3左右，而相 同標號的普通混凝土的密度卻高達 2600kg/m3，二者相差1000kg/m3。2、保溫、隔熱。陶粒由于內(nèi)部多孔，故具有良好的保溫隔熱性，用它配制的混凝土熱導(dǎo)率一 般為0.30.8W/ (m?k)，比普通混凝土低12倍。所以，陶粒建筑都有良好 的熱環(huán)境。3、耐火性好，陶粒具有優(yōu)異的耐火性。普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌塊集保溫、 抗震、抗凍、耐火等性能 于一體，特別是耐火性是普通混凝土的4倍多。對相同的耐火周期，陶?；炷?的板材厚度比普通混凝土薄20%。此外，粉煤灰陶粒還可以配

6、制耐火度 1200 C 以下的耐火混凝土。在650 C的高溫下，陶?；炷聊芫S持常溫下強度的 85%。 而普通混凝土只能維持常溫下強度的 35%75%。4、抗震性能好陶?；炷劣捎谫|(zhì)量輕，彈性模量低，抗變形性能好，故具有較好的抗震性 能。在1976年唐山大地震中，天津建造的4棟陶?；炷链蟀褰ㄖ就旰?， 并能照常使用。而其周圍相當(dāng)數(shù)量的磚混建筑都不同程度地受到震害。這雖然與 建筑結(jié)構(gòu)體系有關(guān)，但是陶?；炷辆哂袃?yōu)良的抗震性能也是一個重要原因。1976年意大利費留利地區(qū)發(fā)生9級的強烈地震，統(tǒng)計資料表明，磚混建筑物損 壞率達40%60%，框架結(jié)構(gòu)黏土空心磚建筑損壞率為 33%，而陶?；炷两?

7、筑損壞率只有5%。陶粒的抗震性能由此可見。5、吸水率低，抗凍性能和耐久性能好陶?；炷聊退帷A腐蝕和抗凍性能優(yōu)于普通混凝土。250號粉煤灰陶粒混凝土，15次凍融循環(huán)的強度損失不大于 2%。1976年有關(guān)部門對全國自1985年以來所建的陶?；炷凉こ踢M行了實測， 結(jié)果表明，無論是預(yù)制的還是現(xiàn)澆的， 室內(nèi)的與室外的，所含鋼筋均未銹蝕，測的碳化深度一般不大于30伽，后期強度還可以繼續(xù)增長。由此可見，陶?；炷潦且环N優(yōu)良的建筑材料， 應(yīng)大力推廣 使用。6、優(yōu)異的抗?jié)B性據(jù)多次測試，陶粒混凝土的抗?jié)B性能優(yōu)于普通混凝土。以20MPa陶?；炷僚c普通混凝土為例，經(jīng)多次測試進行比較，普通混凝土的抗?jié)B指數(shù)為B6，

8、而陶粒混凝土則可達到B18至B25。1970年天津用20MPa的陶粒混凝土建造的 防空通道（深3m，地下水位0.9 m），至1980年檢查時沒有發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。 寧波建造的兩條20MPa陶粒混凝土囤船（載重量80t），水上作業(yè)13年，從未 出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。因此陶粒混凝土是制作水壩，地下工程的優(yōu)良建筑材料之一。7、優(yōu)異的抗堿集料反應(yīng)能力陶粒混凝土不但耐腐蝕（酸、堿）性能優(yōu)于普通混凝土。而且具有優(yōu)異的抗 堿集料反應(yīng)能力。混凝土的主要成分是水泥和集料。集料包括碎石和砂子，如果石子和砂子這 些集料是白云石、石灰石或其他含有 SiO2的巖石，如蛋白石、火山巖等，水泥 中的堿就會和這些集料發(fā)生堿集料反應(yīng)，引起

9、巖石礦物解體或造成膨脹使混凝土 開裂而崩潰，造成建筑破壞。這就是堿集料反應(yīng)。每年國內(nèi)國外都有大量的建筑 物因混凝土的堿集料反應(yīng)而損毀。美國 20世紀80年代，統(tǒng)計全國50萬座公路 橋梁，其中有20萬座因堿集料反應(yīng)造成不同程度的毀壞。全世界每年因堿集料 反應(yīng)造成的損失可以達上千億美元。由于陶粒不含有這些火性巖石成分， 堿含量也非常低，所以它在使用過程中 不會與水泥發(fā)生堿集料反應(yīng)。至今為止，國內(nèi)外的陶粒混凝土建筑，還沒有發(fā)現(xiàn) 一起堿集料反應(yīng)的事例。事實已經(jīng)表明，陶粒具有優(yōu)異的抗堿集料反應(yīng)能力， 可 在一定程度上增加安全性，延長建筑物的使用壽命。8、適應(yīng)性強經(jīng)國內(nèi)外幾十年生產(chǎn)實踐證明，根據(jù)各地資源條

10、件不同，可分別采用黏土、 頁巖、粉煤灰或其他固體廢棄物生產(chǎn)陶粒。 根據(jù)用途不同和市場需要，可以生產(chǎn) 不同堆積密度和粒度的陶粒產(chǎn)品（超輕陶粒、結(jié)構(gòu)保溫用陶粒、結(jié)構(gòu)用陶粒）， 也可生產(chǎn)有特殊用途的陶粒，如耐咼溫陶粒、耐酸陶粒和花卉陶粒等。在使用陶粒時，可按實際需要采用不同類型的陶粒配制不同密度和強度等級 的無砂大孔、全輕、超輕鋼筋或預(yù)應(yīng)力混凝土；可以預(yù)制成各種類型的墻體制品 和建筑構(gòu)件，也可用于填充，現(xiàn)澆，滑模等施工作業(yè)。對于各種建筑體系，如框 架填充或自承重砌塊建筑、一模三板、全裝配大板、內(nèi)澆外掛、全線澆滑模建筑 等都能適用。任何建筑物中的墻體（砌塊、外墻板、內(nèi)隔墻條板），樓板、屋面 板、梁柱和

11、部分基礎(chǔ)等，都可用陶?；炷羴碇谱鳎@是其它任何一種新型墻體 無法比擬的。（三）陶粒的用途陶粒具有優(yōu)異的性能，如密度低、筒壓強度高、孔隙率高，軟化系數(shù)高、抗 凍性良好、抗堿集料反應(yīng)性優(yōu)異等。特別由于陶粒密度小，內(nèi)部多孔，形態(tài)、成 分較均一，且具一定強度和堅固性，因而具有質(zhì)輕，耐腐蝕，抗凍，抗震和良好 的隔絕性等多功能特點。利用陶粒這些優(yōu)異的性能，可以將它廣泛應(yīng)用與建材、 園藝、食品飲料、耐火保溫材料、化工、石油等部門，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，還在 繼續(xù)擴大。在陶粒發(fā)明和生產(chǎn)之初，它主要用于建材領(lǐng)域，由于技術(shù)的不斷發(fā)展 和人們對陶粒性能的認識更加深入，陶粒的應(yīng)用早已超過建材這一傳統(tǒng)范圍，不 斷擴大它的

12、應(yīng)用新領(lǐng)域。現(xiàn)在陶粒在建材方面的應(yīng)用，已經(jīng)由100%下降到80%， 在其他方面的應(yīng)用，已占20%。隨著陶粒新用途的不斷開發(fā)，它在其他方面的 比例將會逐漸增大。二、發(fā)泡混凝土（一）發(fā)泡混凝土的定義發(fā)泡水泥又稱發(fā)泡混凝土，是多孔混凝土的一種。是將發(fā)泡劑在機械攪拌 作用下，形成大量穩(wěn)定的泡沫。或者較為先進的氣動發(fā)泡，即在通過高壓空氣的 作用，將一定濃度的發(fā)泡劑在發(fā)泡管內(nèi)霧化， 最后形成大小均一、直徑適宜的泡 沫。從而形成內(nèi)部充滿氣泡的混凝土。（二）發(fā)泡劑發(fā)泡劑是發(fā)泡水泥的主要成分，是形成發(fā)泡水泥的最主要原因物質(zhì)。以往 的發(fā)泡劑通常采用松香泡沫劑及水解牲血泡沫劑。松香膠泡沫劑采用燒堿加水溶 入松香粉，

13、再與溶化的膠液（皮膠或骨膠）攪拌制成濃松香膠液，使用時再用溫 水稀釋，用力攪拌形成穩(wěn)定的泡沫。水解牲血采用動物血加苛性鈉、鹽酸、硫酸 亞鐵、水等制成，使用時經(jīng)稀釋攪拌成穩(wěn)定的泡沫。這兩種發(fā)泡劑在目前看來， 其所產(chǎn)生的泡沫數(shù)量及穩(wěn)定性都較差。近年來，發(fā)泡劑的制取有了長足發(fā)展。其種類主要形成了兩大類：1、動物性發(fā)泡劑動物性發(fā)泡劑是以動物角質(zhì)為主要原材料，加入一定量的燒堿、鹽酸、 氯化鈉等化工原料，加溫溶解、稀釋過濾、高溫脫水而生產(chǎn)的一種發(fā)泡劑。是一 種無公害、無污染的水溶性液體，具有發(fā)泡量大、泡沫強度高、持續(xù)時間長等優(yōu) 點的新型發(fā)泡劑。2、植物性發(fā)泡劑植物性發(fā)泡劑是以松香和氫氧化鈉等為主要原料經(jīng)過

14、皂化反應(yīng)制取。 植物性發(fā)泡劑具有造價低、產(chǎn)泡量大、泡沫持久等優(yōu)點，廣州、寶雞、上海、深 圳等地有生產(chǎn)。從PH值看，動物性發(fā)泡劑往往偏堿性，PH值約為7-8,；而植物性發(fā)泡 劑往往偏酸性，PH值約為5-6。一般而言，發(fā)泡劑PH值為中性效果更好，因為 這樣既不影響水泥的性能，又可延長設(shè)備使用壽命。 另外還有混合性發(fā)泡劑，不管哪種發(fā)泡劑與以往的發(fā)泡劑相比， 性能上都有了較大提高，用其制取的發(fā)泡 水泥的質(zhì)量也有了較大改觀，其各項性能指標已遠遠超過了同類產(chǎn)品一一加氣混 凝土。、發(fā)泡水泥的發(fā)展前景發(fā)泡水泥在低溫地板輻射采暖中作為保溫層已得到了廣泛的應(yīng)用， 但從整個 建筑市場來看，它所占得比例很小。依據(jù)其良

15、好的保溫等特有性能，它應(yīng)該在建 筑節(jié)能方面發(fā)揮更大的作用。發(fā)泡水泥用作屋面保溫層目前應(yīng)用最廣的就是樓層間保溫，不遠的將來，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)U展到地面、 屋面以及外墻的外保溫，還可直接用于澆注隔墻，形成一體式混凝土建筑。完全可以用發(fā)泡水泥類RPC材料直接澆筑的現(xiàn)代居民樓發(fā)泡水泥不是普通的混凝土，傳統(tǒng)意義上它的出現(xiàn)也不是為了承重， 而是作 為一種新型的保溫材料在使用。但是在我們現(xiàn)在的使用要求上看，發(fā)泡混凝土也 將在很多方面起一定范圍內(nèi)的承重。 正如上所說，在將來，發(fā)泡混凝土將會被大 量應(yīng)用于建筑。在使用條件要求下我們也可以把發(fā)泡水泥配置為高強度類RPC混凝土，直接澆筑為一體式低層工民建筑。形成防震、保

16、溫、隔熱、隔音的一體 式全板塊花樣房。總之，作為一種具備質(zhì)量輕、強度高、保溫隔音、防水抗?jié)B等優(yōu)良性能的節(jié) 能產(chǎn)品，發(fā)泡水泥將會被越來越多的人們所認可?？梢灶A(yù)見，發(fā)泡水泥在向高強輕質(zhì)、復(fù)合和節(jié)能方向發(fā)展的同時，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)靡圆粩嗤貙?。三、彈性混凝土一、彈性混凝土定義彈性混凝土 （Elastic Concrete） 是一種把橡膠微粒作為水泥混凝土的組成 材料配制而成的新型混凝土 ？。彈性混凝土的研究始于20世紀80年代末期，其工 程性能介于普通混凝土（剛性）和瀝青混凝土（柔性）之間，集合了橡膠和普通混凝 土的特點。比起普通混凝土，彈性混凝土抗裂性能好、能量吸收多（比普通混凝土高25%或更多）、

17、韌性高、變形能力大大提高；彈性混凝土具有重量輕、干收 縮/ J,（0 . 02%）、熱膨脹系數(shù)低（為普通混凝土的50%或更低）和良好的隔熱、 隔音、減震性能；彈性混凝土不僅有彈性，而且具有較高的強度、非常好的耐磨 性能，以及很高的軟化溫度，即使在最炎熱的天氣里也不會軟化，良好的彈性使它在與不同材料粘接后，不會發(fā)生收縮開裂。但摻入膠粒的混凝土強度會有明顯 的降低。由于膠粒是有機材料，而混凝土屬于無機材料，二者的彈性模量有較大 的差異，粘結(jié)性能較差。因此如何提高彈性混凝土力學(xué)性能和各組分的粘結(jié)性， 成為其研究的難點和熱點uJ。橋梁伸縮縫它不但要保證橋梁能夠自由變形，而 且要使車輛在設(shè)縫處能平順通過

18、。橋梁伸縮縫的橡膠板及兩邊混凝土受沖擊時易 產(chǎn)生應(yīng)力集中而造成破壞。因此，如何提高伸縮縫兩邊混凝土的抗沖擊性能及早 強性能是擺在我們橋梁及混凝土科學(xué)研究工作者面前的一項重大課題。而彈性混凝土強度高、變形大以及快速固化、快速開放交通的特性非常適合城市高架橋道 路、高速公路立交橋破損伸縮縫的更換工程，具有很好的應(yīng)用前景。二、彈性混凝土在工程中的應(yīng)用彈性混凝土應(yīng)用于橋梁伸縮縫工程中的優(yōu)勢。 伸縮縫在橋梁結(jié)構(gòu)中承擔(dān)著較 大的沖擊荷載，其在橋梁結(jié)構(gòu)中所處的位置是結(jié)構(gòu)中極易損壞的部位。長期的實 踐經(jīng)驗和使用結(jié)果表明：橋梁伸縮縫的橡膠板及兩邊混凝土受沖擊時易產(chǎn)生應(yīng)力 集中而造成破壞。而本文所研究的新型彈性混凝土很好地解決了橋梁伸縮縫的難 題，由于摻人了偶聯(lián)劑和乳化橡膠，混凝土強度得到了提高，同時縮短了交通開 放時間。彈性混凝土應(yīng)用于型鋼伸縮縫施工工藝。由于彈性混凝土具有優(yōu)良的防裂性、韌 性和耐磨性，對許多化學(xué)物質(zhì)具有防腐蝕性，澆注后僅 2h即能開放交通和安裝 便利等特點。它非常適合應(yīng)用于型鋼伸縮安裝工程中。彈性混凝土應(yīng)用于道路和橋梁路面。普通水泥混凝土路面剛性高而噪聲大， 收縮縫寬且震動強。這成了水泥混凝土路面的最薄弱環(huán)節(jié)。為了達到行車的舒適 性，當(dāng)今