以混凝土为例浅谈材料的运用与发展

摘要：混凝土，一种被誉为建筑工程的“主要粮食”的材料，也是目前建筑工程中使用最多，面积最广的一种材料，因为其独有性质，从而制约了建筑工程的体系和形式的发展，因此研究发展新材料势在必行。

关键词：优势互补;混凝土;共赢;突变

现今，建筑行业正处于正欣欣向荣，蓬勃发展的辉煌时代，在这样的时代背景下混凝土便成为建筑项目中最重要且必不可少的一种材料。但如今也因为其部分组成材料（资源）日渐匮乏，而使之成为建筑工程在材料方面面临的巨大挑战，使发展新材料成为这个行业经久不衰的的重要保证，下面我们以混凝土为例从以下几个方面来说明新材料的发展思路和方向。

一、 混凝土基本组成材料及综述

（一）混凝土的基本组成

现代意义上的混凝土由胶凝材料（水泥）、粗骨料（石）、细骨料（砂）、水、掺和料和外加剂几种材料按照一定配合比（搭配比例）混合而成，它硬化后有较高的强度（抗压强度）和硬度，有人造石材之称，是现代建筑中的重要材料之一。

水泥是混凝土中的胶凝材料，它占混凝土拌和物质量的百分之十六左右，它在混凝土拌和物中与水发生水化反应生成水化产物把混凝土中的其他材料胶凝在一起，同时它与水形成的水泥浆还起到了润滑作用，减小骨料之间的相互摩擦，提高拌和物流动性，水泥硬化后形成坚硬的水泥石。它的品种繁多，常用的有硅酸盐水泥（P.Ⅰ或p.Ⅱ）、普通硅酸盐水泥（P.O）、矿渣硅酸盐水泥（P.S）、粉煤灰硅酸盐水泥（P.F）、火山灰硅酸盐水泥（P.P）、复合硅酸盐水泥（P.C）六种。

粗、细骨料是混凝土拌和物中含量最多的两种材料，占到混凝土质量的百分之七十左右，在混凝土中起到骨架作用，支撑起整个混凝土的结构。由于其数量较多，粗、细骨料质量的好坏、强度的高低、颗粒的级配等直接影响了混凝土拌和物的质量与强度，故它也是混凝土绝大部分的强度来源，也代表了混凝土强度的高低。

水占到混凝土拌和物质量的百分之七左右，它在整个混凝土拌和物的形成过程起着必不可少的作用，它能与水泥水化反应形成具有胶黏作用的水化产物，没有与水形成的水化产物，水泥、粗、细骨料就是一盘“散沙”，根本不可能一起形成坚硬的混凝土。

掺和料和外加剂虽然所占比例非常少，掺和料在混凝土中的用量为水泥质量的百分之五到百分之七十左右，而外加剂的用量则不超过混凝土中所用水泥质量的百分之五。它们量虽少，但却有着辅助和调节的作用，就像炒菜时的调味品一样，虽然少，却能影响主观材料，发挥不一样精彩。

（二） 混凝土的综合分析

由混凝土的组成材料分析，混凝土自重大、抗拉强度低、施工时受季节影响较大，当然其成本较低、适应性较强、耐久性较好、维护方便。随着世界人口不断地增长，建筑体系和建筑层数都带来了巨大变化，建筑面积增大，形状开始不规则，高层、超高层增多，这使混凝土的缺点在发展中日益突出，如何推陈出新发展混凝土成为重中之重。

二、混凝土在新材料上的运用发展

（一）钢筋混凝土

钢筋混凝土的出现打破了混凝土“肥头大耳”的局面。钢筋是钢材通过热轧或冷拔所形成的的一种材料，它具有较大的抗拉强度和抗压强度，其线膨胀系数为1.2x10/℃，与混凝土的线膨胀系数1.0～1.1x10/℃相近，故它能与混凝土具有良好的黏结作用;钢筋表面有月牙肋和等高肋，加大了混凝土与钢筋之间的摩擦力，使二者结合更加紧密。同时钢筋与混凝土的结合达到了优势互补，以钢筋的较大的抗拉强度弥补了混凝土的抗拉强度不足达到共赢，并广泛的运用于当代的建筑工程中。二者结合也大大的改善了混凝土在建筑工程中的受力特点，缩小了梁柱截面，使混凝土在建筑工程中的运用更加灵活、多变，使建筑的造型也日新月异。

（二） 轻骨料混凝土

混凝土自重较大，一直是笨重的代表，因此很多非承重结构一直都避开用混凝土来浇筑，同时较大的自重也决定了其结构跨度不能太大，不然笨重就会显现的较为明显。混凝土的组成材料中，骨料占到混凝土质量的70%～80%，其大部分重量也来自于骨料，不在骨料上做任何的突变就意味着它与历史不远了。介于这样的思路，有的人就用陶粒和泡沫的等一些轻质的骨料来代替原来的骨料砂和石，在其组成材料上作出了新的突变，改变了混凝土的命运，使“肥头大耳”与混凝土的关系不再密切。

（三） 沥青混凝

一直以来，水泥都以混凝土组成材料的胶凝材料出现。而以水泥作为胶凝材料形成的水泥混凝土广泛的用于建筑工程、水力水电工程、道路工程等，使用过程中也凸显了很多问题，以道路路面工程中问题最多。水泥路面为刚性路面不能减振，在地基不均匀沉降变形下，附加应力集中，易脱空、产生断裂破坏，对不稳定路基适应性较差，长时间使用容易风化，

造成使用性能降低。为了解决这一问，通过对混凝土组成材料的突变，出现了沥青混凝土路面，它解决了水泥混凝土路面不减振，舒适性差及对不均匀地基适应性差的特点，大大的拓展了混凝土的适用范围，为混凝土的革新带来了不可估量的影响。

三、新材料的发展

（一）市场形势分析

在当今这样一个工业化的时代，各种材料层出不穷，如何在经济飞速发展的今天优胜劣汰，脱颖而出，成为这个时代的神话。新材料出现与发展在这个大的时代背景下凸显的尤为重要，且新材料的创新步伐日益加快，竞争也日益激烈，新材料的发展也必将成为未来各个行业竞争的焦点。同时新材料的发展是现代科学技术的发展，也是生产水平和人民生活水平提高的重要保障，因此发展新材料势在必行。

（二）新材料发展的思路与方向

新材料在乎一个“新”字，那如何在原有材料的基础上“创新”、“推陳出新”？以混凝土的发展与创新来看，发展新材料一方面：工程中的很多材料的部分性质相近或者相似，但某些性质却较为突出，就可以考虑以优势互补、共赢为思路将其结合，以求能诞生新材料;另一方面：每一种材料都有很多元素或物质组成，以其组成成分为基础加以创新和突变，通过改变或者更换材料的组成成分，发展和引导新材料的出现。随着生产力和人们生活水平的提高，要求新材料的发展品种更加丰富，而且还要求其具有轻质高强、绿色环保、节约能源、经久耐用等功能性质，因此在发展新材料的同时应统筹兼顾、与时俱进，合理利用现有资源创造和发展。

作者简介：高正平  男  云南省曲靖市  汉族  工作单位：  云南城市建设职业学院，学历：本科  职称：助理工程师  研究方向：土木工程。