浅谈新型混凝土材料在土木工程领域的应用

王瑞 李福忠

1.广东麦兴建设工程有限公司 山东济南 250000

2.山东亿能工程设计有限公司 山东济南 250000

近些年来，混凝土材料在项目建设中被广泛的应用，由于成本低廉的特性，也使得其成为了企业工程项目中首选的重要材料之一。此外，随着我国经济实力和科技水平的不断增强，混凝土材料的种类也越来越多，其质量和性能也在不断地优化，这也使得混凝土在工程建设领域中的应用范围变得更加广泛。

1 混凝土的基本概念

1.1 混凝土的概念

混凝土简称为砼，是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常情况下，土木工程施工过程中所使用的普通混凝土是指以水泥为主要胶凝材料，并与水、砂砾、石子等材料（必要时加入矿物掺合料以及化学外加剂）按照适当比例配合，然后经过搅拌、密实成型、养护硬化等步骤而形成的一种人造石材，因此也常被称为三合土。另外混凝土的强度等级是以立方体抗压强度标准来进行划分，我国将普通混凝土的强度等级划分为14级，分别为 C15、C20、C25、C30、C35、C40、C50、C55、C60、C70、C75以及C80。目前，混凝土材料已经被广泛应用于土木工程行业领域中，其优点是成本低、原材料丰富、强度高、耐久性好且具有良好的可塑性。而其缺点就在于混凝土自重大、属于脆性材料[1]。

1.2 新型混凝土广泛应用于土木工程领域的必然性

现如今，随着社会的快速发展，人们的生活水平逐渐上升，对土木工程建设的质量也提出了更严格的要求，但是，传统混凝土材料的性能与质量已无法满足工程项目的质量与用户的需求，为此，新型混凝土材料应运而生，它可以说是在传统混凝土的基础上进行升级而形成的，但与传统混凝土材料相比更加环保节能，对企业效益的发展也有着巨大的促进作用，并且极大程度地提高了传统混凝土原有的抗压抗损优势。因此，在未来新型混凝土材料广泛应用于土木工程领域的趋势是必然的[2]。

2 新型混凝土材料在土木工程中的应用

2.1 活性微粉混凝土

该混凝土材料的强度极高，单位抗压强度在200-800Mpa，抗拉强度为25-150Mpa。这种类型的混凝土容重为2.5-3t/m3。为了将普通混凝土转化为活性微粉混凝土，首先必须降低粒径的范围，并提高混凝土的均匀性；其次，当使用微粉和非常细小的粉末材料时，必须确保其堆积密度达到最优；最后，在硬化的过程中，应使用加压和加热等方法来增加混凝土的强度。普通混凝土的级配曲线是连续的，但是活性微粉混凝土的级配曲线不同，而且骨料粒的直径较小，与水泥颗粒的大小差不多[3]。

2.2 智能型混凝土在土木工程领域中的应用

所谓智能型混凝土并不是真的将传统的混凝土材料改变成为具有智能化效果的工程材料，而是通过在传统混凝土的组成成分中加入适当比例的化学添加剂或某些智能性的添加剂，从而能够在一定程度上提高混凝土的部分性能，并可以优化其在土木工程建设过程中的应用效果。目前，我国最成功的智能型混凝土材料就是具有净化空气、环境调节、绿色生态等性能混凝土材料，这种混凝土不仅能够有效地减少钢筋对环境的威胁和破坏，而且能够实现绿色环保、净化空气的效果[3]。

2.3 高性能混凝土

目前，高性能混凝土已得到了许多国家的重视，已作为一种新型材料进行了深入的研发。高性能混凝土的优点体现在三个方面：①高性能混凝土具有重量上的优点，不仅可以减小混凝土的结构尺寸，而且可以减少地基的荷载和结构自重，减少施工过程中使用的材料量，扩大可用空间，节省整个项目的成本；②高性能混凝土在工作性能方面有很大的优势，可以减轻施工强度，简化施工过程；③高性能混凝土的耐久性也极佳，能够在恶劣的条件下保持优良的性能，因此在建筑业中得到了广泛的应用，在使用阶段无需花费过多的维护成本，可以减少对周围环境的影响，提高社会经济效益。

2.4 碾压混凝土

碾压混凝土一般用于大体积的混凝土结构或公路路面等领域，并且这种类型的混凝土发展非常迅速。碾压混凝土施工的机械化程度和施工效率较高，与普通混凝土相比，实际浇筑时间可减少近一半，耗水量也能减少20%；另外，水泥的用量可以减少30%以上。在混凝土高坝施工过程中，可以充分利用碾压混凝土间层的抗剪特性[4]。

2.5 纤维混凝土材料在土木工程领域中的广泛应用

纤维混凝土是我国专业研究人员受钢筋混凝土结构和特性的启发而发明出的一种新型混凝土材料，其与钢筋混凝土的区别就在于它采用钢纤维、玻璃纤维、苏伦纤维以及碳纤维等纤维材料来替代钢筋作为混凝土材料的主要成分。以玻璃纤维混凝土为例，其主要结构是由纤维束构成，而纤维束又是由数千根细如发丝的玻璃纤维组成，因此这种混凝土材料的抗压强度要远远超过传统的钢筋混凝土材料，而且成本也比钢筋混凝土的价格要便宜一些。

2.6 纤维增强混凝土

在混凝土中加入纤维可有效解决混凝土抗拉强度和延性不理想的问题。在承重结构中，钢纤维混凝土的发展速度最快，应用的范围也最广，广泛用于土木工程项目中。如果纤维长度与长径比在正常范围内，纤维产量通常为1%-2%。在这种情况下，与基础混凝土相比，钢纤维混凝土的抗拉强度可以提高至少40%，同时还可以提高抗弯曲强度。在纤维增强混凝土的弹性阶段，其变形性能与基体混凝土没有太大的区别，但可以提高其塑性变形的韧性[5]。

3 结语

作为土木工程施工的重要材料，混凝土因其特殊的材料性质而在土木工程项目建设中被广泛运用。但是随着时代的不断发展，人们对工程项目的要求也越来越高，传统混凝土材料的性能已无法满足现代化建设的要求，因此，各种新型混凝土材料随着专业人员的研究而相继产生，这些新型材料对现代化的工程建设起到至关重要的作用，而企业只有对这些新型混凝土材料进行科学合理的应用，才能够有效地促进工程项目的良好发展。