新型混凝土的应用现状及发展趋势

邹堰柯

（四川工商职业技术学院，四川 成都 611830）

1 新型混凝土材料

该类材料实际上是基于普通混凝土的加强建筑材料，已经发展出了一系列的类型，具有比普通混凝土更好的性能，而且根据不同环境所需要又增加了一些新的性能特点。比如说，在一般的混凝土材料中，尽管有较好的抗压性能，然而如果将钢筋添加到混凝土之中，所制得的混凝土结构将需要承受非常高的拉应力。因为钢筋通常有比较高的成本，所以负责项目施工的相关企业往往会出于降低整体成本的目的，而降低钢筋用量。甚至还会选择低标号的钢筋，由此必将会极大的影响工程质量。近年来，已经开发出了纤维混凝土，它可采用玻璃纤维束来制备混凝土材料，从而降低钢筋的用量和造价，此外也可显著地提升混凝土的抗拉强度。开发出新型的混凝土材料会使得土建工程领域的材料性能得到长足的进步。在积极地推广和应用新型混凝土的过程之中，不但能够促进材料强度和耐久性，也有助于推动该领域的全面健康发展［1］。

2 土木工程领域中应用新型混凝土材料的必要性

当材料工艺持续地发展完善之后，一系列的新材料被引入到了混凝土材料研究之中，采用新材料来生产混凝土材料通常仅需要比较简单的制备工艺，一般是将特定化学物质、纤维及煤炭颗粒等添加到之前的混凝土结构之中，再按比例进行混合，从而得到新的混凝土材料种类。新型混凝土材料通常为环保节能的材料，很好地契合我国的可持续发展战略，在当前全球倡导节能环保的大背景之下，该类材料的研究和应用备受瞩目。而且，其广泛应用必将显著地降低土木工程的施工费用，使材料获得更高的抗压及抗拉方面的力学性能。现阶段，该领域正在朝高质高强的方向发展，而且材料也将有更多的性能特点及更高的耐久性，在持续提升其质量的前提下，将会进一步促进建筑物整体性能的增加。目前，世界各国均大力地推动环保及节能措施的应用，所以可以预计，在未来的一个较长时期里，新型混凝土材料将会有更加广阔的发展［2］。

3 新型混凝土材料在土木工程中的实际应用

3.1 智能混凝土材料的实际应用进展

在混凝土制备中加入各型添加剂和普通混凝土构成中的粗骨料和细骨料相结合将会促进性能的明显增加，而且还会带来一系列新的性能。如果将功能型或是相关物质（通常是粉煤灰等活性矿物质）添加到混凝土之中，将会获得绿色生态功能。举个例子，智能混凝土材料通常涵盖了碳纤维、温度自控、光纤传感、以及绿色生态等各种类型的混凝土材料。此处将会详细地介绍光纤传感以及碳纤维等两类混凝土：

1）碳纤维混凝土。由于碳纤维具有良好的强度性能、弹性以及导电性能等，所以如果在水泥基体中将它加入进去，将会促进混凝土材料力学性能的全面提升，其物理性能也会得到进一步改善，而且它也可被用作传感器，以将材料内部的损伤情况和受力实时地体现出来。从而能够有效地监控建筑物内部的环境条件改变，而且也可用在机场跑道等领域之中。目前，也有一些文献报道将该类材料用在养殖场和普通居民住宅所用的电热结构之中。

2）光纤传感混凝土。该材料所指的是在混凝土结构之中加入了纤维传感器，从而实现对处于受力阶段时混凝土的各类变化（包括其应力等）进行有效监测，此外，采用该类材料也可实时性地监测外力所致的裂纹及变形等。典型的案例就是安装在长江大桥之上的监测系统，它可以精准地监测长江大桥内部的具体应力应变情况［3］。

3.2 轻质混凝土材料的实际应用进展

该类混凝土的优点为具有较低的成本，且保护环境，能耗较低。该类材料利用了发泡机来获得所需的泡沫，将水泥浆与泡沫混合了，再进行浇筑，由此获得了具有大量孔隙的混凝土材料。这种混凝土自重和保温性能将得以改善。对于高层建筑的施工来说，所用的混凝土材料通常有比较高的自重，所以在进行搅拌过程中需充分地考虑墙体所承受的压力大小，如果以轻质混凝土此材料来作为建筑物的填充墙，将会使墙体本身有更小的自重，促进建筑物整体承载力的显著提升。而且，在该类材料的发泡阶段，将会形成大量的细密空隙，所以它需具备一定的隔热及隔音功能，以更好地保温和防火。它所用的原材料通常比较广泛，包括了珍珠岩、炉渣、凝灰岩以及粘土陶粒等。在应用了该类材料之后，不但使混凝土自身的重量显著降低，还极大地减少了钢材的用量，使工程造价明显降低，提升了经济效益。

3.3 低强混凝土材料应用

该类材料在土木工程建设项目中用得比较多，它仅需要比较简单的工艺即可制备。首先要深入地分析材料的保水性、泵送性和坍落度等，比如说，在进行生产的时候，厂家可选择高质量水泥，再展开深入的计算和分析，合理地得出材料配合比。如上海市的长江隧道其基座主要就是采用该类材料，其应用效果是非常理想的。因为需充分考虑到非早强型/早强型的合理配比，盾构切削和具体生产条件等一系列的因素，所以需合理地控制用水量，然而它并未采用粗骨料（它会影响到用水量），引起界面的不稳定现象，有时候还会导致表面区域发生泌水离析等问题［4-5］。

4 发展趋势

目往，新型混凝土材料的研究正引起更加广泛的关注，且已经开发了一系列的新类型。一些混凝土材料不但具备了良好的耐久性和强度性能，还会在添加剂的作用下带来一些附加的性能。因为其性能优异，所以被认为将来该领域的重点方向。目前，世界各国均大力提倡节能环保的理念，所以该类材料也朝着绿色环保的方向发展。一方面以各类生产废料来用作其原材料，尽可能降低对环境的污染和提高废物再利用率。另一方面，混凝土材料自身特性又因为添加剂和混合物得到显著的提高，从而促进工艺的技术含量水平提升，实现更高的材料耐久性及强度性能。此外，本领域的从业人员也要进一步增强绿色环保方面的意识，持续地推动新型混凝土的研究和发展。