新型混凝土材料在土木工程中的应用

吴海阳

身份证号码： 61052619860810 ****

摘要：混凝土材料自身的造价比较低，在土木工程施工中被普遍应用。同时，随着科学技术的发展，混凝土材料质量也在提高，相应的种类在不断增加，使用范围也相应地扩大。新型混凝土主要就是在既有基础上增加新材料，在土木工程行业的发展中对其有效应用非常有必要。

关键词：混凝土；材料；土木工程

1 传统混凝土材料的应用缺陷

混凝土是目前土木工程中最常使用的建筑材料，虽然在很多物化性能（主要是硬度和强度）方面具有较多优势，但其也存在以下的缺陷。

(1）混凝土在长时间使用过程中会出现各种裂缝问题，造成这种情况出现的主要原因有2点，分别是施工技术和混凝土自身性能不符合建筑设计要求。

(2）混凝土自身抗拉强度以及弹性等性能不足，这样就很难对相应特殊施工需求进行满足，特别是结构较为复杂的设计项目，如桥梁项目。

(3）混凝土自身的耐久性较差，一些混凝土在施工中受到外界环境对其的作用而产生相关病害，例如表面脱落。

2 新型混凝土材料

新型混凝土材料作为普通材料的加强版，相比普通混凝土而言，尽管其有相应的抗压以及抗拉性能，但在混凝土中添加钢筋，也使混凝土结构承载很大的拉应力。

然而，由于混凝土中钢筋造价比较高，施工企业为了降低成本，一般会减少钢筋的使用量，或者降低钢筋的质量，这对工程施工质量有很大的影响。

随着现阶段生产了新的纤维混凝土，对原来的钢筋进行了替代，这样不但可以降低施工成本，还可以提升抗拉强度。

随着新型混凝土材料的出现，对土建工程的发展有很好的促进作用，根据对大量普通混凝土材料应用总结出的经验，将其有效投入实际的混凝土生产中，这样不但可以提升新型混凝土材料强度和耐久性，还可以为土建工程的发展提供相应的支持。

3 新型混凝土材料具体类型

3.1 活性微粉混凝土材料

活性微粉混凝土是1种强度较高的混凝土材料，其有着很好的抗压性能，其抗压强度、抗拉强度分别为200～800 MPa、25～150 MPa，单位体积质量可分别达到30 k J/m2、2.5～3.0 t/m3。

为确保活性微粉混凝土质量良好，合理调整普通混凝土拌制工艺，主要从以下相关方面入手。

(1）对颗粒粒径细化进行改良处理，以此来提升混凝土均匀化程度，并且提升其抗压和抗拉能力。

(2）采用堆积密度优化原则，以此改善材料的性能。

(3）采用科学合理的方式增强处理钢纤维力度，以此提升材料的延展性。

(4）对水量合理调控，尽可能地应用非水化水泥颗粒填料做好处理，以此增大堆积密度。

(5）加强硬化处理，通过增温以及增压的方式提升材料强度。

采用上述处理方法制作的活性微粉混凝土，与常规性的混凝土材料比较，活性微粉混凝土级配时所制备的材料骨料粒径和水泥颗粒尺寸较为接近，能够很好地满足施工需求。

3.2 高性能混凝土材料

高性能混凝土材料最开始由西方国家研究与应用，后期更多的国家不断加强了高性能混凝土材料的探索与研究。

该材料与普通混凝土材料相比较，有以下特点。

(1）强度更高，一般可以达到60MPa，从而将混凝土结构尺寸缩小，降低了负荷以及对于地基的压力，降低成本，对施工效能和使用空间可以提升。

(2）对人工作业难度降低，施工效率提高，降低工作负荷非常有利。除此之外，还有很强的耐久性和适用性，对施工质量可以提升，将后续维修成本损耗降低，将环境所造成的影响进一步降低。

通过上述特点分析可以发现，高强混凝土尽管可以将其密实性提升，但是防火性能降低，这就需要进行聚丙烯纤维材料的增加，以此来对高强混凝土材料密实度以及防火性能提升。。

3.3 轻质混凝土材料

轻质混凝土自身具有环保以及价格低等优点，采用其发泡机制制作成泡沫，并对泡沫和水泥浆进行融合，最终浇筑成型为空隙较多的新型材料。因为这种材料自身的密度比较小，在一定意义上可很好地改善混凝土自重大的缺点。

在高层建（构）筑物中，由于混凝土的自重比较大，在搅拌设计中需对混凝土墙体压力加以考虑，采用轻质混凝土进行填充墙的制作，可降低墙体的自重，从而提高对建筑的承载力。

同时，轻质混凝土在发泡中细密性的空隙比较多，因此其自身的隔声防火以及隔热保温效果良好。轻质混凝土原材料包括粘土陶粒、粉煤灰陶粒、凝灰岩、炉碴、珍珠岩等，除了有人造的轻骨料，还有工业以及天然轻骨料，轻质混凝土自身的特点主要为高强度、抗冻性差和密度小等，所以在土木工程施工中被普遍应用。

3.4 碾压混凝土与纤维增强混凝土材料

碾压混凝土在公路工程以及机场等使用比较广泛，其与常规的混凝土材料相比较，碾压混凝土在实际的应用当中，需要通过相关专业化的浇筑机械进行辅助应用，结合推土机实施平整，碾压机实施压实操作，相对于机械设备的要求是非常的高。

针对碾压混凝土材料，可以在其中进行粉煤灰等材料的融入，能够对施工效率提高，降低施工工期，还可以实现对成本的节约，以此来对工程整体施工效率提升。

纤维增强混凝土中含有的纤维可以对混凝土自身的抗压以及延展性有所改善优化。

针对纤维增强混凝土，可以根据纤维改良剂的区别，其所呈现的性能也有所不同。

纤维增强混凝土在实际的之内过程中需要对相关参数做好合理控制，从而使得纤维增强混凝土的性能符合要求。

尽管纤维增强混凝土中弹性阶段变量和常规混凝土没有太大的差异，但是在实际的使用性能方面有着很明显的优势。

3.5 智能混凝土材料

在混凝土结构中添加砂石以及外加剂等成分，对混凝土结构性能有很好的改善，会呈现出良好的效果。

在混凝土中添加智能和功能性的物质，可以提升混凝土绿色生态功能。

智能混凝土主要有绿色生态混凝土、净化空气混凝土、生物相容混凝土、光纤传感混凝土、电磁屏蔽混凝土、温度自控混凝土、碳纤维混凝土等不同类型。

3.5.1 碳纤维智能混凝土

碳纤维自身有导电性、弹性和强度高等优点，可以有效提升混凝土材料结构强度和韧性，以此转变材料的物理性能，除此之外，还可以将其作为传感器，将自身受力状况和内部损伤及时地呈现出来。对这种材料的应用，可以实时监控建筑环境和内部产生的变化。

3.5.2 光纤传感智能混凝土

光纤传感智能混凝土材料是在混凝土结构中融入纤维传感器，对混凝土受荷载阶段的内部应力和产生的变化进行探测，所以对由于外力造成的变形和裂纹等可以实现监测。对于这种情况，较为显著的案例就是长江大桥的监测系统，采用该监测系统可对桥体内部应变状况做好实时性的监测。

4 结束语

在当前的土木工程施工建设中由于混凝土自身材质较为特殊，应用较为普遍，但随着社会经济的发展，人们相对于工程项目的要求也在不断提升，在现代化建设发展中，传统混凝土材料已经很难符合要求，所以，随之产生多样化的新型混凝土材料，这些新型混凝土材料相对于工程建设有着很重要的作用，相关施工建设企业只有加强对于新型混凝土材料的有效应用，确保其能够在一定程度上将工程建设质量可以提升。

参考文献

[1] 李勇.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].低碳世界，2019,9(6):160–161.

[2] 陈铁锋.新型混凝土材料在土木工程领域中的实践研究[J].中国标准化，2016(17):175.

[3] 巴明辉.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用探析[J].四川水泥，2016(10):12.

[4] 陈平，林沐青.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用分析[J].绿色环保建材，2016(8):2.