浅谈新型混凝土材料在土木工程领域中的应用李长岭

发表时间:2020/5/11   来源:《工程管理前沿》2020年3月6期   作者:李长岭
[导读] 本文主要介绍了高性能混凝土、活性微粉混凝土、纤维增强混凝土、智能混凝土、碾压混凝土以及其他混凝土在土木工程中的应用。
        摘要:本文主要介绍了高性能混凝土、活性微粉混凝土、纤维增强混凝土、智能混凝土、碾压混凝土以及其他混凝土在土木工程中的应用。
关键词:混凝土、应用、土木工程
        1.高性能混凝土
        自1980年以来,一些西方国家已逐渐开展对高性能混凝土的研究和应用,使得混凝土迈入了新兴的高科技行列,引起了全球材料界以及工程界的关注。许多国家把高性能混凝土当作是跨世纪新材料来进行探索和运用,使得混凝土成为当时研究以及应用中的一个重要对象。高性能混凝土的优势主要表现为:(1)因为高性能混凝土的强度达到60Mpa到100MPa,超高强可以超过100MPa的特性,这样就使得混凝土结构的尺寸大小大大缩小了,进而降低结构自重以及对地基的荷载,减少材料的用量,提高使用的空间,最大程度上使得工程造价有所减少。(2)因为高性能混凝土有着较高的工作性,能够降低施工中的劳动强度,节省施工的消耗。(3)高性能混凝土的高耐久性可提高对较差环境中的抗御性能,增加建筑物中的运用,降低维修费用和对环境造成的作用,有明显的社会以及经济利益。因为高性能混凝土的优良特性,所以,在这十几年来全世界范围内获得了广泛的应用。例如:法国若尼大桥、加拿大拉罗汉蒂那大厦、挪威北海石油钻井平台等都是采取了高性能混凝土。而我国上海的南浦大桥是由154米的主塔、杨浦大桥208米的主塔采取泵送一级高性能混凝土,还可以把高流态混凝土泵用于350米高的上海东方明珠电视塔上,而像北京西客站、京津唐高速公路和其它高层建筑都是采取了高性能混凝土。
2.活性微粉混凝土
活性微粉混凝土,指的是一种具有超高强度的混凝土,其每单位的抗压强度可为200MPa到800MPa,其抗拉强度为25MPa到150MPa,其断裂每平方可达到30kJ,单位的体积质量每立方可达到2.5t到3.0t。对于一般混凝土上成为活性微粉混凝土的重要对策是:(1)缩小颗粒中的最大范围,改良混凝土的均匀性。(2)对微粉和极微粉材料进行使用的过程中,需要成为最优的堆积密度。(3)增放钢纤维来保证其延性。(4)减少混凝土用水量,运用非水化水泥颗粒当作是填料,来加大堆积密度。(5)在硬化中需要进行加压和加温等举措,使其实现较强的强度。一般混凝土的级配曲线具有连续性,而活性微粉混凝土的级配曲线是没有连续的台阶形曲线,其骨料粒直径是比较小的,几乎相等于水泥颗粒的尺寸。而在这方面的运用,加拿大的Sherbrook已经建造了一座跨度为60米,高为3.47米的B200级活性微粉混凝土的人行摩托车用预应力桁架桥。
        3.纤维增强混凝土
为了可以攻克混凝土的抗拉性能差、延性差等问题,在混凝土中加入了纤维来改良混凝土特性的研究,其获得了一定的发展。相较于承重结构来说,发展较迅速、运用较为广泛的是钢纤维混凝土,主要是用于土木建筑工程的碳素钢纤维以及耐火材料工业中的不锈钢纤维。当纤维长度和长径比在一般尺寸中,纤维掺量就会在1%—2%的范围内,和基体混凝土相较来看,钢纤维混凝土的抗拉强度可提升4到8成,抗弯强度则提升0.6到1.2倍,抗剪强度则提升百分之五十到百分之百,抗压强度则最大可提升百分之二十五。而弹性阶段的变形和基体混凝土性能对比来看,是没有明显差异的,然而可最大程度上提升衡量钢纤维混凝土塑性变形特性的韧性。
钢纤维混凝土是采取一般施工技术,其钢纤维掺量通常为达到0.6%到2.0%。

如果高于这个掺量,会很容易把钢纤维在施工中结团成球,从而直接影响到钢纤维混凝土的质量。在砂浆中对钢丝网和网和网相互之间形成的骨架钢筋所制作成的薄壁结构,是有着较好的抗裂性能以及变形性能的,在造船、水利、建筑工程中的运用较为普遍。就这些年来看,对于在其中加入钢纤维来建设渔船、公路路面、农船等,能够获得更好的增韧以及增强的作用。
        4.智能混凝土
智能混凝土是运用混凝土所构成的改变,对混凝土中一些不好的性质予以改变。比如;高强混凝土的水泥用量是比较多的,水灰比较低,加入了硅灰相关的活性材料,在通过硬化以后,其混凝土的密实度会比较好。然而,高强混凝土在硬化的前期,是有着显著的自生收缩以及其孔隙率是比较高的,很容易就会发生开裂等现象。在处理这些问题时,最主要的办法就是,用掺量为百分之二十的预湿轻骨料来作为骨料,进而使得在混凝土内部可以成为一个“蓄水器”,使得混凝土可以取得高效性的潮湿养护。这样加入“预湿骨料”的办法,能够使混凝土的自生收缩大为下降,减弱了微细裂缝的数量。高强混凝土的另一个问题就是良好的密实性所引发的防火性能得到下降。这就是因为在碰到高温时,砂浆中的自由水以及化学互相结合水变成了水气,然而,不可以从密实的混凝土逸出,进而变成气压,致使柱子的保护层剥落,最大水平上降低了柱的承载力。处理这个问题的另一种办法就是在每方混凝土中加如2千克的聚丙烯纤维,在高温状态下,使得纤维熔化,变成了能使水气从边界区逸出的通道,降低了气压,进而避免了柱子的保护层剥落。
        5.碾压混凝土
碾压混凝土发展的较为迅速,经常运用于大体积的混凝土结构(比如:水工大坝)、公路路面、工业厂房地面和机场道面当中。
用于碾压混凝土结构施工的浇筑机具和一般混凝土是不一样的,需要平整运用推土机,振实用碾压机,中间解决用刷毛机,切缝用切缝机。在整体的施工过程当中,其机械化水平往往是比较高的,施工效率也是比较高的,可加入较多的粉煤灰。和一般混凝土相较来说,浇筑工期可减少1/3到1/2,用水量可降低百分之二十,水泥用量可降低百分之三十到百分之六十。碾压混凝土中的间层抗剪特性是被用来修建混凝土高坝的核心。在公路、工业厂房地面等大面积混凝土的建筑工程当中,采取碾压混凝土,或在碾压混凝土中继续加入钢纤维,是变成钢纤维碾压混凝土,则其力学特性和耐久性是能够进行进一步完善的。
        6.其他混凝土
        除此之外,紧跟着目前工业的快速发展,还出现了很多种类的混凝土,比如:树脂混凝土、耐磨混凝土、喷射混凝土、快硬混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土、耐碱混凝土、沥青混凝土、压浆混凝土、水工混凝土、压轧混凝土等。这样的新型混凝土有着自身的独特性,且应用在不同的有关工程当中。
        7.总结
总而言之,就现在来说,随着环境保护观念深入人心,越来越多的人们重视可持续发展战略,所以,新型混凝土材料需要不断的与时俱进,寻找更加绿色的能源,从而促进在土木工程领域中的应用。
参考文献:
[1]彭明雪.浅谈FRP材料在土木工程加固领域中的应用[J].科教导刊,2013.23 (4):18-20
[2]黄孝平.新型混凝土材料在房建工程中的应用-以HPC为例[J].才智,2013.76 (12):186-187
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: