浅谈几种常见新型建筑工程材料

张永刚

摘要：建筑工程的发展离不开工程材料，建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础，而新型材料的出现又是新材料出现的驱动力。本文对几种常见新型建筑工程材料做一浅述。

关键词：高强度钢筋，新型混凝土，高强高性能混凝土 ，目标措施

中图分类号：TU198文献标识码： A 文章编号：

近年来，工程材料的发展可谓空前活跃，在高强度、轻质、高耐久性、绿色环保等方面都取得了长久的进步。目前，国内建筑工程实际应用的混凝土强度和钢筋强度均低于发达国家，结构安全度总体比国际水平低，但材料用量并不少，为提高材料的利用率，建筑结构材料强度宜适当提高。因此，近年来，高强度的建筑材料结构材料不断涌现，所取得的经济社会效益明显。

一、新型钢材

在传统工程中，钢材主要是用于钢筋混凝土工程中的钢筋，现在也包括许多钢结构工程中的用钢。

钢材的高强度化、高耐久性，成为钢材技术的主要发展目标。其使用不但有利于节省钢材，提高材料利用率和结构安全程度，而且在经济上也有较大优势。目前，欧洲国家发达地区钢筋的级别已达到500MPa，且780MPa级的钢材也在积极推广。

高强度钢筋

国内现状：HRB335级（II级）钢筋使用量超60%，HRB400级（III级）钢筋使用量约30%

国外现状：发达国家400～600MPa级钢筋使用量超95%

钢筋高强化意义：节约资源，提高效率

HRB335→HRB400，理论上节约用钢16.67%

HRB400→HRB500，理论上进一步节约用钢14.53%

钢材的改进

1.纵向受力普通钢筋宜采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋，也可采用HPB300、HPB335、HRBF335、RRB400；

2.梁、柱纵向受力钢筋采用HRB400、HRB500、HRBF400、HRBF500钢筋；

3.箍筋宜采用HRB400、HRBF400、HPB300、HRB500、HRBF500钢筋，也可采用HRB335、HRBF335钢筋；

4.预应力筋宜采用预应力钢丝、钢绞线和预应力螺纹箍筋。

新规范（GB500102010）提出了“优先使用400MPa级钢筋，积极推广500MPa级钢筋”。但还是落后于西方发达国家。

二、高强高性能混凝土

混凝土工程是钢筋混凝土工程中的主要部分，它的施工质量好坏将直接影响钢筋混凝土结构的承载力、耐久性与整体性。

混凝土最终应具有足够的均匀性、完整性和整体性，符合设计要求。

吴中伟院士在综合国内外各种论点和研究的基础上，对高性能混凝土提出如下定义：

高性能混凝土是一种新型高技术混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上采用现代混凝土技术制作的混凝土。

高性能混凝土是近年来混凝土材料发展的一个重要方向，所谓高性能：是指混凝上具有高强度、高耐久性、高流动性等多方面的优越性能。从强度而言，抗压强度大于C50的混凝土即属于高强混凝土，提高混凝土的强度是发展高层建筑、高耸结构、大跨度结构的重要措施。采用高强混凝土，可以减小截面尺寸，减轻自重，因而可获得较大的经济效益，而且，高强混凝土一般也具有良好的耐久性。我国己制成C100的混凝土（已有文献报道）。

国外在试验室高温、高压的条件下，水泥石的强度达到662MPa（抗压）及64.7MPa（抗拉）。在实际工程中美国西雅图双联广场泵送混凝土56d抗压强度达133.5MPa。

针对不同用途要求，高性能混凝土对下列性能有重点地给予保证：耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性、经济性。为此，高性能混凝土在配制上的特点是低水胶比，选用优质原材料，并且除水泥、水、集料外，必须掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂。

高强高性能混凝土主要技术内容

1.预拌混凝土的应用技术。加强搅拌站的技术改造，以适应现代混凝土拌制的要求。改造的重点是采用先进的搅拌设备和可靠的计量装置。搅拌站应逐步做到机械上料、计算机计量控制和管理；选用强制式或倾卸式搅拌机；应用散装水泥，并有外加剂和超细活性掺合料的贮存和加入装置；要有与企业资质相适应的实验室，以满足各种性能混凝土配制和拌制的要求；有污水处理和回用装置，严格控制粉尘、噪声和水质的污染。从工艺、材料和设备上采取有效措施，提高混凝土的耐久性，降低混凝土拌合物成本。

2.应用当地材料，配制多种性能要求的高强混凝土。继续提高C50、C55、C60级的高强混凝土的应用比重，切实解决工程应用中匀质性、不透水性、低收缩性和可泵性的要求，并相应提高其耐久性。扩大C70、C80级高强混凝土的工程试点；开发配制C100级高强混凝土，并应用于试点工程。

3.开发应用超塑化剂。超塑化剂又称高性能外加剂，必须具有高减水率和良好的保塑性能。减水率应不低于25％，120min坍落度损失不大于20mm。同时，也应严格控制氯离子含量与总碱量，以及对水泥适应性的要求。在混凝土主要组成的水泥、砂、石、掺合料用量不变，新拌混凝土坍落度、流淌性等要求不变的情况下，采用超塑化剂取代一般高效减水剂配制的混凝土用水量可进一步降低，28d强度再高出10％以上，混凝土耐久性也相应改善。

4.开发应用超细活性掺合料。超细活性掺合料不仅改善混凝土中的亚微观结构，提高粗骨料与砂浆之间的界面强度，而且可充填混凝土内部的毛细管，起到增强和密实的作用。超细活性掺合料是由工业废料（硅灰、超细矿渣、粉煤灰、沸石粉或其他工业废渣）经磨细加工而成，一般比表面积应不低4000cm2/g。应用超细活性掺合料，不仅可改善混凝土性能。而且还可节约水泥。

5.开发应用高性能混凝土。结合工程需要，制订性能指标，应用超塑化剂和超细活性掺合料，配制各种高性能混凝土。当前工程中应用的自密实混凝土、补偿收缩混凝土，都属于高性能混凝土，应扩大在工程中推广应用。

目标与措施

发展预拌混凝土仍应遵循“巩固东部，发展中西部”的方针。全国每年仍以不低于15％的幅度递增；2000年产量达到4000万立方米，2005年达到7000万立方米。全国城市预拌混凝土产量达到占现浇混凝土总量的20％。部分大中城市的预拌混凝土产量不低于现浇混凝土总量的60％，并在技术和质量上达到或接近经济发达国家的水平。各地建设行政主管部门要加强对搅拌站的监督和管理，建立与本地区条件相适应的混凝土配合比设计标准，提高混凝土拌合物质量，并在政策上给予必要的支持。

大中城市普及C60级以下高强混凝土的工程应用，扩大C60级以上高强混凝土的技术试点，切实解决C80级以下高强混凝土的应用技术。开发性能更佳的超塑化剂和超细活性掺合料，形成工业化生产规模与市场供应体系，有效的降低水泥用量，改善混凝土性能。

三、建议

1.建议国家强制推行高强度钢筋和高强高性能混凝土，以期达到降低成本、节约资源、提高建设工程质量，和良好社会经济效益。

2.建议将水泥标准过度到混凝土标准，用特种混凝土取代特种水泥，特种混凝土包括低热混凝土、抗碱集料混凝土、抗化学腐蚀混凝土、不收缩微膨胀混凝土、膨胀混凝土、抗冻混凝土。

3.我们一定要为提高工程的耐久性，加强基础理论学习研究，以达到既要快速发展又能节约资源、能源、保护环境而可持续的发展。

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