新型混凝土材料在土木工程领域的应用探究

高亚丽

（山西旅游职业学院，山西 太原 030031）

1 新型混凝土材料

新型混凝土是指在传统混凝土的制作过程中加入矿物质、化学纤维等成分，按照合理比例搭配混合而成，加强了传统混凝土的材料性能，包括纤维混凝土、活性微粉混凝土、高性能混凝土、碾压混凝土，具有很全面的优点。例如，普通混凝土材料由于性能一般，通常在土木工程建设中需要搭配钢筋使用，才能抵抗混凝土结构巨大的抗压拉应力。但由于钢筋的造价较高有些施工企业单位为了节约材料成本，往往会减少钢筋的使用或者使用质量、价格较低的钢筋，这必然会对工程质量造成很大的影响，埋下了质量安全隐患。随着近年来新型混凝土材料的研发，玻璃纤维可以达到钢筋的性能要求，使得纤维混凝土的抗拉强度提升，而且玻璃纤维的生产成本相比钢筋要低很多，因此纤维混凝土被普遍用于工程建设中。新型混凝土的出现和应用，促进了土木工程的高速发展，同时新型混凝土材料也会不断更新发展。

2 新型混凝土材料在土木工程领域中应用的必要性

新型混凝土就是在普通混凝土的发展中加强的升级版材料。新型混凝土材料在实现环保节能等社会效益方面的发展具有促进作用，在降低土木工程项目的建设成本的经济效益上有着巨大贡献，同时，在增强混凝土材料的抗压抗损方面具有绝对优势，有着巨大的发展潜力。随着社会的快速发展，人们的生活逐步提升，对于土木工程建设的性能要求也越来越高。为了应对工程质量面临的这种严峻考验，人们不断研发推出新型混凝土，并且向着更高强度、更久耐性、更利工程等良好趋势发展，这对于延长工程寿命、降低工程成本以及绿色发展具有重要意义。根据土木工程的不同类别，合理选择所需要的新型混凝土材料，有效提升土木工程的整体质量，对于优秀品质工程建设和土木工程行业的可持续发展具有深远影响。我国倡导绿色经济，要求经济建设必须要遵循资源节约型、绿色环保型的要求，科技也正在高速发展，将来对于材料的要求也越来越高，新型混凝土的应用是必然的。

3 不同种类的新型混凝土材料在土木工程中的实际应用

3.1 低强混凝土的实际应用

在土木工程领域中低强混凝土的使用较为普遍，而它的制作工序也相对简单，主要是对材料在泵送性、保水性、坍落的伸展度等方面的特质深入研究。例如，有些混凝土产商在生产过程中考虑用矿碴微粒、煤灰细粉和低浓度优质水泥，对其进行科学全面的分析，然后做好比例进行综合和搭配。这样的做法有很多实际例子，上海的长江隧道就是运用了这种新型混凝土材料制作的盾构基座，后来也验证了这种构造极其成功。因为盾构切削和生产条件要满足早期已经做出明确规定的制作和搭建要求，同时也要满足早强型和非早强型两种不同类型的物质配比要求，所以配合比中的含水量必须可以随时适当调控，但是由于没有使用粗骨料，其中重要原因就是添加了粗骨料之后容易受到用水量的影响，由此导致有些工程表面出现了非常不稳固的离析情况，从而造成破裂损坏的后果。

3.2 活性微粉混凝土的实际应用

活性微粉混凝土的抗压抗拉强度要远高于高强混凝土，其每立方米的抗压强度达到200～800MPa，同时它的抗拉强度能够达到25～150MPa，即使断裂后每平米可达30KJ。活性微粉混凝土的制作方法大致分为三步：首先要把颗粒的范围尽可能地缩到最小，同时也需要注意改善混凝土的均衡性；其次，在使用微粉或者极微粉材料期间，要坚持保证堆积密度最优性的原则；再次，可以适当加入钢纤维，保证材料的延展性，与此同时，合理降低混凝土的用水量，可以把水泥颗粒作为基本填充料，便于堆积密度的不断增加；最后，在材料硬化的过程中，应当提高压强和温度来实现混凝土整体强度的提升。一般来说，传统混凝土的级配曲线大都是连续性的，而活性微粉混凝土却和普通混凝土的曲线截然不同，它并没有连续性，而且其中骨料粒的直径比较小，大概和水泥颗粒的尺寸一致。

3.3 碾压混凝土的实际应用

碾压混凝土被普遍用于大体量建设结构以及公路路面等建设领域，而且它的发展较为迅速。在碾压混凝土结构的具体施工过程中所使用的浇筑机器和普通混凝土使用有所差别，它要求在平整环节中需要使用推土机来操作，在切缝环节需要使用切缝机。碾压混凝土的使用比较依赖于高水平的机械化，但相应也大大提高了施工效率，也可以加入粉煤灰等辅料。从优势分析，实际浇筑所耗费的时间可以减少一半左右，并且可以节省20%的用水成本，同时也可以减少30%～60%的水泥使用量，极大地节省了相关材料成本。另外，有些水坝水渠等水利工程的建设中，也运用了碾压混凝土施工。

3.4 纤维增强的智能混凝土的实际应用

在普通混凝土中加入纤维成分可以克服传统混凝土抗压抗拉性能差的弊端，也可能产生一些意想不到的使用效果。在混凝土中加入一些功能性的物质，可以提升混凝土的绿色环保功能。常见的智能型混凝土材料有钢纤维混凝土、碳纤维混凝土、耐碱玻璃纤维混凝土、光纤传感混凝土、净化空气混凝土、温度自控混凝土等几种类型。其中，钢纤维混凝土广泛应用在建筑承重结构中，与普通混凝土相比，钢纤维混凝土在拉伸、弯曲、裁剪和压制等方面有着很大强度的提升。碳纤维由于其自身的导电性、弹性等特质，碳纤维的融入极大地提升了混凝土材料的强度和韧性，改变材料传统的物理性能，同时也可以当做传感器来反应自身受力情况与内部损坏。这个特质，可以对建筑物结构中的内部环境变化实时监测，也可以将其应用到住宅和养殖场建筑的电热结构中。

3.5 高性能混凝土的实际应用

现在世界上很多国家都把高性能混凝土作为主要的建筑混凝土，并逐步对其展开深入研究。它的主要优势在于几个方面：一是高性能混凝土的轻度较小，而超高强度混凝土因为承载过高的强度，其混凝土结构尺寸也会相应缩小一定比例，同时结构自重也会逐渐降低，材料使用量也会相应减少，整体工程造价必然会有所减少；二是因为高性能混凝土的优质性能，施工期间的劳动投入会逐渐减少，这在很大程度上为工程成本节省了很多消耗量；三是高性能混凝土具有卓越的耐久性，即使在恶劣环境下也具有很强的适用性，可以有效降低后期维修投入，减小对环境的影响，提升经济效益，这使得高性能混凝土越来越被广泛使用。

3.6 其他混凝土材料的应用

目前，为了满足工业发展的需求，也出现了很多新类型混凝土材料。例如，树脂混凝土、喷射混凝土、沥青混凝土、耐磨混凝土、升浆压浆混凝土、水工混凝土等。随着社会工业的发展，越来越多具有独特性的混凝土材料将会接连问世，被应用到具体的不同领域工程中。

4 结语

综上所述，当前社会越来越倡导绿色可持续发展和生态环境的保护，其对土木工程的建筑材料的要求也会越来越高，新型混凝土材料在土木工程中的作用日益彰显。在此背景下，对于新型混凝土的广泛应用要有深刻的认识，有必要投入大量的时间、物力、财力去研发新型混凝土材料，多引入先进的技术和设备，致力于研发更全面更经济更绿色的新型混凝土材料并可以广泛应用到每一个领域中。只有全面提升混凝土的性能，才能提升建筑工程的整体质量和使用寿命，进而促进土木工程建设进一步发展，促进社会经济的稳定绿色可持续发展。