智能混凝土材料在建筑施工中的应用

汪玲玲

摘 要 社会主义的发展带动了科学技术的进步，建筑行业也因此迅速发展起来。随着环保观念的深入人心，人们对于建筑施工的要求也逐渐走绿化环保的道路。建筑企业为了降低建筑成本，增加经济效益，也不得不改变自己的施工方式，运用新型的节能材料进行建筑施工。这不仅让建筑物起到了“低投资、低消耗、高效率”的作用，更是推动了整个建筑行业的不断进步。智能混凝土作为一种新型材料，在建筑施工中受到了广泛的应用。

关键词 智能；混凝土；应用

1.智能型材料的定义与特点

智能混凝土是智能型材料的一种，目前正被大力运用于建筑的施工过程中。智能混凝土的形成是在混凝土原有的组成部分上添加一些复合智能型部分，让混凝土具备了自感知、自记忆、自适应、自修复等多种特点的多功能型材料。智能混凝土由于具备多种功能，因而可以对混凝土材料内部的损伤进行准确地预报，为混凝土的安全检测提供必要的条件，这就消除了混凝土结构内部潜在的脆性破坏。如果混凝土内部出现问题，也能根据检测后的结果进行自动修复，对提高混凝土的安全性和耐久性很有帮助。

智能型混凝土归根到底是将自感知、自记忆、自修复、自适应等各种能力集中于一身的新型建筑材料，是建筑材料多种功能的综合。尽管我国的科学技术水平没有达到很高的境界，自主生产制造智能型混凝土还比较困难，但是通过国外引进和自主研究等途径，近几年损伤温度自调节混凝土、自诊断混凝土、仿生自愈合混凝土等品种的智能混凝土陆续被引进使用，为我国智能型混凝土的发展开辟了广阔的前景。

2.智能型混凝土的具体分类

2.1 仿生混凝土材料

是由无机物与有机物相结合后出现的一种复合材料，由纤维网表面大量的有机与无机物相互穿插粘结而成。仿生混凝土是把用磷酸钙水泥为基体材料，然后加人多孔的编织纤维网进行组合。水泥使用时需要经过水化和硬化过程，使引发剂与单聚物聚合成高聚物，改善了混凝土的性能结构。

2.2 损伤自诊断混凝土

压缩性和温敏性是自诊断混凝土所特有的自感应功能，传统的普通混凝土不具有自感知功能的。在混凝土的基本材料中加入其它材料组分会让混凝土具备自感应的功能。常用的材料组分有：碳类、聚合类、光纤和金属类等。碳纤维智能混凝土和光纤传感智能混凝土是损伤自诊断混凝土的代表。

2.3 自修复智能混凝土

裂缝是混凝土常见的问题，很多混凝土结构在施工使用过程中存在不同程度的裂缝。空气中的CO2、酸雨和氯化物等可以通过裂缝进入到混凝土内部，对混凝土造成碳化、腐蚀的损坏，破坏了正常的使用功能，自修复混凝土具有较强的自动修复能力，好符合了这种需要。

2.4 自调节智能混凝土

电力效应和电热效应是自调节智能混凝土所具有的性能，如果出现台风、暴雨、地震等自然灾害时，普通混凝土就无法承受。智能混凝土能自动调整自身的承载能力，在混凝土其内部加入具有驱动功能的组件材料能实现自我调节，增加承载能力。

2.5 自愈合混凝土

向混凝土材料中加入含有粘结剂的胶囊，当混凝土出现裂缝时，胶囊中的粘结剂就会流入裂缝中，对混凝土裂缝进行自动修补。这是模仿了生物组织，当受到创伤时生物能过自动分泌出某种物质自动愈合。将粘结材料和基材进行复合，能使混凝土材料具备再生功能。

3.新型材料应用于建筑施工

智能混凝土的产生既是时代发展所需，也是建筑技术进步的途径。智能型混凝土因为具备多项建材使用功能，既符合建筑行业发展的需要，又能起到节能环保的作用。随着建筑施工技术的发展，智能型混凝土必将在建筑施工中被广泛应用，具体表现在以下几点：

（1）实时监控。在施工过程中可以先选择形状、尺寸和掺量比较合适的短切碳纤维，然后把选择好的碳纤维加入到混凝土材料中来提高混凝土的强度、韧性耐久性和物理性能。这样的施工方法可以增加混凝土能够自感知内部的应力、应变和操作程度等功能。加上碳纤维混凝土具有温敏性[4]，对温度能够产生较准的感应，一旦混凝土内的碳纤维含量到达一定程度时，其温差电动势率就会增大，提高了混凝土的敏感性，施工过程中常常利用这种混凝土对建筑物内部结构以及建筑周围环境进行实时监控。

（2）抗震防裂。由于大多数建筑物在施工完毕后不久，常常会出现因开裂而形成裂缝等现象。造成裂缝的原因有两类，一类是外部原因，如受到外力强大的冲击、震动时会导致裂缝的出现；另一方面的原因则是建筑物本身，尤其是建筑材料的选用，如果材料不复合标准就会导致建筑物的承载能力、抗震能力、防裂能力没有保障，容易引发裂缝。在施工过程中，工程技术人员常常会根据建筑结构的不同，选用合适的智能型混凝土材料，这样一方面是减少投资，更重要的是增加建筑物的综合能力，提高建筑的使用寿命。

（3）安全耐用。智能型混凝土将耐久性高、承载能力强、抗灾能力好等特点综合到一起，这对于建筑物来说的确是一种既新型又实用的材料。工程设计师在进行建筑设计时，必须要考虑到的是建筑物所处的地理位置。因为地域存在差异，使得各个地方的自然气候存在不同，有的地方受气候影响长期多风多雨，有的则相对干燥。面对不同的建筑地点，在施工过程中就需要选择适合的智能混凝土，充分发挥其安全耐用的性能。

综上所言，智能型混凝土作为一种新型的功能材料，当被投入到实际工程中运用时还需要在应用过程中进一步展开研究。智能混凝土对于确保建筑物的安全和耐久性具有重要的作用。在建筑施工过程中需要根据不同的情况进行合理地选择，以减少建筑的返修次数，提高使用质量。

参考文献：

[1] 邓宗才. 纤维混凝土的抗弯冲击性能[J]. 公路交通科技，2005，22（10）：15-17.

[2] 胡时胜. 混凝土材料动态力学性能的实验研究[J]. 工程力学，2001，40（10）：47-49.

[3] 宋兵. 高强混凝土自收缩对钢管混凝土轴压力学性能的影响[J]. 建筑科学与工程学报，2007，10（2）：6-7.

[4] 史小飞，王艳英. 混杂纤维混凝土抗弯冲击性能[J]. 山东建材，2006，32（26）：33-35.