混凝土材料的研究现状和发展应用

刘飞宇

（武夷学院土木工程与建筑学院 福建南平 354300）

1 混凝土材料使用概况

混凝土是组成钢筋混凝土主要材料之一，其发展方向是强度、硬度、耐久度、抗灾以及抗爆能力的提升，通过混凝土材料使用，能够促使现代化建筑更加稳固。

1.1 高性能混凝土

HPC是现代化发展中混凝土材料最为主要的方向之一，高性能混凝土拥有良好的强度与硬度、高耐久，同时还存在着高流动性能。相对来说，混凝土材料抗压强度大于C50则被称之为高强混凝土，其运用方面也较为广泛，包括对于高耸结构、高层建筑等等。使用这种高性能混凝土能够有效减轻自重，缩小截面尺寸，帮助相关建设组织节省资源，从而获得效益提升。同时，高强混凝土的耐久性将会为其提供良好的使用寿命，在现代化社会发展中，通过使用高性能混凝土将会使得建筑物获得更好的抗压与抗灾效果。

1.2 低强度混凝土

通过现代化社会的发展和科技进步，能够有效配备且控制的低强度混凝土也得到了强大发展，其抗压强度小于等于8MPa，其在配料、泵送、浇筑等方面都可以进行一定控制。使用低强度混凝土能够帮助建筑工程中的基础进行填补，当出现有隔离路基或孔洞情况存在时，则可以进行补充。同时，这种低强度混凝土也能够被用于地下构造，根据实际情况可以针对混凝土进行关于密度、强度、弹性度等方面指标设定，在帮助相关基础进行塑造与修整的同时进行强化，且使用过程中不易产生收缩裂缝。以荷兰的一座隧道工程为例，在该工程实际运用中就曾采用低强度砂浆，其具体配比为：水泥 150kg/m3，砂 1080kg/m3，水 570kg/抽 3，超塑化剂6kg/m3，膨润土35kg/m3，所制成砂浆抗压强度为3.5MPa，弹性模量低于500Mpa。采用低强度砂浆，能够进一步降低造价。

1.3 轻质混凝土

通过使用天然轻骨料，包括浮石、凝灰岩等，以及工业废料轻骨料、人造轻骨料等可以进行轻质混凝土配备。这种轻质混凝土相对来说使用密度较小、强度较高，且耐温、耐冻，实际运用极为广泛。通过使用一些工业废渣以及煤矿、渣的煤矸石、粉煤灰等进行轻质混凝土在一定程度上可以节省开支，为建筑工程提供更为良好的资金保障。

轻质混凝土的制备与使用不仅拥有着一定的应用价值，同时还拥有良好的现实价值，包括废物利用的本质，减少相关污染、促使城市和厂区得到更加良好的发展环境，减少堆积废料占用的土地等，对于现实环境保护以及废物利用存在着极高的价值。使用轻度混凝土在一定程度上不仅能够满足相关使用发展需求，同时也符合我国可持续发展战略，对于现代化社会和谐发展来说有着较大贡献。

1.4 纤维增强混凝土

纤维增强混凝相较于扑通混凝土来说，拥有着较强的抗拉性能，同时延性也到了极大的提升，通过在混凝土中添加相关纤维材料，获得纤维增强混凝土使得相关建筑事业得到了巨大发展，在现代化社会中纤维增强混凝土也在不断的发展完善。目前来说，针对纤维增强混凝土的发展多种多样，包括使用碳纤维、芳纶纤维、聚丙烯纤维等等，都在一定程度上促进了纤维增强混凝土的发展。针对其使用性能以及相关程中结构来说，钢纤维混凝土得到了重要发展，其主要运用于土木建筑工程的碳素钢纤维以及用于耐火材料工业中的不锈钢纤维。

1.5 自密实混凝土

自密实混凝土如字面意思所说，其使用不需要运用机械辅助，能够根据自身性能进行混凝土密实效果。混凝土的流动性相对来说较高，但是仍然处于可以防止离析的状态。自密实混凝土的制备方式可以分为以下三步：①组骨料的体积需要为固体混凝土体积的50%；②细骨料的体积需要为砂浆体积的40%；③再根据25%的比例将水与灰配置。完成之后进行流动性实验，确定最后比例，让材料能够获得最优组合。

2 配筋与增强材料

2.1 纤维筋的使用

相对来说，钢筋混凝土结构的配筋材料主要还是钢筋，目前在发展研究中较为突出的是树脂粘接的纤维筋，作为混凝土以及预应力混凝土结构的非金属配筋，经常使用的有GFRP以及AFRP。即树脂粘接的碳纤维筋、玻璃纤维筋以及芳纶纤维筋。

2.2 环氧树脂涂覆钢筋

在一些具有腐蚀性的环境中，则需要对钢筋进行必要材料填充，比如在海洋环境、冬季撒盐的桥面等等，钢筋锈蚀将会使得其耐久度快速下降，从而使得其使用寿命得不到保障。因此，为了使得钢筋在特殊情况或环境下出现锈蚀，一种做法是运用不锈钢制造钢筋，但是其建造价格相对较高，使用性价比不高。还有一种则是通过使用环氧树脂涂覆钢筋，将这种钢筋作为表层，不仅能够有效防止钢筋锈蚀，还拥有较高的性价比。目前使用环氧树脂涂覆钢筋的做法在日本与美国较为广泛。

3 结束语

混凝土是多种材料共同作用形成的，其具有多样性与复杂性特征，使用性能与材料选择存在着密切的关系，同时与相关施工技术以及环境等因素存在联系。因此，研究与发展混凝土材料对于现代化混凝土结构技术发展以及相关建造事业发展将会起到良好的推动作用，进而为我国社会发展提供基础保障。