蔣冬梅 李宬豪 幸德琳
摘 要:建筑行業(yè)的長遠發(fā)展離不開社會經(jīng)濟的帶動,而各類建筑物的性能又很大程度受到混凝土的影響?;炷翉囊郧芭淞?、用途單一化到現(xiàn)在的復(fù)雜多樣化,離不開科研人員辛勤付出。因此,越來越多的人熱衷于研究混凝土的發(fā)展方向和應(yīng)用前景,目前這也成為現(xiàn)在建筑行業(yè)的熱點問題之一。
關(guān)鍵詞:混凝土;混凝土應(yīng)用;綠色生態(tài)
混凝土,一種由膠凝材料(水泥),水,石子,砂子,及其他材料按合適的比例配置,經(jīng)攪拌后凝結(jié)硬化形成的具有一定強度和耐久性以及能塑成各種形體的人造石材。
1、混凝土的早期歷史發(fā)展
混凝土最早出現(xiàn)在歐洲,但由于最初水泥等原材料質(zhì)量較差以及配制技術(shù)不成熟,導(dǎo)致所配制的混凝土強度低,耐久性差,不能被廣泛用于建筑工程施工,所以,之前一直發(fā)展較慢。直到19世紀20年代,波特蘭水泥被人研發(fā)出來,經(jīng)過配制使用后,人們發(fā)現(xiàn)用該水泥配制出的混凝土不僅能達到建筑工程各項硬性要求,而且這種原材料來源廣泛加工成本低,這種混凝土成為當時最常見的砌筑材料。到20世紀早期,在水灰比學說和混凝土理論發(fā)表后,混凝土行業(yè)得到進一步發(fā)展。為滿足各項工程的特殊需求,摻和料、外加劑、引氣劑等被添加到混凝土中,加上混凝土的調(diào)配技術(shù)也得到了很大改善,混凝土發(fā)展歷程才基本得以完善,成為目前工程建設(shè)中使用最廣泛的建筑材料之一。
2、現(xiàn)代混凝土及應(yīng)用
現(xiàn)代建筑中所使用的混凝土由以前的普通混凝土逐漸向商品混凝土過渡。商品混凝土相較普通混凝土而言,產(chǎn)量更大,生產(chǎn)周期更短,配制比例更加準確,可以直接作為商品出售,大大節(jié)約人力成本和時間。
2.1現(xiàn)代混凝土的組成及種類
傳統(tǒng)混凝土一般由膠凝材料、石子、砂子、水按比例配制而成,而現(xiàn)代混凝土為滿足工業(yè)需求,在其基礎(chǔ)上又新添加了許多礦物渣料和多種化學外加劑,使得現(xiàn)代混凝土極具多樣化。目前混凝土按膠凝材料的不同主要可分為:水泥混凝土、硅酸鹽混凝土、水玻璃混凝土、瀝青混凝土。
2.2各種混凝土的優(yōu)缺點及應(yīng)用
2.2.1水泥混凝土:由于水泥混凝土具有強度高、穩(wěn)定性好、無老化現(xiàn)象、耐久性也較好的優(yōu)點,所以常用作鄉(xiāng)村公路,隧道工程的建筑材料。但是用水泥混凝土修筑路面會降低平整度舒適性,若長期處于大載荷、溫度變化大、干濕變形大的環(huán)境中,則會造成接縫破壞。同時水泥混凝土對于大變形的路基和基層以及不均勻,不完整沉降的軟弱基礎(chǔ)、高填方長期浸水路段等位置不能適用。所以在施工時應(yīng)特別注意道路環(huán)境和地基情況。
2.2.2硅酸鹽混凝凝土:硅酸鹽混凝土常指用硅酸鹽水泥加以其他基本材料和外加劑配制的具有高強度性能的混凝土。主要針對于對早期強度有較高要求的混凝土工程、受凍融循環(huán)的混凝土工程和對耐磨性有要求的混凝土工程。這種混凝土能夠有效減少結(jié)構(gòu)形成的斷面,顯著降低鋼筋使用量,明顯增加房屋的內(nèi)部使用面積和有效空間,還能夠減輕地基所承載的負荷,由于高強混凝土具有致密堅硬的特點,它的抗?jié)B性、抗凍性、耐久性、抗沖擊性等各方面性能均優(yōu)于普通混凝土。但是高強混凝土的延性比普通混凝土差,容易受到施工各環(huán)節(jié)中環(huán)境條件的影響,對其施工過程的質(zhì)量管理水平要求極高。所以它主要應(yīng)用于城市的高層及超高層建筑、具有大跨度的屋蓋等。
2.2.3水玻璃混凝土:這是建筑行業(yè)中使用的一種特種防腐和防水的混凝土,能夠?qū)⑻沾?、玻璃、鋼材粘連在一起。它具有良好的物理性能和較高的抗壓強度、抗拉強度,能抵抗大多數(shù)無機酸、有機酸和侵蝕性氣體的腐蝕,所以在耐腐蝕工程上廣為應(yīng)用。
2.2.4瀝青混凝土:鋪置路面時采用瀝青混凝土能夠明顯降低路面的粗糙度,提高駕駛舒適性。路面破壞后維修更加方便,相較普通混凝土而言它且具有很高的抗壓強度和較高的抗彎強度及抗磨耗能力。但是它的抗老化能力差,耐水性不好,基于這些特點,瀝青混凝土主要作為鋪設(shè)路面、橋面的材料。
2.3新功能混凝土
混凝土經(jīng)過幾十年的發(fā)展,在滿足工業(yè)需求的同時,突出問題也越來越多。比如:傳統(tǒng)的混凝土越來越難以滿足現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多樣性的要求,同時對于具有超長跨距,超大體積,超高層建筑等結(jié)構(gòu)要求更加嚴苛。所以,便有了把新功能凝入混凝土的理念萌生。新功能混凝土的特點主要體現(xiàn)在其功能的不同,這類混凝土能夠滿足建筑的特殊要求。如有高強度要求的建筑,則可以使用超高強混凝土,不僅強度能高出普通混凝土許多,還可以實現(xiàn)免抹灰步驟,清水驗收,后澆筑的混凝土的顏色表面接近預(yù)制構(gòu)件的標準?;蛘呤怯懈唔g性和高抗磨性要求的建筑,則會選擇加入了聚丙烯纖維的混凝土,這類混凝土能達到要求的韌性和抗磨性。對于新功能混凝土,專家們還在進一步研究,盡量實現(xiàn)不同環(huán)境能夠有不同混凝土與之對應(yīng),實現(xiàn)混凝土的定向使用化。
2.4綠色生態(tài)型混凝土
當今社會經(jīng)濟迅猛發(fā)展,人們所面臨的環(huán)境問題越發(fā)嚴峻,資源短缺、環(huán)境污染等成為我們不得不解決的問題。對于整個建筑行業(yè)來說,混凝土作為一種不能缺少的建筑材料,它的生產(chǎn)和使用無疑會帶來不少負面影響。所以人們把重點從最初的混凝土結(jié)構(gòu)性能研究轉(zhuǎn)移到制造智能節(jié)約、環(huán)境友好、綠色生態(tài)的混凝土上。據(jù)有關(guān)資料:如今全社會總能耗被建筑行業(yè)占據(jù)40%~50%。而建筑行業(yè)本身就是高消耗自然資源和能源,破壞土地面積大,大氣污染嚴重的行業(yè),所以解決它帶來的環(huán)境問題迫在眉睫?;炷磷鳛橐环N原材料來源廣泛,各種物理性能,化學性能都良好的基礎(chǔ)性建筑材料,將在很長時間內(nèi)無法被取代,正是因為混凝土的不可取代,所以對新型綠色生態(tài)混凝土的研究具有很大的必要性。由于城市建筑預(yù)制裝配化的推行,這類混凝土將廣泛應(yīng)用到城市的各類基礎(chǔ)建設(shè)。它不僅能很好的解決城市中綠地面積減少,熱島效應(yīng)和溫室效應(yīng)等環(huán)境問題,對我國更好推行節(jié)能、環(huán)保、低碳以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略起著重要促進作用。
3、總結(jié)
文章針對混凝土的發(fā)展做出深入探析,詳細介紹目前常見混凝土的優(yōu)缺點以及應(yīng)用,為未來混凝土的發(fā)展做出估測。
參考文獻
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作者簡介:
蔣冬梅(2000—),女,漢族,四川遂寧,本科,研究方向:土木工程。
李宬豪(1999—),男,漢族,四川南充,本科,研究方向:土木工程。
幸德琳(1996—),女,漢族,四川成都,本科,研究方向:工程造價。