土木工程中混凝土材料的应用

1当前土木工程的领域中轻质的混凝土材料的广泛应用分析

膨胀的珍珠岩、粘土陶粒、页岩陶粒等人造的轻骨料，还有自燃的煤矸石、粉煤灰的陶粒、炉渣等工业废料的轻骨料，及凝灰岩、浮石等天然的轻骨料是制成轻质的混凝土的主要原料。该类混凝土主要优点为抗冻性能较好、相对的强度较高、密度较小等，因此在当前土木工程的领域中被广泛运用。比如在1986年的时候上海市市建委以及国家的建工总局下达岚皋路相关高层试点的项目皆为土木工程领域中轻质的混凝土材料有效使用的实例之一。3幢20层的钢筋粘土类陶粒混凝土的全大模相关剪力墙的住宅楼是该高层试点项目主要包含的部分，原先对此工程进行设计时主要包含18层普通的混凝土类建筑，然而经过预算可知若建造时采用普通的混凝土，那么同陶粒轻质的混凝土相较而言具有更高的造价。因此后来修改了原设计，即转变成20层陶粒的混凝土类建筑模式。在采取了轻集料的混凝土后每平方米减轻了13%的自重，而使用面积最终净增1200，且基础造价最终减少10%、钢材节约了3.7%左右、建筑造价亦降低了16%左右，同周围同结构18层普通的混凝土类住宅相较而言其沉降量最终减少32.5%左右，也就是说其经济效益以及技术效益较为显著。

2当前土木工程的领域中低强的混凝土材料的广泛应用分析

在设计低强的混凝土相关配合比时应将和易性与强度充分考虑在内，也就是对泵送性、保水性、坍落的扩展度以及坍落度等各类性能进行充分考虑。S95磨细矿碴的微粉、F类Ⅱ级的低钙粉类煤灰以及P.O.42.5的水泥是较多采用的相关胶凝材料，而细度模数是2.1~2.4的砂与5~10mm连续级配的碎石是骨料较多采用的部分。在新建路的隧道相关灌注桩中运用时低强的混凝土相关配合比可为270~300kg/m3的涌水量、0.73~0.81的水胶比，且6.9MPa应为28d的平均强度、0.6MPa是强度的标准差，具有较好的强度相关匀质性。与此同时580mm是其扩展度、260mm是其坍落度，基本吻合试验结果与相关设计要求，亦同泵送要求相满足。比如我国上海市长江隧道的盾构基座即对低强的混凝土进行广泛采用。因为要将盾构切削与生产条件相关要求相符合考虑在内，亦应同非早强型以及早强型两个不同配合比相满足，因此配合比中相关用水量属于可调控的值，但是没有对粗骨料进行采用，导致此类现象发生的主要原因为掺加了粗骨料后较易受用水量的调整，因此所产生的那些界面具有不稳定的性质，进而导致离析现象以及强度波动现象发生。所以低强混凝土的配合比为上海市长江隧道的长兴岛相关接收井底部的浇筑盾构的基座才采用的部分，包括1372kg/m3的砂、259kg/m3的粉煤灰、74kg/m3的矿渣粉、37kg/m3的水泥以及260~320kg/m3的水。且2.3是所用的那些砂细度的模数，若将砂中包含的6.5%~7.5%含水率有效扣除，那么220kg左右为实际每盘的用水量，而工地现场测得混凝土的扩展度在560mm左右、坍落度在250mm左右。依据相关实践可知此类混凝土的强度同此项工程各项要求相符合，当盾构机切削时具有较为良好的情况。

3当前土木工程的领域中活性微粉的混凝土材料的广泛应用分析

超高强的一类混凝土为活性微粉的混凝土，其中2.5~3.0t/m3是该类混凝土单位体积的质量、30kg/m2是其断裂能、25MPa~150MPa是其抗拉强度、200MPa~800MPa是其立方体的抗压强度。依据掺入微粉的不同可将活性微粉的混凝土分为不同的种类，其中粉煤灰的微粉以及矿渣微粉是较为常见的两类。此两类微粉活性的混凝土在高速公路相关工程的建设中较多使用，其经济效益以及社会效益极强。例如上海轨道的交通线、世博场馆、虹桥机场、东海大桥、F1的赛车工程等，还有杭州湾的大桥（该大桥为世界最长的跨海大桥）等皆对大量矿渣微粉的活性类混凝土进行广泛使用。长江的隧桥上矿渣微粉的活性类混凝土使用量在数十万吨以上，在京沪的高速铁路相关工程中亦大量应用矿渣微粉的活性类混凝土；但是粉煤灰的微粉活性类混凝土在京大线高速公路上大量采用，最终亦取得惊人的一些经济效益。

4当前土木工程的领域中高性能的混凝土材料的广泛应用分析

20世纪80年代至今高性能的混凝土材料被部分发达的国家所研制成功，作为新型的跨世纪的材料，较多国家不断研究以及利用高性能的混凝土材料，因此该领域的研究以及应用属于热点之一。由于高性能的混凝土材料品质较为优良且独特，因此在国内外的土木工程广泛运用。比如国外的有挪威北海的石油钻井相关平台、法国的若尼大桥、加拿大的拉罗汉蒂那大厦等皆对高性能的混凝土进行广泛运用；而国内的较为典型的为红水河的铁路斜拉桥（即红水河桥），该铁路的斜拉桥采取的是预应力的钢筋混凝土类技术。从1981年通车至今该桥未具有任何的问题发生。此桥属于世界范围内第四座以及国内范围内第一座采取预应力的钢筋混凝土类技术的铁路斜拉桥。三跨连续的预应力相关混凝土的结构是此桥主桥的斜拉桥相关部分主要结构形式，其总共2台9墩、桥全长大约为400m、主跨96m、长为192m，斜拉桥是其主跨、预应力的混凝土梁是其边跨，而24+32+（45+96+48）+32×3+24×2m是全桥孔径的布置，亦为梁塔固结的形式。实际上不仅在土木工程的领域中广泛运用高性能的混凝土，其余水电工程的领域亦具有较为广阔的前景。

5结束语

近些年来国际社会越来越关注社会未来可持续的发展、生态的多样性与环境的保护，因此在建筑领域世界各国愈加重视新型的混凝土类材料的有效运用。而我国当前经济与社会前进的步伐亦不断加快，在此类背景下在应对新型的混凝土类材料所具有的重要性必须有充分的认识，并且在土木工程的领域中应广泛应用新型混凝土材料。唯有这样方可提升土木工程的使用寿命与质量，最终促进经济与社会的稳定、和谐、可持续发展。

作者：吴丽琴 单位：广西建设职业技术学院 广西大业建设集团有限公司