劉香云

（鄭州永恒市政建設(shè)工程有限公司，河南 鄭州 450052）

1 混凝土

1.1 高性能混凝土

HPC是近年來混凝土材料發(fā)展的一個重要方向，所謂高性能：是指混凝上具有高強度、高耐久性、高流動性等多方面的優(yōu)越性能。從強度而言，抗壓強度大于C50的混凝土即屬于高強混凝土，提高混凝土的強度是發(fā)展高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)的重要措施。采用高強混凝土，可以減小截面尺寸，減輕自重，因而可獲得較大的經(jīng)濟效益，而且，高強混凝土一般也具有良好的耐久性。我國己制成C100的混凝土。已有文獻報道，國外在試驗室高溫、高壓的條件下，水泥石的強度達到662MPa（抗壓）及64.7MPa（抗拉）。

1.2 活性微粉混凝土

RPC是一種超高強的混凝土，其立方體抗壓強度可達200-800MPa，抗拉強度可達25～150MPa，斷裂能可達30KJ/m2，單位體積質(zhì)量為2.5-3.0t/m3。制成這種混凝土的主要措施是：（1）減小顆粒的最大尺寸，改善混凝土的均勻性；（2）使用微粉及極微粉材料，以達到最優(yōu)堆積密度；（3）減少混凝土用水量，使非水化水泥顆粒作為填料，以增大堆積密度；（4）增放鋼纖維以改善其延性；（5）在硬化過程中加壓及加溫，使其達到很高的強度。

1.3 低強混凝土

這種材料可用于基礎(chǔ)、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下構(gòu)造，在一些特定情況下，可用其調(diào)整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強度、彈性模量等性能指標，而且不易產(chǎn)生收縮裂縫。

1.4 輕質(zhì)混凝土

利用天然輕骨料（如浮石、凝灰?guī)r等）、工業(yè)廢料輕骨料（如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等）、人造輕骨料（頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等）制成的輕質(zhì)混凝土具有密度較小、相對強度高以及保溫、抗凍性能好等優(yōu)點利用工業(yè)廢渣如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等制備輕質(zhì)混凝土，可降低混凝土的生產(chǎn)成本，并變廢為用，減少城市或廠區(qū)的污染，對環(huán)境保護也是有利的。

1.5 纖維增強混凝土

為了改善混凝土的抗拉性能差、延性差等缺點，在混凝土中摻加纖維以改善混凝土性能的研究，發(fā)展得相當迅速。目前研究較多的有鋼纖維、耐堿玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維、聚丙烯纖維或尼龍合成纖維混凝土等。

當纖維長度及長徑比在常用范圍，纖維摻量在1%到2%（體積分數(shù)，本文中的摻量均指體積分數(shù)）的范圍內(nèi)，與基體混凝土相比，鋼纖維混凝土的抗拉強度可提高40%～80%，抗彎強度提高50%～120%，抗剪強度提高50%～100%，抗壓強度提高較小，在0～25%之間，彈性階段的變形與基體混凝土性能相比沒有顯著差別，但可大幅度提高衡量鋼纖維混凝土塑性變形性能的韌性。

1.6 自密實混凝土

自密實混凝土不需機械振搗，而是依靠自重使混凝土密實?；炷恋牧鲃佣入m然高，但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有：（1）粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%；（2）細骨料的體積為砂漿體積的40%；（3）水灰比為0.9-1.0；（4）進行流動性試驗，確定超塑化劑用量及最終的水灰比，使材料獲得最優(yōu)的組成。

這種混凝土的優(yōu)點有：在施工現(xiàn)場無振動噪音；可進行夜間施工，不擾民；對工人健康無害；混凝土質(zhì)量均勻、耐久；鋼筋布置較密或構(gòu)件體型復(fù)雜時也易于澆筑；施工速度快，現(xiàn)場勞動量小。

1.7 智能混凝土

利用混凝土組成的改變，可克服混凝土的某些不利性質(zhì)，例如：高強混凝土水泥用量多，水灰比低，加入硅灰之類的活性材料，硬化后的混凝土密實度好，但高強混凝土在硬化早期階段，具有明顯的自主收縮和孔隙率較高，易于開裂等缺點。解決這些問題的一個方法是，用摻量為25%的預(yù)濕輕骨料來替換骨料，從而在混凝土內(nèi)部形成一個“蓄水器”，使混凝土得到持續(xù)的潮濕養(yǎng)護。這種加入“預(yù)濕骨料”的方法，可使混凝土的自生收縮大為降低，減少了微細裂縫。

高強混凝土的另一問題是良好的密實性所引起的防火能力降低.這是因為在高溫（火災(zāi)〕時，砂漿中的自由水和化學(xué)結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)樗畾?，但卻不能從密實的混凝土中逸出，從而形成氣壓，導(dǎo)致柱子保護層剝落，嚴重降低了柱的承載力，解決這個問題的一種方法是，在每方混凝土中加2kg聚丙烯纖維，在高溫（火災(zāi)）時，纖維熔化，形成了能使水氣從邊界區(qū)逸出的通道，減小了氣壓，從而防止柱的保護層剝落。

1.8 預(yù)填骨料升漿混凝土

國內(nèi)在大連中遠60000t船塢工程中，因地質(zhì)條件復(fù)雜，船塢底板首次采用了坐落于基巖上的預(yù)填骨料升漿混凝土，即用密度較大的厚4～5m的鐵礦石作為預(yù)填骨料，礦石層下再鋪設(shè)1m厚的石灰石塊石。礦石層上是厚60～80cm的現(xiàn)澆鋼筋混凝土板在預(yù)填骨料層中布置壓漿孔注入砂漿，形成預(yù)填骨料升漿混凝土。采取這種工藝，縮短了工期，取得了良好的經(jīng)濟效益。

1.9 碾壓混凝土

用于大體積混凝土的碾壓混凝土的澆筑機具與普通混凝土不同，其平整使用推土機，振實用碾壓機，層間處理用刷毛機，切縫用切縫機，整個施工過程的機械化程度高，施工效率高，勞動條件好，可大量摻用粉煤灰，與普通棍凝土相比，澆筑工期可縮短1／3～1/2，用水量可減少20%，水泥用量可減少30%～60%。

2 配筋及增強材料

2.1 纖維筋

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的配筋材料，主要是鋼筋最近在國際上研究較多的是樹脂粘結(jié)的纖維筋作混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的非金屬配筋，常用的纖維筋有樹脂粘結(jié)的碳纖維筋、玻璃纖維筋及芳綸纖維筋國外研究指出，這幾種纖維筋的強度都很高，只是玻璃纖維筋的抗堿化性能較差。纖維筋的突出優(yōu)點是抗腐蝕、高強度，此外，還具有良好的抗疲勞性能、大的彈性變形能力、高電阻及低磁導(dǎo)性，其缺點是斷裂應(yīng)變性能較差、較脆、徐變（松弛）值較大，熱膨脹系數(shù)較大。

2.2 雙鋼筋

為了減小裂縫寬度和構(gòu)件的變形，國內(nèi)在一些工程中，采用焊成梯格形的雙鋼筋，在構(gòu)件內(nèi)平放或豎放布置。

2.3 冷軋變形鋼筋

為了節(jié)約鋼材用量，國內(nèi)引進國外設(shè)備或自制設(shè)備，用光圓鋼筋，經(jīng)過冷軋，軋成帶肋的直徑小于母材直徑的鋼筋，稱為冷軋帶肋鋼筋。另一種類似的鋼筋，是用I級光圓用筋冷軋扭轉(zhuǎn)成型，稱為冷軋變形用筋或冷軋扭鋼筋。這兩種冷軋鋼筋的抗拉強度標準值（極限抗拉強度）及設(shè)計值都比母材大大提高，與混凝土的粘結(jié)強度也得到提高，但直徑較小。它們主要用作板式構(gòu)件的受力鋼筋或梁、柱構(gòu)件的箍筋或作預(yù)應(yīng)力筋。由于強度提高，可以節(jié)約材料用量，獲得經(jīng)濟效益。這兩種鋼筋，國內(nèi)己制訂了規(guī)程。為將這種小直徑鋼筋的用途擴展至梁、柱的受力鋼筋，也可采用雙筋或三筋的并筋，但需適當增大其錨固長度。

2.4 環(huán)氧樹脂涂敷鋼筋

在海洋環(huán)境或者有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中（如冬季撒鹽的橋面），鋼筋銹蝕是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要原因。為了防止鋼筋銹蝕，用不銹鋼制造鋼筋是一個途徑，但是價格昂貴。另一個途徑是用環(huán)氧樹脂涂敷鋼筋表面，形成防銹的涂層，以防止鋼筋生銹，這種方法在日本、美國應(yīng)用較多。鋼筋在工廠中校直、加熱、噴涂樹脂粉末，形成防護薄膜，冷卻后經(jīng)檢驗合格，用于有嚴格防銹蝕要求的工程，可使結(jié)構(gòu)的耐久性大大提高。

2.5 預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼棒、預(yù)應(yīng)力混凝土用螺旋肋鋼絲

在傳統(tǒng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土的鋼絲、鋼絞線、熱處理鋼筋的基礎(chǔ)上，從國外引進生產(chǎn)線，己生產(chǎn)出直徑達12.6mm、抗拉強度達1570MPa的預(yù)應(yīng)力混凝土用的帶螺旋肋的鋼棒，及直徑達12.0mm、抗拉強度達1570MPa的帶螺旋肋的鋼絲。這種新產(chǎn)品的特點是：高強度、低松弛，與混凝土的粘結(jié)強度好，易墩粗，可點焊，可盤卷等。

[1]趙國藩.高等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)[M].北京：中國電力出版社。1999

[2]陳本沛.混凝土結(jié)構(gòu)理論和應(yīng)用研究的理論與發(fā)展[M].大連理工大學(xué)出版社.1994.