混凝土材料在土木工程的应用

土木工程专业课程标准与课程大纲的关系混凝土材料本身造价不高，所以，在土木工程结构中被广泛应用，同样也是比较常见的一类结构，能够被使用在水利工程与土建工程等领域中。与此同时，在经济与科技发展的过程中，混凝土材料质量有所提升，而且其种类也有所增加，使其应用的范围不断拓展。其中，在对混凝土性能研究方面，新型混凝土在普通混凝土基础上增加了施工工艺并添加不同材料，为此，将其应用于土木工程领域当中具有重要的现实意义。

一、土木工程领域中新型混凝土材料的应用意义

混凝土是土木工程当中十分关键的建筑材料，所以，在质量和性能方面都会对工程项目的质量产生直接的决定作用。与此同时，施工技术的要求也随之提高，施工材料要求也有所提高，所以，需要深入研究混凝土问题，以保证可以满足现阶段土木工程的建设需求。在这种形势之下，新型混凝土材料应运而生，而且在实践应用过程中，新型混凝土材料在土木工程领域中具有重要的现实意义。第一，因为新型混凝土是对普通混凝土的创新与升级，所以，在质量和性能方面都有所提高，而将其应用在土木工程领域当中，有效地保障了工程的建设质量[1]。第二，与普通混凝土相比，新型混凝土材料本身的耐久性较强、强度较高，而且具有明显的节能环保特点。为此，在土木工程领域当中应用新型混凝土不仅可以节省建设的成本，同时，还能够有效地增加建筑单位自身的经济效益，进而降低对于自然环境产生的影响和污染。

二、土木工程领域中的新型混凝土材料应用

（一）活性微粉混凝土的应用

强度超高，且单位抗压强度达到200-800MPa，抗拉强度在25-150MPa范围内，同时，每平方断裂为30kJ的混凝土类型是活性微粉混凝土。该类型的混凝土其每立方体积质量可以达到2.5-3.0吨[2]。要想将一般混凝土转变成活性微粉混凝土，首先需要将颗粒最大范围予以缩小，并对混凝土均匀性进行全面改良。其次，在使用微粉以及极微粉材料的时候，一定要保证堆积密度的最优性。再次，需要对钢纤维进行增放，以保证其自身的延性。另外，适当降低混凝土的用水量，并将非水化水泥颗粒作为主要填料，以保证堆积密度的增加。最后，对于硬化过程，应当采取加压与加温等方法，以提升混凝土强度。通常情况下，普通混凝土级配曲线是连续性的，但是，活性微粉混凝土级配的曲线不同，并不是连续台阶形的曲线，而且骨料粒的直径不大，和水泥颗粒尺寸大致相同。

（二）高性能混凝土的应用

现阶段，绝大多数国家都将高性能混凝土作为新型材料展开了深入探索与应用，所以，已经成为该领域研究的重点。高性能混凝土本身具有不可比拟的优势，一般可以表现在三个方面：首先，高性能混凝土自身轻度在60-100MPa之间，如果是超高强高性能混凝土，那么其强度会高于100MPa，一定程度上缩减了混凝土的结构尺寸，同时，结构自重与地基荷载也有所降低，使得材料实际使用量不断减少，有效地增强了可使用空间，节省了工程整体造价[3]。其次，由于高性能混凝土工作性能极强，所以，使得施工过程中的劳动强度有所降低，一定程度上节省了施工消耗量。最后，高性能混凝土具有较强的耐久性特点，所以，在恶劣环境中也同样可以抵御，为此，被广泛应用在建筑物当中。在维修费用方面有所下降，而且对环境产生的影响也不断降低，提高了社会与经济效益。正是由于高性能混凝土自身的特性特点，为此，在全球内的应用也十分广泛。

（三）碾压混凝土的应用

碾压混凝土通常在大体积混凝土结构或者是公路路面等领域中应用，而且这种类型的混凝土发展速度很快。其中，在碾压混凝土结构施工过程中所采用的浇筑机具不同于普通混凝土，在平整环节需要使用推土机，而振实环节需要使用碾压机，在中间解决环节最好使用刷毛机，在切缝环节需要使用切缝机。通常来讲，在施工中，机械化的水平极高，而且施工的效率也相对较高，能够添加粉煤灰[4]。这与普通混凝土相比，实际浇筑的工期能够减少将近一半，而在用水量方面能够减少20%。另外，在水泥使用量方面可以减少30-60%。除此之外，在混凝土高坝修建的过程中，可以充分利用碾压混凝土间层抗剪的特点。

（四）纤维增强混凝土的应用

将纤维添加到混凝土当中，能够对混凝土抗拉性与延性不理想的问题予以有效解决，而且发展效果理想。与承重结构相比，钢纤维混凝土的发展速度最快，而且实际运用的范围也最为广泛，通常应用在土木建筑工程项目碳素钢纤维或者是耐火材料工业不锈钢纤维方面。若纤维长度与长径比属于正常尺寸，那么纤维产量一般控制在1-2%之间[5]。在此情况下，与基体混凝土对比，能够使钢纤维混凝土抗拉的强度提升到4-8成，同时，还能够增强抗弯的强度。纤维增强混凝土的弹性阶段，在变形与基体混凝土性能对比方面，并不存在较大的差异，但是，却能够增强其塑性变形的韧性。

（五）智能混凝土的应用

智能混凝土也是对混凝土的一种改变，特别是对其不良性质进行了改变。其中，在高强混凝土方面，其实际的水泥使用量很多，而且水灰不多，在其中添加与硅灰相关的活性材料，并在实现硬化后，能够有效地改善混凝土自身的密实性能。但是，高强混凝土在硬化过程的前期阶段，能够自生收缩，而且孔隙率很高，增加了开裂问题发生的几率。在对上述问题进行处理的过程中最关键的就是要使用预湿轻骨料，且掺量是20%作为骨料，进而确保混凝土的内部能够形成蓄水器，进一步强化其潮湿养护工作的效果[6]。这种添加预湿骨料的方式，会降低其自生收缩，并减少微细裂缝量。对于高强混凝土，最主要的问题就是受密实性影响而降低其防火性能。最主要的原因就是在高强混凝土遇热以后，岩浆当中自由水和化学结合水会转变为水气，但是，却无法通过密实性极强的混凝土逸出，最终形成气压，导致柱子自身保护层逐渐剥落，也同样减少了柱子本身的承载能力。在对该问题进行处理的过程中，可以在每方混凝土当中添加聚丙烯纤维2kg，这样一来，一旦处于高温状态，就会熔化纤维，并且为水气的逸出提供相应的途径，有效地减小气压，以免柱子保护层出现剥落。

综上所述，在土木工程领域中，对新型混凝土材料的应用能够有效地推动工程的施工进度，所以，一定要对这种全新的施工材料予以一定的重视。文章不仅阐述了新型混凝土应用的现实意义，同时阐述了多种新型混凝土的具体应用，希望对土木工程项目的施工有所帮助。