混凝土材料的研究现状和发展应用

叶梅书

（金华市方灏商品混凝土有限公司 浙江省金华市 321031）

1 混凝土材料的发展

混凝土材料是于1824年在波特兰的水泥发明开始的，因此，混凝土的材料距今已经有100多年的历史了。在20世纪以来，混凝土材料就成为了我国的桥梁、房屋与公路等公共工业建造的首要材料。混凝土作为人造材料，其使用的数量是非常巨大的。据数据进行统计，现在我国每年的混凝土材料的使用量大约为100m3，而且近几年伴随着我国的城市化与工业化的进程，混凝土的用量也逐渐加快。

在人类进入21世纪后，我国的科学技术水平也不断提高，持续不断的新型混凝土也逐渐出现，比如再生混凝土、高性能混凝土、自密实混凝土、纤维混凝土等高性能的混凝土。混凝土能否长期作为我国主要的建筑加工材料，其先决条件不只有它的高强度、高耐久性等性能外，还在于混凝土的材料是否绿色环保，所以在当代最受欢迎的便是绿色的高性能混凝土，这也是混凝土材料技术发展的必然，也是混凝土的发展目标与方向。

2 高性能混凝土

在现阶段，慢慢的出现了高性能的混凝土材料，其发展的主要方向是①绿色高性能混凝土；②普通混凝土高性能化；③超高强混凝土；④机敏型混凝土。

高性能混凝土也简称HPC，是在高强混凝土发展的基础上创新出来的，高性能混凝土有不同的表达含义，在不同的国家、不同的部门，甚至不同的单位都对高性能混凝土的理解有着或大或小的差异。吴忠伟科学院士认为人类在提高混凝土性能上使用的是现代混凝土的技术，首先应该选取优质的材料，除了基本的水泥、水、集料等基础材料外，还应该添加适当程度的活性细掺料和高效外加剂等新型材料，这样便可以使普通的混凝土变成高性能混凝土。一般来说，我们所说的高性能混凝土通常是指混凝土材料具有高耐久力、高强度、高流动性的性能，高性能这三项指标也构成了高性能混凝土材料所具备的基本性能指标。但是就目前来说，高性能混凝土材料的概念又有了相应的变化，清华大学的教授冯乃谦教授也提出了普通混凝土也可以变成高性能混凝土，在他的理论在工程实验有了实际应用，所以高性能的混凝土材料并不一定是强调高强度，也就是说高性能混凝土除了之前的相关概念外，也可以理解成普通混凝土的高性能化。

3 混凝土的研究发展与应用

我国在30年前，混凝土材料的抗压能力最高在30MPa左右，所以在10年之前，我国的高性能混凝土已经获得了很大的认可与普遍的应用。此外，还出现了高纤维、高性能的混合土，这种混合土的抗压能力比普通的钢板还要高，所以高性能的混凝土材料已经成为我国土木工程最普遍应用的基本材料。

3.1 普通混凝土的应用发展

混凝土一般是有强度等级的，我国把混凝土的最高强度等级设置为C60，而实际在土木工程中所应用的基本混凝土材料强度一般为C50以下，而最普遍的混凝土材料强度是在C30，因为我国大多数使用的减水剂材料，其混凝土的坍塌损失并没有得到基本的解决，再加上我国各个地区的科技水平差距比较大，所以有时会出现达不到所要求的技术水平。因此针对我国的土木工程中所使用的在强度为C50普通混凝土的使用上，混凝土的性能与持久力存在着明显的不足。据研究结果表明，通过选择优质的原材料与合适的配比优化，并在生产的过程中加以有效的控制与管理，使用高性能的减水剂材料并掺杂进矿物超细粉的材料，特别是复合矿物超细粉改善了混凝土的耐久力与性能便能达到普通的混凝土高性能化，这种成果也在我国实际的土木工程中的到了很好的应用与实验，混凝土材料的质量与其他的基础性能优化都达到了良好的效果，到期使用时全部都达到了所要求的高性能程度，并取得了很高的经济效益与社会效益。

3.2 国外高性能混凝土的应用发展

在20世纪90年代末期，挪威、美国、日本、德国、加拿大等国家都成为了世界上高性能混凝土程度最高的国家，德国现在的混凝已经达到了C110的等级，而挪威则位于第二名，成为第二大混凝土强度的国家，其混凝土的等级达到C105。目前高性能的和绿色环保应用最普及的国家是挪威，在挪威有一个比埃菲尔铁塔高度还要深的钻井平台就是挪威Troll平台，这个平台所使用的混凝土材料就是超高强度的混凝土，其抗压的能力超过了100MPa。美国的西雅图双联广场所使用的混凝土材料抗压强度也达到了133.5MPa。

4 结论

在20多年来，混凝土都朝着高性能，并且绿色环境的发展方向，高性能的混凝土在世界各地已经非常普及，并且达到了非常广泛的应用，所以混凝土材料的发展方向就是绿色的高性能的。据统计，很多研究结果显示，再生的混凝土也属于高性能的混凝土。这种混凝土不但能够提高混凝土的质量，还能够有效的减少工程材料生产的费用与成本，并且在我国的土木工程中是非常有利于可持续发展的。因此，我国政府应该鼓励并且推动混凝土在技术方面的研发，将混凝土推向绿色，并且高性能的发展方向，积极主动发现混凝土中所存在的各项问题，并不断地进行研究与探讨，尽快的提出相应的解决方案。在高性能的绿色混凝土的发展中，可以提高混凝土工程的施工水平与生产水平，并且优化工程的建筑结构，节省能源消耗，实现混凝土工业的可持续发展，对我国的环境与经济发展有着重要的意义。