新秀辈出的混凝土

据记载，2000 多年前，古罗马人就发明了水泥——火山灰水泥，以石灰和火山灰混合而成，从而制得了世界上最早的混凝土。可是在之后1800多年的漫长岁月里，水泥的进展极为缓慢。直到1878年，法国的维卡特发明了天然水泥，才为水泥工业奠定了基础，混凝土才开始成为重要的建筑材料。近百年来，混凝土经历了三个阶段，即人造石材、钢筋混凝土和预应力混凝土三个阶段。现在混凝土已进入第四阶段，这个阶段的主要特征是与有机高分子材料的复合，采用纤维增强等技术，从而使得混凝土家族兴旺发达，新秀辈出。

高强度混凝土

什么是高强度混凝土？一般就抗压强度来说，500 千克/平方厘米～1000 千克/平方厘米的就是高强度混凝土。但是，通常所说的高强度混凝土，并不单指抗压强度，还包括抗拉、抗剪切、抗冲击和耐磨损等其他机械和物理性能。在众多的混凝土中，纤维混凝土、聚合物混凝土和树脂混凝土可称得上是高强度混凝土中的佼佼者，深受人们的青睐。

纤维混凝土，是受钢筋混凝土的启发而出现的。通常代替钢筋加入混凝土中的纤维有钢纤维、玻璃纤维和碳纤维等。英国有一种玻璃纤维混凝土，纤维束是由3000根直径仅为9.4微米的微细玻璃丝组成的。这种混凝土的抗压强度比普通混凝土大5 倍，而价格却便宜一半。

聚合物复合材料混凝土和树脂混凝土统称塑料混凝土。前者是以聚酯、呋喃和环氧树脂及其混合物为粘结剂，再加入适量的硬化剂、催化剂和填料，最后与骨料（砂石）混合加水搅拌而成。这种混凝土的抗压强度可达1200千克/平方厘米～1400 千克/平方厘米，而且具有防水、耐腐蚀、抗磨损和快速硬化等优点。因此，从石油、化工管道、容器、贮气罐和电解槽，到房屋的墙壁、地板，甚至电器设备的外壳，都有聚合物复合材料混凝土的应用。

树脂混凝土是以环氧、聚氨酯、甲基丙烯酸或苯乙烯等树脂为基，以卵石作粗骨料而制成的。与普通混凝土相比，它具有以下优点：抗拉、抗弯强度比较高；在短时间内可达到较高的强度；粘接性能好；耐磨损、耐冲击；硬化后不渗水，抗吸水、抗透水和抗冻性能良好；化学稳定性和绝缘性能好。不足的是，它的耐热性和耐燃性较差，因此不宜在高温下使用。树脂混凝土除了具有聚合物混凝土相同的用途外，还可做工艺雕塑。如果用天然大理石粉代替砂石掺入树脂中，还可制得极为漂亮的人造大理石，是建筑中的高级材料。

耐腐蚀混凝土

聚合物混凝土虽然也耐腐蚀，但与含硫混凝土和玻璃混凝土相比，还是略为逊色。根据所用原料，含硫混凝土可分为两种：一种是用含硫水泥与已加热的矿物原料在135℃～140℃的高温下混合而成；另一种是不用水泥，而完全用硫磺与砂子经烧结而制得。

含硫混凝土对酸、盐的耐腐蚀性很强，将它制得的试件放在浓硫酸、盐酸、氯化钙和氯化铁等各种腐蚀性溶液中，一年后检查并没有发现任何腐蚀痕迹，是化工行业中不可多得的优质材料。但是它难以抵抗强碱和一些氧化剂的腐蚀，在高温下也不宜使用。

玻璃混凝土是一种不用水泥而全部采用液体玻璃（硅酸钠）和磨细的活性填料制成的新型混凝土。这种混凝土非常结实，即使在500℃的高温下，它仍同室温时一样坚固，所以是制作瓦斯管道和烟囱等高温设备较为理想的材料。

轻质混凝土

轻质混凝土常见的有轻骨料混凝土和加气混凝土两种。这类混凝土之所以轻，主要是因为采用了比砂石更轻一些的原料作骨料。目前常用的轻骨料主要有：天然原料，如浮石、火山渣等；经过热处理的天然原料，如蛭石、膨胀珍珠岩、膨胀页岩和膨胀黏土等；工业废料，如矿渣、炉渣等；经过热处理的工业废料，如膨胀矿渣、烧结粉煤灰等；有机材料，如锯末、谷壳和塑料颗粒等。此外还有用陶瓷颗粒作为骨料的。

法国曾推出一种用膨胀玻璃球作骨料和用聚氨基甲酸酯作胶结料制成的特轻聚合物混凝土，容重仅200 千克/立方米，其保温、隔热和防水等性能也很好。此外，这种混凝土硬度比较低，可以切割、钻孔、钉钉子，给施工、安装带来很大的方便，深受人们的欢迎。

俄罗斯还研制出一种质地和木材一样轻的混凝土，用它制作的板材，可以漂浮在水面上。这种混凝土是用冶金工厂排放的尘埃状废物制成的，具有较好的保温和抗冻性能，即使在严寒的冬天，也不会冻裂而影响性能。

无缺陷混凝土

混凝土凝固时会产生裂缝，这严重影响了混凝土的质量。早在上世纪60 年代，美、日等国就开始研制无缺陷水泥。目前主要有氧化钙-氧化铝-硫酸钙系和石灰系两大类。它们之所以能消除裂缝，是因为前者和水混合后生成膨胀性钙矾土以及后者和水反应生成氢氧化钙。它们都因膨胀产生一定的压力，填补了混凝土因收缩而产生的裂缝，因此这种混凝土又叫膨胀混凝土。

除了上述方法以外，加入化学膨胀剂或减缩剂也能消除混凝土中的裂缝。

英国政府经过多年的研究，终于找到了混凝土产生裂缝的原因，那就是混凝土固化时产生了气隙和气泡。于是他们采用不同于普通混凝土的搅拌方法，同时掺入少量的聚酯，终于研制成了另一种新型水泥——MDF 水泥。由这种水泥配制的混凝土，比膨胀混凝土的性能更为优异，它的抗拉强度和坚韧性比普通混凝土分别提高20 倍～100倍，硬度为玻璃钢的2倍，密度和比重却与铝差不多，而且耐高温、耐酸碱腐蚀，绝缘性能也比较好，它还可染成各种颜色作装饰和保护层。可以预测，这种混凝土将在机械和化学工业中获得广泛的应用。

彩色混凝土

千百年来，混凝土几乎都是单一的灰色。现在出现了彩色水泥，可以配制所需颜色的混凝土。这种水泥运用了多种无机矿物颜料着色剂。着色剂的用量可根据其性能和要求来决定，一般为水泥重量的6%，最多不超过10%。用这种方法制得的混凝土不仅色彩绚丽，永保鲜艳，而且耐碱性能很好，即使与碱直接接触也不褪色。

国外还研制成一种魔术似的变色混凝土。它的颜色可随空气的湿度而变化。空气干燥时呈蔚蓝色；当空气返潮快要下雨时，就变成紫色；一旦下雨时又变成玫瑰色。它为什么能根据气候变化改变颜色呢？原来水泥中掺入了一定数量的二氧化钴。这种化合物性能极不稳定，能随空气温度和湿度变化而改变颜色。采用这种混凝土作装饰材料，除了给人一种变幻莫测的感觉和美的享受外，还可根据混凝土的颜色变化预测天气变化，因此有人称它为“气象混凝土”。

混凝土品种繁多，功能各异，例如还有可焊性混凝土、防辐射混凝土、导电混凝土、医用混凝土、生物混凝土等等。总之，随着科学技术的发展，混凝土将在国民经济建设中发挥更重要的作用。