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混凝土材料发展方向的探讨
编辑:深圳金建达建设有限公司   发布时间:2016-11-30

混凝土以其良好的抗水性、优越的可塑性、优良的耐火性以及最具竞争力的经济性而成为目前全世界用量最大(110亿吨/年)和使用范围最广(土木、水利、交通、石油、航运、国防、军工等等)的材料.
混凝土材料研究和发展的趋势
新材料技术的发展促使混凝土通过复合走向高性能和智能化,以工业废料代替水泥以实现节能减排许多工业废料如煤热电厂排放的粉煤灰、炼钢厂排放的粒化高炉矿渣(磨细)、工业燃煤后留下的未能充分燃烧的煤矸石(磨细),生产硅金属的排放的硅灰等都可以用来部分代替水泥,而不降低混凝土的性能。事实上,这些工业废料等量代替水泥后,如果配料得当,往往能够提高甚至大幅度混凝土的各种性能,如强度和耐久性能。我国的三峡大坝,使用量2800万m3,约合6720万吨,其中的粉煤灰替代水泥的量为40%,既减少了成本,又成功解决了三峡大坝大体积混凝土温升的问题。硅灰已成为现代高强高性能混凝土必不可少的矿物掺合料之一。文献[5],利用56%的矿渣和和30%煤矸石制备无孰料水泥,也就是说用矿渣和煤矸石经过一定处理完全代替水泥,配制低等级的混凝土混凝土,已经成为可能。
高性能化
混凝土的高性能,主要体现在:高的工作性、高强度和高的耐久性(如:水工混凝土的抗渗、寒冷地区的抗冻、机场和公路混凝土路面的抗冲耐磨、海工或化工混凝土工程的抗酸性侵蚀、大体积混凝土的抗裂等)。高的工作性可通过复合超塑化剂来实现,使得混凝土能够无需振捣靠自重流平模板的每一个角落,即自流平混凝土[3].高强可以通过复合各种纤维来实现。法国研究人员通过特殊工业通复合直径0.15mm长度13mm、最大体积掺量为2.5%的钢纤维,在400℃的养护条件下,制备出的超高强混凝土其抗压强度达到800Mpa[1].这种混凝土在韩国得到了商业应用,如图1(Cheong人行桥),跨度120m,拱高130m,其细长比创造了世界纪录。高的耐久性,根据具体要求不同而复合不同的材料,如:复合化学纤维、超细矿物掺合料或引气剂等可提高混凝土抗渗性抗冻性,复合钢纤维和硅灰可以提高路面的抗冲耐磨性能,复合高炉矿渣和粉煤灰可以有效提高混凝土的抗硫酸盐侵蚀能力,复合大掺量粉煤(]如图2)和相变材料(如冰)可以减少大体积混凝土内部温升从而控制其开裂等。
绿色技术的发展引导混凝土向节能减排、循环使用的方向发展
混凝土虽然拥有众多优势,但其对环境的影响却不能忽视。混凝土每年大约消耗15亿吨的水泥和近90亿吨的天然砂石料,可以说是世界上最大的天然资源用户[1],其生产和应用必将给生态环境带来许多不利的影响。所以混凝土就必然面临这一问题所带来的冲击,可持续经济、循环经济、节能减排等一系列国家政策要求混凝土必须走绿色之路。自然就要从水泥和砂石料这两方面着手解决了。

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