混凝土材料發(fā)展方向的探討

混凝土以其良好的抗水性、優(yōu)越的可塑性、優(yōu)良的耐火性以及最具競(jìng)爭(zhēng)力的經(jīng)濟(jì)性而成為目前全世界用量最大（110億噸/年）和使用范圍最廣（土木、水利、交通、石油、航運(yùn)、國(guó)防、軍工等等）的材料

混凝土材料研究和發(fā)展的趨勢(shì)

新材料技術(shù)的發(fā)展促使混凝土通過復(fù)合走向高性能和智能化

以工業(yè)廢料代替水泥以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排

　　許多工業(yè)廢料如煤熱電廠排放的粉煤灰、煉鋼廠排放的粒化高爐礦渣（磨細(xì)）、工業(yè)燃煤后留下的未能充分燃燒的煤矸石（磨細(xì)），生產(chǎn)硅金屬的排放的硅灰等都可以用來(lái)部分代替水泥，而不降低混凝土的性能。事實(shí)上，這些工業(yè)廢料等量代替水泥后，如果配料得當(dāng)，往往能夠提高甚至大幅度混凝土的各種性能，如強(qiáng)度和耐久性能。我國(guó)的三峽大壩，使用量2800萬(wàn)m3，約合6720萬(wàn)噸，其中的粉煤灰替代水泥的量為40%，既減少了成本，又成功解決了三峽大壩大體積混凝土溫升的問題。硅灰已成為現(xiàn)代高強(qiáng)高性能混凝土必不可少的礦物摻合料之一。文獻(xiàn)[5]，利用56%的礦渣和和30%煤矸石制備無(wú)孰料水泥，也就是說(shuō)用礦渣和煤矸石經(jīng)過一定處理完全代替水泥，配制低等級(jí)的混凝土混凝土，已經(jīng)成為可能。

高性能化

混凝土的高性能，主要體現(xiàn)在：高的工作性、高強(qiáng)度和高的耐久性（如：水工混凝土的抗?jié)B、寒冷地區(qū)的抗凍、機(jī)場(chǎng)和公路混凝土路面的抗沖耐磨、海工或化工混凝土工程的抗酸性侵蝕、大體積混凝土的抗裂等）。高的工作性可通過復(fù)合超塑化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)，使得混凝土能夠無(wú)需振搗靠自重流平模板的每一個(gè)角落，即自流平混凝土[3].高強(qiáng)可以通過復(fù)合各種纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)。法國(guó)研究人員通過特殊工業(yè)通復(fù)合直徑0.15mm長(zhǎng)度13mm、最大體積摻量為2.5%的鋼纖維，在400℃的養(yǎng)護(hù)條件下，制備出的超高強(qiáng)混凝土其抗壓強(qiáng)度達(dá)到800Mpa[1].這種混凝土在韓國(guó)得到了商業(yè)應(yīng)用，如圖1（Cheog人行橋），跨度120m，拱高130m，其細(xì)長(zhǎng)比創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。高的耐久性，根據(jù)具體要求不同而復(fù)合不同的材料，如：復(fù)合化學(xué)纖維、超細(xì)礦物摻合料或引氣劑等可提高混凝土抗?jié)B性抗凍性，復(fù)合鋼纖維和硅灰可以提高路面的抗沖耐磨性能，復(fù)合高爐礦渣和粉煤灰可以有效提高混凝土的抗硫酸鹽侵蝕能力，復(fù)合大摻量粉煤（]如圖2）和相變材料（如冰）可以減少大體積混凝土內(nèi)部溫升從而控制其開裂等。

綠色技術(shù)的發(fā)展引導(dǎo)混凝土向節(jié)能減排、循環(huán)使用的方向發(fā)展

　　混凝土雖然擁有眾多優(yōu)勢(shì)，但其對(duì)環(huán)境的影響卻不能忽視?；炷撩磕甏蠹s消耗15億噸的水泥和近90億噸的天然砂石料，可以說(shuō)是世界上最大的天然資源用戶[1]，其生產(chǎn)和應(yīng)用必將給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)許多不利的影響。所以混凝土就必然面臨這一問題所帶來(lái)的沖擊，可持續(xù)經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排等一系列國(guó)家政策要求混凝土必須走綠色之路。自然就要從水泥和砂石料這兩方面著手解決了。