引言:伴随经济与科技的发展,建筑形式不断增多,而混凝土因原料丰富、价格实惠且生产工艺相对简单,在很多工程项目中均有运用。相较于普通混凝土材料,新型混凝土材料的抗压强度更高,耐久性更好,此类材料的应用范围更加广泛。同时,新型混凝土材料的环保性强,随着我国保护环境与生态多样性等理念的落实,新型混凝土材料受到建筑行业以及相关领域的高度关注。
新型混凝土材料的种类、特性
1.1高性能混凝土
伴随社会科技的发展,新型混凝土不断向着防渗、质量轻以及高强度等方向发展。近些年,市面推行很多外加剂、胶凝材料,一定程度上提高了混凝土的耐久性、力学性能。就目前而言,新型混凝土材料的种类较多,其中包括高性能混凝土、轻质混凝土等。对于高性能混凝土(HPC)而言,其是由粗细集料、水泥、超塑化剂等材料构成,相较于普通混凝土,新型混凝土的材料组成更为繁琐、复杂,对于配置工艺、人员能力等均有极高的要求。表1为某工程项目的高性能混凝土材料配比。
表1某工程高性能混凝土材料配比从混凝土强度进行分析,高性能混凝土的特性好,通常超过70Mpa。合理应用高性能混凝土,不仅能缩减截面尺寸,还能降低结构自重对地基产生的负荷度并减少材料的用量[1]。同时,高性能混凝土的工作性良好、耐久性强,能够很好地抵抗恶劣环境。当前,高性能混凝土在很多高层建筑中得以运用,其所具备的高强度、强耐久性、低水化热等特点将成为新型混凝土材料的主要发展趋势。
1.2 轻质混凝土
轻质混凝土是一种由轻质骨料、水泥混合而成的材料,其密度比普通混凝土低,并且具有良好的强度、隔声性能、绝热性能,如今已广泛应用于建筑工程、土木工程。对于轻质混凝土而言,其密度通常在400kg/m3和2000kg/m3间,和普通混凝土相比,轻质混凝土的自重小,有助于减轻建筑物的负荷。同时,轻质混凝土的强度高,能够依据工程需要灵活调整,适当添加掺合料与增强材料还可提升轻质混凝土的抗压强度、抗拉强度。至于隔声性能,因轻质混凝土的孔隙结构相对较小,可以吸收、消散声音波动的能量并降低噪音的传播。通常情况下,轻质混凝土常用于隔音房间、公共场所,如图1。
图1 轻质混凝土在房屋建筑中的应用实图
高层建筑工程施工中新型混凝土材料的应用
2.1新拌混凝土的工作性分析
新型混凝土的工作特性是一个相当全面的评价标准,其中包括填充能力、流动性、泵送能力、均匀度等[2]。对于高性能混凝土材料而言(下面简称为HPC),其新拌混凝土的标准为具备良好的流动性并且其流动损失相对较小,以便满足混凝土在不同场景的使用需求,如运输、混凝土的集中混合、灌浆及泵送。此外,HPC在灌浆阶段不必经历振捣即可达到均匀的状态,换言之,其具备较好的填充属性,这是普通混凝土很难实现的一点。同时,HPC还包括了很多元素,能够在各种掺合物的作用下改变元素的特性。对于超塑化剂而言,如三聚氰胺和萘等,都是简单易操作的材料,能够有效地减少水分,即使处理强度相对较大的水泥浆,也能减少17%以上的水分。然而,HPC的全部性能目前尚未完全达成,这主要归咎于单一的超塑化剂,例如离析分层、坍落度的损失等,通常难以得到适当的处理。因此,应该把减水剂、缓凝剂、引气剂等整合在一起,构建一种复合型的超塑化剂,以便更好地满足HPC对其性能的多元化需求。
2.2硬化混凝土的性能
现代化的建筑设计潮流正在向更多的楼层和更宽敞的区域发展,同时也促进了HPC的进一步研究和革新。在这类高层建筑中,混凝土的强度和其所承受的轴向力相一致。简单来说,建筑的楼层数目是由其使用的混凝土强度所决定。在25-30层的建筑中,需要使用37Mpa-41Mpa的混凝土;然后是30-35层,需要使用42Mpa-47Mpa的混凝土;当要进行更高层的建设时,需要使用更加稳定的混凝土,比方说60层的建筑,需要使用100Mpa的混凝土[3]。目前,30-35层的建筑物在规划和建造过程中处于核心地位,其高度通常为100m。因此,现阶段的研究焦点集中在60Mpa- 120Mpa的HPC上,这将成为未来的发展方向。在此形势下,可以参照普通混凝土结构方法来确定配比,但是,其核心结构要素和特征必须满足HPC的要求。
2.3应用概况
以辽宁市某高层建筑为例,在对建筑楼板浇筑混凝土之前,施工单位根据地面的长度,从南到北排列,同时安装两根施工泵管,方便进行泵送操作。该建筑楼板的形态呈现长条状,总长度约95m,总宽度约50m,总厚度约690mm。实际施工中,施工人员已在混凝土生产线上设置两条建筑用的泵管,同时还搭载了22辆混凝土搅拌车以及6台混凝土泵。该工程的整个混凝土施工时间长达16h,整个施工过程十分顺利、平稳。同时,施工单位结合工程情况在深入研究高性能混凝土的抗裂性能以及养护作业后,决定继续使用这一方法浇筑建筑物的其他楼板,经实践发现,使用此类型的混凝土建造的楼板强度都达到了项目的预期标准,而且完全无裂痕,展示出卓越的抗裂效果。
2.4新型混凝土材料的应用对策
2.4.1注重材料的研发和创新
建筑工程施工中,要想提高新型混凝土材料的应用效果,施工单位应注重对材料的研究,深入了解混凝土材料的性能特点与应用潜力。同时,国家政府与科研机构还应加大对新型混凝土材料研究的投入力度,推动产学研合作,有助于新型材料的研发、创新。另外,实际应用中施工单位应采用先进、有效的工艺与技术,尽可能提高新型混凝土材料的性能、品质,不仅能提高整个工程的建设质量,还能降低生产成本。
2.4.2质量控制和检测
新型混凝土材料应用过程中,应严格控制原材料的质量。如选择质量稳定、信誉良好的材料供应商,确保水泥、骨料等原材料的质量符合规定标准。在施工现场,还应定期抽检原材料,检查其化学成分、物理性能是否合理、可行,以满足工程建设的需要[4]。同时,还应做好混凝土强度的检测工作。按照工程相关标准实施混凝土的强度检测,其中包括抗折强度检测、抗压强度检测等。检测工作中,合理应用检测设备,采用先进、有效的检测方法,能够提高检测结果的精准性,有助于建筑工程混凝土施工的高效进行。
结束语:
总而言之,随着社会经济的发展,建筑市场中的新型混凝土材料种类更加丰富。因为新型混凝土材料的原材料多、来源广、抗压性能与耐久性能强,所以被广泛应用到房屋建筑施工中,在提高项目施工质量与效率、节省施工成本等方面起着至关重要的作用。实际施工中,施工单位还应加大对新型混凝土材料的研究与运用,有助于提高工程项目的实效性、环保性与持续性。
参考文献:
[1] 赵利滨. 新型混凝土材料在建筑工程中的应用分析[J]. 百科论坛电子杂志,2020(20):4613.
[2] 李松. 建筑工程混凝土及新型材料施工技术的运用[J]. 城镇建设,2023(10):100-102.
[3] 张馨予,李超,林锦眉,等. 新型加固材料在建筑混凝土楼板粘接加固工程中的应用[J]. 粘接,2023,50(3):65-68.
[4] 王焕君. 新型混凝土材料在建筑工程领域中的应用[J]. 建筑工程技术与设|计,2021(28):1799-1800.