混凝土新技术及其在水运工程中的运用
摘要：随着经济的发展，对建筑混凝土材料的要求越来越高，本文根据混凝土新技术发展的成果，重点阐述了混凝土新技术发展的四个方向：绿色化；高耐久化；超高性能；自密实。
关键字：绿色混凝土；高耐久性；超高性能；自密实混凝土
0引言
混凝土为用量最大和用途最广的建筑材料，每年各国从事混凝土科研和实践工作的人员数量之多，难以计量，新技术、新成果也层出不穷。混凝土技术可分为两大部分：一是有关混凝土硬化后性能的技术；二是混凝土的施工技术。今年来，混凝土新技术的成果及发展可大致分为一下几个方面：绿色化；高耐久化；超高性能；自密实。
1绿色混凝土
所谓绿色混凝土，是指既能减少对地球环境的负荷，又能与自然生态系统协调共生，为人类构造舒适环境的混凝土材料。减少对地球环境的负荷，是指最大限度地综合利用自然资源和能源，在尽可能高的生产效率下降低能耗和各项物耗;消除或最低限度地产生“三废”（废渣、废气和废水）。与自然生态系统协调共生，是指竭力保护自然环境，维护生态平衡，消除或尽量减少环境污染;组织无废生产，或使“三废”再资源化。从对自然环境影响的效果来看，绿色混凝土可分为两大类，即减轻环境负荷型混凝土和生态环境友好型混凝土。
1.1 减轻环境负荷型混凝土
该类混凝土的组成与传统混凝土的最大区别在于:采取一定技术措施，掺入大量的固体废弃物(工业废渣，废弃的砖石、混凝土以及固体垃圾等)和以工业废液为原料的外加剂，实现了各类废弃物的再资源化，起到利废、减少环境污染的双重作用。目前SWC主要被用于港口、路桥等工程中。以旧建筑物或结构物为骨料的再生混凝土，可充分利用建筑垃圾。其中，以30%以下的再生骨料等量取代混凝土中的天然骨料时，可达到与天然骨料混凝土相近的强度和运用。目前，再生骨料混凝土主要用于桥梁下部工程、重力桥墩、海岸防波堤等。
1.2生态环境友好型混凝土
所谓生态友好型混凝土，是既满足人类生产、生活的需要，又不破坏生态平衡的混凝土。传统混凝土为满足高强度和高耐久性的要求，追求密实性。这种密实性的追求给生态环境带来了各种负面影响。如建筑物的透水透气性差、调节空气的温度湿度差，加剧城市的热岛效应等。
在我国相当范围地区存在着水土流失等生态环境问题，需要大量固沙、固土及固堤岸材料，开发生态友好型混凝土是最可行的解决措施。目前，我国已开发应用的混凝土有植被型混凝土和透水性混凝土。这类混凝土可改善居住环境，增加城市绿化空间，吸收噪声和粉尘，调节城市空气的温度和湿度，对城市的生态平衡起着积极作用。
2 高耐久性混凝土
普通混凝土的使用寿命并没有人们当初期望的那么长久，在水工、港口及桥梁建筑中，许多混凝土结构在建成后不久即出现材质劣化，导致混凝土开裂，承载力降低，甚至倒塌破坏，这与长期只强调强度而忽视耐久性有关。
近年来，国外研制出了以乙二醇醚衍生物为主体的混凝土外加剂，这种外加剂对提高混凝土的耐久性能具有良好的效果。它基本上不改变混凝土的强度;对混凝土的坍落度等工作性能影响不大;可以大幅度减少混凝土的干缩，提高混凝土的，抗冻性能，同时，可使混凝土的渗水高度、碳化深度，氯离子渗人深度分别下降30%-40%。因此，利用这种外加剂可配制出高耐久性混凝土，应用于某些对耐久性能有特殊要求的构筑物中，尤其是在含有盐分的水运工程建筑物中，能够取得明显的经济效益。
提高混凝土耐久性的真正有效的措施还是减少拌和用水量和增加水泥用量。因此，为了确保混凝土耐久性有效地提高，还得采用有减水效果的外加剂。
3 超高性能混凝土（UHPC）
随着科学技术的发展，混凝土强度等级一直在不断地提高，高强和超高强混凝土(60MP-140MPa)已经成功地应用于工程中。
UHPC是一种高强度、高韧性、低孔隙率的超高强水泥基材料。它的基本配制原理是:通过提高组分的细度与活性，不使用粗骨料，使材料内部的缺陷(孔隙与微裂缝)减到最少，以获得超高强度与高耐久性。
UHPC所用材料与普通混凝土有所不同，其组成材料主要包括以下几:（1）水泥;（2）级配良好的细砂;(3)磨细石英砂粉;（4）硅灰等矿物掺合;（5）高效减水剂。当对韧性有较高要求时，还需要掺人微细钢纤维。
UHPC水泥基材料是一种超高强、高耐久性的特种工程材料，在国防工程、海洋工程、核工业、特种保安和防护工程、以及市政工程领域有良好的应用前景。目前批量化生产这种材料不成问题，阻碍其广泛应用的主要障碍是其高昂的价格，其次是缺乏相关的技术标准。
4 自密实混凝土
自密实混凝土(SCC,Self-compactingconcrete)是一种具有优异施工性能的混凝土，它保持了拌合物的高匀质性和高粘聚性，能够在复杂结构中的施工提供良好的技术解决途径。同时是一种具有高流动性和适当粘度的混凝土，它能够流过钢筋填满模板内的所有空隙，在重力作用下自行密实。
4.1 自密实混凝土的性能
自密实混凝土是基于混凝土的施工性能来分类和命名的，其某些性能类似于大流动性混凝土和泵送混凝土，但又不完全相同。大流动性混凝土通过增加水泥用量和用水量而使坍落度达到20cm左右，但是大流动性混凝土的收缩裂缝较多，抗渗性、耐久性较差，钢筋也易于锈蚀，很快便被淘汰了。用混凝土泵沿管道输送和浇筑的混凝土，称之为泵送混凝土。泵送混凝土一般只要求10cm以上的坍落度，但它要求混凝土具有较好的粘塑性、泌水性、不易分离。自密实混凝土一方面要求在不增加水泥用量和用水量的前提下具有大流动性混凝土的施工性能，便于浇筑成型时免于振捣，另一方面又要求得到泵送混凝土的质量，保证浇筑时不离析，硬化后不开裂，而且耐久性要好，所以它是一种新型的混凝土材料。
4.2 自密实混凝土的研究现状
国内对自密实混凝土的研究与应用开始于90年代初期。1987年冯乃谦提出了流态混凝土概念，奠定了这一研究的基础。2003年广州西卡建筑材料公司天津分公司先后在天津和北京举办“高性能混凝土、自密实混凝土研讨会”，推动了津京地区自密实高性能混凝土的发展。此外，清化大学的廉慧珍教授、覃维祖教授、武汉工业大学的马保国教授、哈尔滨工业大学的巴恒静教授、福州大学的郑建岚教授、中南大学的谢友均教授、山东建工学院的李志明教授以及江苏建材研究院、天津市建筑科学研究院等对自密实混凝土做了大量研究工作，促进了我国自密实混凝土的发展。