建筑材料中的其他混凝土品种

5.6.1　高性能混凝土

高性能混凝土是指具有好的工作性、早期强度高而后期强度不倒缩、韧性好、体积稳定性好、在恶劣的使用环境条件下寿命长和匀质性好的混凝土。

高性能混凝土一般既是高强混凝土（C60～C100），也是流态混凝土（坍落度大于200mm）。因为高强混凝土强度高、耐久性好、变形小；流态混凝土具有大的流动性、混凝土拌和物不离析、施工方便。高性能混凝土也可以是满足某些特殊性能要求的匀质性混凝土。

要求混凝土高强，就必须胶凝材料本身高强；胶凝材料结石与骨料结合力强；骨料本身强度高、级配好、最大粒径适当。因此，配制高性能混凝土的水泥一般选用R型硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，强度等级不低于42.5MPa。混凝土中掺入超细矿物质材料（如硅粉、超细矿渣或优质粉煤灰等）以增强水泥石与骨料界面的结合力。配制高性能混凝土的细骨料宜采用颗粒级配好、细度模数大于2.6的中砂。砂中含泥量不应大于1.0%，且不含泥块。粗骨料应为清洁、质地坚硬、强度高，最大粒径不大于31.5mm的碎石或卵石。其颗粒形状应尽量接近立方体形或圆形。使用前应进行仔细清洗以排除泥土及有害杂质。

为达到混凝土拌和物流动性要求，必须在混凝土拌和物中掺入高效减水剂（或称超塑化剂、流化剂）。常用的高效减水剂有:三聚氰胺硫酸盐甲醛缩合物、萘磺酸盐甲醛缩合物和改性木质素磺酸盐等。高效减水剂的品种及掺量的选择，除与要求的减水率大小有关外，还与减水剂和胶凝材料的适应性有关。高效减水剂的选择及掺入技术是决定高性能混凝土各项性能的关键之一，需经试验研究确定。

高性能混凝土中也可以掺入某些纤维材料以提高其韧性。

高性能混凝土是水泥混凝土的发展方向之一。它将广泛地被用于桥梁工程、高层建筑、工业厂房结构、港口及海洋工程、水工结构等工程。

5.6.2　防水混凝土

防水混凝土具有高抗渗性能，常用的配制方法有:骨料级配法（改善骨料级配）、富水泥浆法（采用较小的水灰比，较高的水泥用量和砂率，改善砂浆质量，减少孔隙率，改变孔隙形态特征）、掺外加剂法（如引气剂、防水剂、减水剂等）、采用特殊水泥（如膨胀水泥等）。

防水混凝土主要用于有防水抗渗要求的水工构筑物，给排水工程构筑物（如水池、水塔等）和地下构筑物，以及有防水抗渗要求的屋面等。

5.6.3　轻混凝土

轻混凝土是指干密度小于2000kg/m3的混凝土，包括轻骨料混凝土、多孔混凝土和大孔混凝土。轻骨料混凝土采用浮石、陶粒、煤渣、膨胀珍珠岩等轻骨料制成。多孔混凝土是一种内部均匀分布细小气孔而无骨料的混凝土，是以水泥、混合材料、水及适量的发泡剂（铝粉等）或泡沫剂为原料配制而成的。大孔混凝土是以粒径相近的粗骨料、水泥、水，有时加入外加剂配制而成的。

轻混凝土的特点是表观密度小、自重轻、强度较高，具有保温、耐火、抗震、耐化学侵蚀等多种性能。主要用于非承重的墙体及保温、隔音材料。轻骨料混凝土还可用于承重结构，以达到减轻自重的目的，如房屋建筑、各种要求质量较轻的混凝土预制构件等。

5.6.4　纤维混凝土

纤维混凝土是以混凝土为基材，外掺各种纤维材料而成的水泥基复合材料。纤维一般可分为两类:一类为高弹性模量的纤维，包括玻璃纤维、钢纤维和碳纤维等；另一类为低弹性模量的纤维，如尼龙、聚丙烯、人造丝以及植物纤维等。目前，实际工程中使用的纤维混凝土有:钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、聚丙烯纤维混凝土及石棉水泥制品等。

1.钢纤维混凝土

普通钢纤维混凝土，主要用低碳钢纤维；耐热钢纤维混凝土等则用不锈钢钢纤维。

钢纤维的外形有长直形圆截面、扁平截面两端带弯钩、两端断面较大的哑铃形及方截面螺旋形等多种。长直形圆截面钢纤维的直径一般为0.25～0.75mm，长度为20～60mm。扁平截面两端有钩的钢纤维，厚为0.15～0.4mm，宽0.5～0.9mm，长度也是20～60mm。钢纤维掺量以体积率表示，一般为0.5%～2%。

钢纤维混凝土物理力学性能显著优于素混凝土。如适当纤维掺量的钢纤维混凝土抗压强度可提高15%～25%，抗拉强度可提高30%～50%，抗弯强度可提高50%～100%，韧性可提高10～50倍，抗冲击强度可提高2～9倍。耐磨性、耐疲劳性等也有明显增加。

钢纤维混凝土广泛应用于道路工程、机场地坪及跑道、防爆及防震结构，以及要求抗裂、抗冲刷和抗气蚀的水利工程、地下洞室的衬砌、建筑物的维修等。施工方法除普通的浇筑法外，还可用泵送灌注法、喷射法及作预制构件。

2.聚丙烯纤维混凝土及碳纤维增强混凝土

聚丙烯纤维（又称丙纶纤维），单丝可以捻丝形状掺入水泥混凝土中，纤维长度10～100mm者较好，通常掺入量为0.40%～0.45%（体积比）。聚丙烯纤维的价格便宜，但其弹性模量仅为普通混凝土的1/4，对混凝土增强效果并不显著，但可显著提高混凝土的抗冲击能力和疲劳强度。(www.xing528.com)

碳纤维是由石油沥青或合成高分子材料经氧化、碳化等工艺生产出的。碳纤维属高强度、高弹性模量的纤维，作为一种新材料广泛应用于国防、航天、造船、机械工业等尖端工程，碳纤维增强水泥混凝土具有高强、高抗裂、高抗冲击韧性、高耐磨等多种优越性能。

在飞机场跑道等工程中应用获得了很好的效果。然而碳纤维成本高，推广应用受到限制。

3.玻璃纤维混凝土

普通玻璃纤维易受水泥中碱性物质的腐蚀，不能用于配制玻璃纤维混凝土。因此，玻璃纤维混凝土是采用抗碱玻璃纤维和低碱水泥配制而成的。

抗碱玻璃纤维是由含一定量氧化铝的玻璃制成的。国产抗碱玻璃纤维有无捻粗纱和网格布两种型式。无捻粗纱可切割成任意长度的短纤维单丝，其直径为0.012～0.014mm，掺入纤维体积率为2%～5%。把它与水泥浆等拌和后可浇筑成混凝土构件，也可用喷射法成型；网格布可用铺网喷浆法施工，纤维体积率为2%～3%。

玻璃纤维混凝土的抗冲击性、耐热性、抗裂性等都十分优越。但长期耐久性有待进一步考察。故现阶段主要用于非承重结构或次要承重结构，如屋面瓦、顶棚、下水道管、渡槽、粮仓等。

5.6.5　泵送混凝土

混凝土拌和物的坍落度不低于100mm，并在泵压作用下，经管道实行垂直及水平输送的混凝土。

泵送混凝土所采用的原材料应符合下列要求:可选用硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥，不宜采用火山灰水泥。粗骨料的最大粒径与输送管径之比，当泵送高度在50m以下时，对碎石不宜大于1:3，对卵石不宜大于1:2.5；泵送高度在50～100m时，对碎石不宜大于1:4，对卵石不宜大于1:3；泵送高度在100m以上时，对碎石不宜大于1:5，对卵石不宜大于1:4。粗骨料应采用连续级配，且针片状颗粒含量不宜大于10%。宜采用中砂，其通过0.315mm筛孔的颗粒含量不应小于15%。泵送混凝土应掺用泵送剂或减水剂，并宜掺用优质粉煤灰或其他活性矿物掺和料。

泵送混凝土的用水量与水泥及矿物掺和料的总量之比不宜大于0.60，水泥和矿物掺和料的总量不宜小于300kg/m3，砂率宜为35%～45%，掺用引气剂外加剂时，其混凝土含气量不宜大于4%。

泵送混凝土适用于需要采用泵送工艺混凝土的高层建筑，超缓凝泵送剂用于大体积混凝土，含防冻组分的泵送剂适用于冬季施工混凝土。

5.6.6　喷射混凝土

喷射混凝土是用压缩空气喷射施工的混凝土。喷射方法有:干式喷射法、湿式喷射法、半湿喷射法和水泥裹砂喷射法等。

喷射混凝土施工时，将水泥、砂、石子及速凝剂按比例加入喷射机中，经喷射机拌匀、以一定压力送至喷嘴处加水后喷至受喷射部位形成混凝土。

在喷射过程中，水泥与骨料被剧烈搅拌，在高压下被反复冲击和击实，所采用的水灰比又较小（常为0.40～0.45），因此混凝土较密实，强度也较高。同时，混凝土与岩石、砖、钢材及老混凝土等具有很高的黏结强度，可以在黏结面上传递一定的拉应力和剪应力，使与被加固材料一起承担荷载。

喷射混凝土所用水泥要求快凝、早强、保水性好，不得有受潮结块现象。多采用强度等级32.5MPa以上的新鲜普通水泥，并需加入速凝剂。也可再加入减水剂，以改善混凝土性能。

所用骨料要求质地坚硬。石子最大粒径一般不大于20mm。砂子宜采用中、粗砂，并含有适量的粉细颗粒。

喷射混凝土的配合比，装入喷射机时一般采用水泥:砂:石子＝1:（2.0～2.5）；（2.0～2.5）；经过回弹脱落后，混凝土实际配合比接近于1:1.9:1.5。喷射砂浆时灰砂比可采用1:（3～4）；经回弹脱落后，所得砂浆实际灰砂比接近于1:（2～3）。干式喷射法的混凝土加水量，由操作人员凭经验进行控制，喷射正常时，水灰比常在0.4～0.5范围内波动。

喷射混凝土强度及密实性均较高。一般28d抗压强度均在20MPa以上，抗拉强度在1.5MPa以上，抗渗等级在P8以上。

将适量钢纤维加入喷混凝土内，即为钢纤维喷射凝土。它引入了纤维混凝土的优点，进一步改善了混凝土的性能。

喷射混凝土广泛应用于薄壁结构、地下工程、边坡及基坑的加固、结构物维修、耐热工程、防护工程等。在高空或施工场所狭小的工程中，喷射混凝土更有明显的优越性。