混凝土的品种及运用（25种不同类型的混凝土盘点）

混凝土是一种结构材料，由化学惰性的颗粒物质（例如沙子和砾石）通过水泥和水粘合在一起。

今天，许多不同类型的混凝土被用于建造摩天大楼、桥梁、道路和各种结构。它们是通过以不同的比例添加不同的物质而产生的。

我们列出了为满足各种要求而生产的所有不同类型的混凝土。每一种都具有独特的强度、密度以及耐化学性和耐热性。详细介绍了它们的特性和应用。

25.普通混凝土

强度：10～40MPa

普通混凝土（也称普通强度混凝土）是由水泥、水、骨料等材料混合而成。骨料是惰性颗粒材料（如沙子和砾石）或大小为 6.5 到 38 毫米不等的碎石。

根据施工现场的水泥性能和天气条件，普通混凝土的初凝时间为0.5至1.5小时。它可以承受10到40兆帕的压力。从骨料中去除有机物质（如树枝和树叶）以确保最高强度和更长的耐用性。

24. 冲压混凝土

常用于：泳池甲板；车道；人行道；天井

冲压混凝土经过染色和纹理处理，给人一种类似于石头、板岩、木材或砖块的错觉。与其他具体变体不同，它是通过添加基色、强调色并在混合物中印上图案而制成的。

冲压混凝土具有中等抗压强度，一般在 20 到 30 MPa 之间。它不仅增加了地板的强度，而且还提供了令人愉悦的外观（有多种饰面可供选择）。如果维护得当，它可以持续至少三年。

总体而言，它是天然石材或砖块的更便宜且可持续的替代品。

23. 石膏混凝土

主要用作：垫层；面漆地板

石膏混凝土是波特兰水泥、石膏灰泥和骨料的混合物。除了地板找平，它还用于在非承重结构和围护结构中建造墙体砌块和面板。

根据重量，石膏混凝土可分为三组：

• 平均密度小于 500 kg/m3 的超轻量级

• 重量轻，平均密度小于 500–1800 kg/m3

• 平均密度小于 1800-2500 kg/m3 的正常重量

轻质石膏混凝土由多孔天然（贝壳石灰石、浮石）和合成材料（粘土、蛭石）制成。正常重量的石膏混凝土包含细骨料（天然砂）和粗骨料（碎石和砾石）。

22. 沥青混凝土

跑道由沥青混凝土制成

用于：地面道路；机场；停车场

沥青混凝土（或简称为沥青）是沥青、骨料、添加剂（如聚合物）和抗剥落剂的混合物。混合物制成后，用卡车运送到摊铺现场，在那里用机械摊铺机或修整机均匀摊铺。

然后通过重型压路机将其压实到特定程度，从而产生光滑、均匀压实的路面。为了达到足够的密度，混凝土在混合物温度低于 175 华氏度之前被压实。

不同的沥青混合料在道路噪音、制动效率和表面耐久性方面表现出不同的性能。就噪音而言，沥青路面远好于硅酸盐水泥混凝土表面和碎屑密封表面。

21. 耐火混凝土

独特的特性：高抗热膨胀和收缩

耐火混凝土是用高铝水泥或铝酸钙水泥制成的。它专为高温应用而设计，例如砖石烤箱和烟囱。

耐火混凝土通常是预先准备好的，准备好现场搅拌和安装。与传统混凝土不同，它可以承受高达 1400 °C（或 2552 °F）的高温。

20. 玻璃混凝土

适用于：人行道、人行道和室内应用

粉碎的废玻璃可用作混凝土中的骨料。这减少了将玻璃材料研磨成粉末所需的时间和能量。

最近的研究表明，用回收玻璃制成的混凝土具有更好的强度、隔热性和耐磨性。它们还适用于各种表面处理，包括清洗、研磨、酸化和喷砂。它为设计师和建筑师提供了无数新的美学可能性。

19. 纳米混凝土

独特的特性：纳米粒子填充了传统混凝土中的所有微孔和微空间

纳米混凝土由尺寸小于 100 微米的波特兰水泥颗粒和不大于 500 纳米的二氧化硅颗粒组成。二氧化硅颗粒填充了传统混凝土中会出现的孔隙埃特。

这减少了混凝土收缩并增加了强度、耐久性和与钢筋的粘合度。然而，纳米技术在混凝土中的商业规模开发仍然有限，很少有成果成功转化为有效产品。

18. 橡胶混凝土

可能的应用：高速公路减震器、建筑物地震减震器

废橡胶轮胎可用于生产混凝土。这将是利用橡胶废料和保护环境的好方法。

到目前为止，我们还没有找到一种有效的技术来做到这一点。然而，大量的研究和实验测试显示了一些有希望的结果。他们表明，橡胶废料添加剂可以作为吸收剂并平衡混凝土中的所有内应力。

17. 聚合物混凝土

独特的性能：可模制成复杂的形状；具有优良的减震性能

与使用水泥水合物粘合剂的传统混凝土不同，聚合物混凝土由聚合物粘合剂或液态树脂组成。有时，聚合物与硅酸盐水泥一起用于生产所谓的聚合物水泥混凝土。

根据配方的不同，聚合物混凝土混合物具有独特的性能组合。他们有

• 抗压强度高，

• 比强度高，

• 快速固化（在 –18 至 40°C 温度范围内），

• 对水和腐蚀性溶液的渗透性低，

• 良好的耐化学性，很好

• 相对于冷冻和解冻循环的长期耐用性。

由于材料科学的最新进展显着降低了成本，聚合物混凝土正变得越来越流行。它现在用于修复旧混凝土，建造排水管和酸罐等结构部件，并提供高度不渗透和不透水的表面。

16. 快强混凝土

优点：干得更快；加快建设；环保的

快速强度混凝土旨在快速获得强度。它可以在短短两小时内达到 20 MPa 以上的强度。这种类型的混合物是通过精确选择高质量的成分和制造工艺生产的。

它用于地板、道路、桥梁、高速公路、隧道、跑道等主要应用，以及停车场、造船厂等其他次要应用。 与传统混凝土不同，快强混凝土易于铺设并节省大量时间建筑工地。

15. 碾压混凝土

优点：无车辙；没有坑洼；抗冻和解冻

Rollcrete（也称为碾压混凝土）包含与传统混凝土相同的成分，但比例不同。它是粉煤灰或水泥、沙子、骨料、水（比例较少）和常用添加剂的混合物。最终产品更干燥且没有坍落度。

用高密度沥青摊铺设备铺设，然后用压路机压实。压实在铺设后立即开始，一直持续到路面满足密度要求。它提供强度、密度、光滑度和表面纹理。

如今，这种混凝土用于道路、停车场、机场、发电厂、水坝、军事设施、仓储设施和其他工业园区的建设和修复。根据安装宽度和所需厚度，混凝土可以快速铺设 - 每小时 50 至 120 米。

14. 预制混凝土

优点：施工方便；易于维修

预制混凝土在制造单位使用可重复使用的模具进行制备、浇筑和固化。它们被运送到施工现场并提升到位。

预制构件（如墙板、梁、柱、管）首尾相连，形成一个完整的结构。这种由混凝土制成的部件比钢框架更经济、更可行。但是，两者都用于增强结构的设计和可达性。

13. 地聚合物混凝土

独特的特性：比水泥混凝土更耐腐蚀和防火

地聚合物混凝土是传统水泥混凝土的绝佳替代建筑材料。

制造波特兰水泥是一个能源密集型过程，会排放大量二氧化碳和其他导致全球变暖的温室气体。另一方面，地质聚合物混凝土是在不使用波特兰水泥的情况下生产的。它是通过用碱溶液处理铝硅酸盐矿物（存在于飞灰、高炉矿渣等废料中）制成的。

这种类型的混凝土已用于建造人行道、水箱、预制桥面和挡土墙。它具有很高的抗拉和抗压强度，并能迅速获得完全的强度。此外，它的收缩小于水泥混凝土。

12.透水混凝土

用于：人行道；停车区；在可持续建筑中有应用

透水混凝土具有高孔隙率。它是一种结构具有大量互连空隙的混凝土路面。空隙形成了一种多孔介质，允许来自降水和其他来源的水通过并到达下面的土壤。

透水混凝土不含沙子或细骨料。它是通过使用一种坚固的糊状物将大骨料涂覆并粘合在一起制成的，从而形成一种高渗透性的结构。

通常，混凝土的孔隙大小为 2 至 8 毫米。虽然18-35%的内容物是空隙，但它可以具有3-28MPa的抗压强度。

11. 可弯曲混凝土

优点：重量轻；相对更强，更灵活；成本效益

可弯曲混凝土是一种新型混凝土，具有令人印象深刻的承载能力，并且可以非常有效地承受压缩载荷。虽然它已经在不同的地方使用过，但它仍然需要进行适当的研究。

它包含普通混凝土的所有成分减去粗骨料。这些成分与聚乙烯醇纤维和超塑化剂混合。

由于聚合物纤维和减摩涂层使结构在不破裂的情况下变形，最终产品的重量比传统混凝土轻 20-40%，抗开裂能力提高 500 倍。

10. 泡沫混凝土

特性：重量轻；防火；成本效益;环境友好型

泡沫混凝土，也称为轻质蜂窝混凝土，是通过以不同比例混合波特兰水泥、粉煤灰、沙子、水和预成型形式而制成的。通常，其密度介于 400 kg/m3 至 1600 kg/m3 之间。

与其他混凝土相比，它的制造过程更便宜，对环境的影响更小。此外，其隔热和隔音特性使其成为众多应用的理想选择，从屋顶和地板的隔热到填充空隙。

泡沫混凝土还用于生产隔热轻质墙板、滑坡修复、边坡稳定和土壤修复。

9. 石灰混凝土

优点：为湿气提供缓冲；环保，因为它在干燥过程中吸收二氧化碳

在石灰混凝土（也称为石灰混凝土）中，水泥被石灰取代，石灰是一种主要由氧化钙和/或氢氧化钙组成的含钙无机矿物。

更具体地说，石灰混凝土是天然水硬石灰和锋利沙子的混合物。在某些情况下，它与玻璃纤维混合以提供更耐用的表面。

尽管石灰混凝土比传统水泥弱，但其抗压强度足以满足建筑法规的要求。它主要用于创建楼板和拱顶，并将旧建筑改造为现代标准。

它是一种吸湿材料，这意味着它可以吸水。这就是为什么石灰混凝土地板能有效防止水分通过墙壁从地面上升并导致潮湿问题的原因。

8. 预拌混凝土

优点：允许快速施工；降低人工成本和现场监管成本

预拌混凝土按批次从制造单位交付，而不是在施工现场混合。每一批都根据承包商的具体情况量身定制，并通过称为“水泥搅拌机”的圆柱形卡车交付。

预拌混凝土可分为两大类：

运输混合混凝土：材料在制造单位准备好并在运输途中在卡车中混合。

收缩混合混凝土：材料在制造单位进行部分混合，以收缩混合物的体积并增加卡车的承载能力。混合在工作现场完成。

由于大部分工作由专业供应商完成，因此形成的混合物精确、高度耐用且可持续。

7. 钢筋混凝土

用于：基础；梁、板、柱、墙；框架

在钢筋混凝土中，钢筋或钢筋以两种材料共同抵抗力的方式嵌入。增强材料吸收结构中的拉伸、剪切和压缩应力。

混凝土的抗压强度和钢材的抗拉强度共同作用，使构件能够在更长的跨度内承受高应力。

由于传统混凝土（没有嵌入钢筋）无法承受由地震、风或振动引起的高拉应力，因此它们不适用于许多结构应用。

6. 预应力混凝土

用于：工业路面；高层建筑;桥梁和水坝；核安全壳结构

预应力混凝土是一种嵌入拉伸钢丝的钢筋混凝土。在浇筑混凝土之前拉伸钢筋。

一般情况下，钢筋布置在两个桥台之间，并拉伸到其极限强度的 65-80%。然后将混凝土倒入肌腱周围的模具中并使其硬化。一旦混凝土达到其所需的强度，就会释放拉伸力。

当钢筋试图恢复其或初始长度时，混凝土中的拉应力转化为压应力。当压力作用在结构上时，梁上作用有两种力：内预应力和外力（静载）。它们相互抵消，使结构更坚固。

这类混凝土具有较高的弹性模量，较小的蠕变应变，不易产生收缩裂缝。它提供了内部结构的灵活性和交替所需的足够跨度长度。由于这些特性，预应力混凝土被广泛用于购物中心、体育馆和学校礼堂。

5. 喷射混凝土

优点：非常适合不规则表面；具有成本效益的流程

喷射混凝土（也称为喷射混凝土）是非常细的混凝土，通过软管输送并以高速喷射到表面上。使用压缩空气将混凝土喷射到（或进入）框架。

混合物撞击表面的力导致混凝土压实，最终形成所需厚度的混凝土层。

与传统混凝土相比，喷射混凝土需要更少的模板。它已被证明是构造曲面的最佳方法。它适用于撕裂表面，广泛用于建造隧道墙和地铁。

4. 真空混凝土

优点：具有更高的密度和强度；迅速变硬；与旧混凝土粘合良好

真空混凝土是一种通过真空压力去除多余水分的混凝土。真空是通过连接到高吸入压力泵的多孔垫施加的。大量水分的去除提高了混凝土的强度。

还正在研究使用蒸汽制造真空混凝土的技术。这个想法是在搅拌机内形成真空，以便可以轻松去除混凝土内的气泡。

真空处理混凝土广泛用于建造水平和倾斜的混凝土板，如道路和机场路面、楼板和隔墙。它还用于重铺路面和修复路面。

由于这种混凝土完全没有麻点，而且其最外层具有很强的耐磨性，因此最好建造经常与流水接触的结构。

3. 自密实混凝土

优点：消除机械振动；优秀的变形能力

自密实混凝土是一种高度流动的混凝土，无需机械振动即可填充拥挤的模板。它流入复杂的区域，最大限度地减少过程中的空隙。

混凝土通过提高自动化和限制与使用振动相关的健康和安全问题来提高预制生产率。与传统混凝土相比，它具有更好的机械性能、表面光洁度和耐久性。然而，生产、浇筑和质量控制的方法对于自密实混凝土来说是必不可少的。

由于它可以具有 24 到 100 MPa 的抗压强度，因此可用于从建筑物和桥梁到检修孔和化粪池的各种结构。

使用自密实混凝土建造的最引人注目的结构之一是明石海峡悬索桥。在该项目中，混凝土在现场（距目标位置 200 米）混合并通过管道系统泵送。建设工期缩短至最多两年。

2. 高强混凝土

用高强度混凝土制成的柱子

抗压强度：大于40兆帕

顾名思义，高强混凝土比传统混凝土具有更高的抗压强度。它是通过将水灰比降低到 0.35 并添加硅粉和高效减水剂来生产的。

硅粉可防止混合物中形成氢氧化钙晶体，而超塑化剂可提高混合物的可加工性。

由于这种类型的混凝土具有增加的弹性模量，从而增加了稳定性并减少了挠度，因此可以用于更广泛的应用。

高强混凝土多用于建造高层建筑（30层以上）和长桥。它已被用于地基、剪力墙和柱子等组件中，尤其是在具有最高载荷的较低楼层上。

此外，高强度混凝土可以减小柱和梁的尺寸。使用 28 MPa 混凝土具有 4 英尺直径柱的 50 层结构可以通过使用 55 MPa 混凝土将柱直径减小约 33%。

1. 高性能混凝土

抗压强度：大于55 MPa

高性能混凝土的设计目的是比传统混凝土更坚固、更耐用，并具有更好的机械性能。它包含与普通混凝土相同的成分，但比例和制造工艺不同，以满足结构和环境要求项目的。

高性能并不总是意味着高强度。它可以指易于放置、渗透性、耐化学性、密度、体积稳定性、耐用性和长期机械性能。

超高性能混凝土的抗压强度超过 150 兆帕。它由高强度波特兰水泥、小钢纤维、气相二氧化硅、细粒砂、高效减水剂和独特的活性粉末混合物制成。

在过去的 20 年中，超高性能混凝土在多个国家引起了广泛关注。它已被用于建造建筑特色、桥梁、离岸结构和垂直组件，如风车塔和公用事业塔。

有史以来最坚固的混凝土是什么？

2020年，日本金泽大学的研究人员开发出世界上抗压强度最高的400MPa钢纤维增强无孔混凝土。他们发现，将钢纤维含量从 1% 增加到 2% 可以将冲击造成的损坏减少 30% 到 50%。

为什么混凝土被用作建筑材料？

在世界上使用的所有建筑材料中，混凝土是最有效和最高效的混合物。与其他材料相比，它有几个优点。例如：

• 在环境温度下硬化

• 可以铸造成复杂的形状

• 可以承受高温

• 具有优异的防水性能

• 不燃烧、不生锈或不腐烂

• 与钢材等其他材料相比，生产和维护成本低

混凝土行业的前景如何？

全世界的混凝土用量是塑料、木材、铝和钢材总和的两倍。该行业有许多利益相关者，包括制造商、建筑材料供应商、承包商、建筑师、工程师以及研究和教育机构。

根据 MarketResearchFuture 的数据，到 2027 年，全球预拌混凝土市场规模将达到 1.1 万亿美元，2020 年至 2027 年的复合年增长率为 8.2%。

这种增长背后的主要因素将是人口和城市化率的增加，这增加了许多住宅建设项目。蓬勃发展的商业部门和政府对道路建设和重建的投资将进一步加速增长。

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