隨著現(xiàn)代材料科學(xué)的不斷進(jìn)步，新型混凝土層出不窮，由于新材料革命使得新型的混凝土結(jié)構(gòu)也趨于大型化和復(fù)雜化，傳統(tǒng)的檢測(cè)與修復(fù)方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代多功能和智能建筑對(duì)混凝土材料提出的要求。因此，研究和開發(fā)應(yīng)用具有主動(dòng)、自動(dòng)地對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行自診斷、自調(diào)節(jié)、自修復(fù)的混凝土和具有節(jié)能環(huán)保性能的混凝土已成為混凝土發(fā)展的需要。
一、新型混凝土種類及其特性
1、可自診斷內(nèi)部損傷的混凝土
?。?）碳纖維新型混凝土
碳纖維是一種高強(qiáng)度、 高彈性且導(dǎo)電性能良好的材料。在水泥基材料中摻入適量碳纖維不僅可以顯著提高強(qiáng)度和韌性，而且其物理性能，尤其是電學(xué)性能也有明顯的改善，可以作為傳感器并以電信號(hào)輸出的形式反映自身受力狀況和內(nèi)部的損傷程度。
（2）光纖傳感新型混凝土
光纖傳感新型混凝土，即在混凝土結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位埋入光纖維傳感器或其陣列，探測(cè)混凝土在碳化以及受載過(guò)程中內(nèi)部應(yīng)力、應(yīng)變變化，并對(duì)由于外力、疲勞等產(chǎn)生的變形、裂縫及擴(kuò)展等損傷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外進(jìn)行了將光纖傳感器用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和建筑檢測(cè)這一領(lǐng)域的研究，開展了混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變及裂縫發(fā)生與發(fā)展等內(nèi)部狀態(tài)的光纖傳感器技術(shù)的研究，這包括在混凝土的硬化過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)測(cè)和結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
2、自調(diào)節(jié)混凝土
自調(diào)節(jié)新型混凝土具有電力效應(yīng)和電熱效應(yīng)等性能。在混凝土中埋入形狀記憶合金，利用形狀記憶合金對(duì)溫度的敏感性和不同溫度下恢復(fù)相應(yīng)形狀的功能，在混凝土結(jié)構(gòu)受到異常荷載干擾時(shí)，通過(guò)記憶合金形狀的變化，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力重分布并產(chǎn)生一定的預(yù)應(yīng)力，從而提高混凝土結(jié)構(gòu)的承載力。在混凝土中復(fù)合電流變體，利用電流變體的這種流變作用，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)受到臺(tái)風(fēng)，地震襲擊時(shí)調(diào)整其內(nèi)部的流變特性，改變結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼特性以達(dá)到減緩結(jié)構(gòu)振動(dòng)的目的。
3、自修復(fù)混凝土
自愈合混凝土就是模仿生物組織，對(duì)受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土傳統(tǒng)組分中添加含有粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，模仿動(dòng)物的這種骨組織結(jié)構(gòu)和受創(chuàng)傷后的再生、恢復(fù)機(jī)理。采用粘結(jié)材料和基材相復(fù)合的方法，使材料損傷破壞后，具有自行愈合和再生功能，恢復(fù)甚至提高材料性能的新型復(fù)合材料。
4、綠色混凝土
綠色新型混凝土也稱環(huán)?；炷?，是一種能長(zhǎng)草的混凝土，它是利用特殊配比的混凝土形成植物根系可生長(zhǎng)的空間，并通過(guò)采用化學(xué)和植物生長(zhǎng)技術(shù)，創(chuàng)造出能使植物生長(zhǎng)的條件。
二、新型混凝土研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向
前面所述的自診斷、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)混凝土是新型混凝土研究的初級(jí)階段，它們只具備了新型混凝土的某一基本特征，是一種新型混凝土的簡(jiǎn)化形式。因此有人也稱之為機(jī)敏混凝土。然而這種功能單一的混凝土并不能發(fā)揮新型混凝土作用，目前人們正致力于將2種以上功能進(jìn)行組裝的所謂智能組裝混凝土材料的研究。智能組裝混凝土材料是將具有自感應(yīng)、自調(diào)節(jié)和自修復(fù)組件材料等與混凝土基材復(fù)合并按照結(jié)構(gòu)的需要進(jìn)行排列，以實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部損傷自診斷、自修復(fù)和抗震減振的智能化。
三、新型混凝土的應(yīng)用和應(yīng)注意的問(wèn)題
新型混凝土具有廣闊的應(yīng)用前景，但作為一種新型的功能材料，如果投入實(shí)際工程，還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步地研究。為促進(jìn)新型混凝土的開發(fā)研究與應(yīng)用，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）開發(fā)應(yīng)有針對(duì)性。所謂針對(duì)性就是要針對(duì)混凝土性能發(fā)生變化和結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等現(xiàn)象，考慮不同的智能方法。（2）實(shí)施中應(yīng)具有可行性。澆注混凝土多在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，因而作為新型混凝土的施工方法，對(duì)其技術(shù)與工藝要求不能過(guò)高。應(yīng)以原有工藝為基礎(chǔ)開發(fā)相應(yīng)的較為簡(jiǎn)單的方法。選用的材料應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性，要有利于安全使用，不揮發(fā)任何有刺激的氣味和其它有害物質(zhì)，并能大量應(yīng)用而且成本較低。
