最近幾場(chǎng)高技術(shù)局部戰(zhàn)爭(zhēng)都已表明，對(duì)弱小落后的國(guó)家來講，提高軍事工程防護(hù)等級(jí)及抗打擊能力非常重要。隨著精確制導(dǎo)武器、新型鉆地彈等開始在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)中大量使用，對(duì)防護(hù)工程的威脅和破壞越來越大。另外，從這幾場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)可以看出，機(jī)場(chǎng)、橋梁及重要交通設(shè)施已成為戰(zhàn)爭(zhēng)初期受打擊的對(duì)象。因此，迫切需要研制開發(fā)具有高防護(hù)等級(jí)及戰(zhàn)時(shí)快速搶修能力的新材料。本文主要介紹高強(qiáng)超高強(qiáng)混凝土、MDF水泥材料、DSP水泥混凝土、RPC活性粉末混凝土、土聚水泥材料及磷酸鹽水泥混凝土幾種新型水泥基復(fù)合材料，并分析這些材料在軍事防護(hù)工程和搶修搶建工程的應(yīng)用前景。
一、防護(hù)工程用新型水泥基材料
(一)高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土
隨著高效減水劑及活性摻合料在混凝土工程中的應(yīng)用，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)得到了很大程度的提高。目前，配制IOOMPa以上的混凝土對(duì)我們來說已經(jīng)不是一件難事。如80年代，軍隊(duì)××和地方××大學(xué)合作，在某基地成功進(jìn)行了寬13m，高21m的防護(hù)大門施工，其抗壓強(qiáng)度達(dá)到88．4MPa。又如，部隊(duì)××學(xué)院與地方××大學(xué)合作研究的高抗爆水泥基復(fù)合材料不但具有高抗壓強(qiáng)度，還具有很好的韌性和抗爆性。這些高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土的開發(fā)使用大大提高了我軍軍事工程的防護(hù)等級(jí)。實(shí)現(xiàn)混凝土高強(qiáng)化的途徑可見圖l。
(二)無(wú)宏觀缺陷水泥材料(MDF)
無(wú)宏觀缺陷水泥材料(Macrodefect-free Cements，簡(jiǎn)稱為MDF材料)，是1979年英國(guó)化學(xué)工業(yè)公司和牛津大學(xué)最早開始研究的。MDF的抗壓強(qiáng)度高達(dá)300MPa，抗彎強(qiáng)度150MPa，抗拉強(qiáng)度可達(dá)140MPa，彈性模量達(dá)50GPa，這是
傳統(tǒng)的水泥膠凝材料無(wú)法比擬的。
MDF的原材料中90％-99％是高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥或鋁酸鹽水泥，4％-7％的水溶性樹脂，水灰比一般在0．20以下。由于低水灰比，要使各種組成材料均勻混合，必須采用強(qiáng)力式高效剪切攪拌機(jī)，成型時(shí)則采用熱壓工藝。
(三)DSP材料
DSP(DensitiedSystems containing homogeneous]y arranged，ultrafine Particles超細(xì)粒子均勻排列·密實(shí)填充體系)作為新材料，最早是由Bache詳細(xì)闡述的。DSP材料的基體由兩方面組成，一是粒度由0．5-100 In范圍的密實(shí)填充顆粒；二是均勻排列的超細(xì)粒子，其粒度由5oX到0．5 I-t,In，排列在比較粗的粒子之間的空隙中。
由于分散劑使相鄰顆粒之間表面力的連接作用得到消除，使粘性物質(zhì)的應(yīng)力場(chǎng)降的很低。DSP混凝土的抗壓強(qiáng)度通常在120-150MPa之間。
(四)活性粉末混凝土(RPC)
RPC材料是由法國(guó)Bouygues開發(fā)的，是一種性能近似陶瓷的新型材料。其原料為細(xì)石英砂、水泥、磨細(xì)石英粉、硅灰、細(xì)鋼纖維、高效減水劑等，取消粗集料，各級(jí)粒子尺寸范圍小，而相鄰級(jí)的平均粒徑卻相差較大。這種新型的材料根據(jù)最大密實(shí)度理論，使各種顆粒達(dá)到最大密實(shí)化。選取的是傳統(tǒng)的原材料和傳統(tǒng)的混凝土成型工藝。RPC混凝土的抗壓強(qiáng)度高達(dá)680MPa，抗彎強(qiáng)度為45-102MPa，斷裂能30 O00J／m2。由于該材料孔隙率極低，因而具有高耐久性能。
RPC材料分為RPC200和RPC800兩種型號(hào)。由RPC800制作的保護(hù)板具有優(yōu)異的抗沖擊性能。
二、戰(zhàn)時(shí)快速搶修搶建用新型水泥基材料
(一)快硬硫鋁酸鹽水泥
快硬硫鋁酸鹽水泥是以鋁質(zhì)原料，石灰質(zhì)原料和石膏，經(jīng)適量配合后，煅燒成含有無(wú)水硫酸鈣的熟料，再摻人適量石膏共同磨細(xì)而制成。此水泥的凝結(jié)時(shí)間比較快，初凝小于15rain，終凝小于20rain。該水泥混凝土一天強(qiáng)度值比快硬硅酸鹽水泥高3倍左右，突出顯示了早期強(qiáng)度發(fā)展快的優(yōu)點(diǎn)。但該水泥受溫度影響較大，低溫時(shí)強(qiáng)度發(fā)展較慢。
(二)土聚水泥
土聚水泥(Geoplymeric Cement)是一種集早強(qiáng)、環(huán)保、高強(qiáng)高耐久等優(yōu)點(diǎn)于一體的新型堿激活膠凝材料，是近年來國(guó)際上研究非常活躍的材料之一。土聚水泥是以含高嶺石的粘土為原料，經(jīng)較低溫度煅燒后，高嶺石結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為無(wú)定型結(jié)構(gòu)的偏高嶺土。處于介溫狀態(tài)的偏高嶺土等無(wú)定型硅鋁化合物，通過與堿性激發(fā)劑及促硬劑按一定比例復(fù)合，再經(jīng)過磨細(xì)和包裝等工序制成。
土聚水泥具有快硬早強(qiáng)的特點(diǎn)。據(jù)資料介紹，由土聚水泥配制的混凝土20℃條件下4h抗壓強(qiáng)度可達(dá)15-20MPa。由土聚水泥搶修的公路或機(jī)場(chǎng)等，4h即可通車，6h即可供飛機(jī)起降。若優(yōu)化材料的配合比和施工工藝，搶修的時(shí)間還可大大縮短。據(jù)資料介紹，1991年海灣戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美國(guó)在極短的時(shí)間內(nèi)就在海灣戰(zhàn)場(chǎng)修筑了大量簡(jiǎn)易機(jī)場(chǎng)、直升機(jī)起降點(diǎn)和臨時(shí)公路，其使用的部分膠凝材料就是土聚水泥的一類——Pyra- ment水泥．
(三)磷酸鹽水泥
磷酸鹽膠凝材料是目前國(guó)際上研究比較熱的一種用于快速搶修機(jī)場(chǎng)、高速公路等設(shè)施的新型材料。磷酸鹽膠凝材料具有許多優(yōu)良的特種性能，如很高的早期強(qiáng)度，1h強(qiáng)度可達(dá)20MPa；凝結(jié)時(shí)間可在lmin至幾小時(shí)范圍內(nèi)調(diào)整；在低溫-30~C時(shí)強(qiáng)度還能適度增長(zhǎng)。這是快硬硅酸鹽水泥及快硬硫鋁酸鹽水泥所不具備的；與舊混凝土高的粘接強(qiáng)度；高的耐磨性和耐火性；與舊混凝土有相近的彈性模量和膨脹系數(shù)；與鋼筋有很好的握緊力等。
鑒于磷酸鹽膠凝材料的優(yōu)良性能。許多國(guó)家及地區(qū)的學(xué)者都曾致力或正在對(duì)磷酸鹽膠凝材料的水化機(jī)理及應(yīng)用開發(fā)進(jìn)行研究。有些磷酸鹽膠凝材料的配方在有關(guān)文獻(xiàn)上有所報(bào)道。但很多則仍處于保密階段。目前的研究結(jié)果表明磷酸鹽膠凝材料的強(qiáng)度發(fā)展遠(yuǎn)比硅酸鹽水泥迅速。如磷酸一玻璃體水泥l(xiāng)天強(qiáng)度可達(dá)200MPa以上；D．M．Roy等通過熱水養(yǎng)護(hù)得到1—7天抗拉強(qiáng)度在35--41MPa超高強(qiáng)磷酸鹽膠凝材料。
三、結(jié)語(yǔ)
在高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)條件下，新材料與新技術(shù)在防護(hù)工程及戰(zhàn)時(shí)快速搶修中的推廣與應(yīng)用，是關(guān)系到能否“打得贏”的重要保證。我國(guó)的防護(hù)工程大部分建于六、七十年代，防護(hù)等級(jí)較低。同樣，對(duì)于戰(zhàn)時(shí)尤其是高技術(shù)戰(zhàn)爭(zhēng)條件下機(jī)場(chǎng)、橋梁及交通設(shè)施的快速搶修的系統(tǒng)研究也十分缺乏。因此，我們必須準(zhǔn)備付出艱辛的努力。要不斷的研究和開發(fā)能夠提高我軍防護(hù)工程及搶修能力的新材料，做到后勤“保障有力”。
