簡論新型土木工程材料論文（通用7篇）
無論是身處學(xué)校還是步入社會，大家都有寫論文的經(jīng)歷，對論文很是熟悉吧，論文是我們對某個(gè)問題進(jìn)行深入研究的文章。相信寫論文是一個(gè)讓許多人都頭痛的問題，以下是小編幫大家整理的簡論新型土木工程材料論文，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
簡論新型土木工程材料論文 篇1
引言：混凝土作為一種傳統(tǒng)材料，其性能越來越不能滿足社會發(fā)展對其提出的更高要求，智能混凝土已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向。 以下是小編對于新型土木工程材料的簡論，希望對你們有幫助。
摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土木工程中使用的材料也發(fā)生了很多的變化，其中所蘊(yùn)含的科學(xué)技術(shù)的比重也越來越大，我們作為行業(yè)的從業(yè)人員，應(yīng)該學(xué)會使用這些新興材料，從而使我們的工作更進(jìn)一步。
關(guān)鍵詞：新型;土木工程;材料
土木工程材料是一切建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，是組成建筑結(jié)構(gòu)物的最基本構(gòu)成元素。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得土木工程的新型材料如雨后春筍般出現(xiàn)，表現(xiàn)出節(jié)能、高效、環(huán)保等特點(diǎn)，并呈現(xiàn)種類繁多，性質(zhì)各異，用途不同的特性。
1、高性能混凝土(HPC)
HPC要求具有高耐久性和高強(qiáng)度、優(yōu)良的工作性，首先體現(xiàn)在較高的早期強(qiáng)度、高驗(yàn)收強(qiáng)度、高彈性模量;其次是高耐久性�？杀Ｗo(hù)鋼筋不被銹蝕，在其他惡劣條件下使用，同樣可保持混凝土堅(jiān)固耐久;最后是高的和易性、可泵性、易修整性�？膳渲拼筇涠鹊牧鲬B(tài)混凝土，而不發(fā)生離析;可降低泵送壓力，修整容易。冬天澆筑時(shí)，混凝土凝結(jié)時(shí)間正常，強(qiáng)度增長快于普通混凝土，低溫環(huán)境下不冰凍，高溫環(huán)境下澆筑混凝土保持正常的坍落度，并可控制水化熱。
1.1 低強(qiáng)混凝土
這種材料可用于基礎(chǔ)、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用,也可用于地下構(gòu)造。在一些特定情況下,可用低強(qiáng)混凝土調(diào)整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量等性能指標(biāo),而且不易產(chǎn)生收縮裂縫。
1.2 輕質(zhì)混凝土
利用天然輕骨料(如浮石、凝灰?guī)r等)、工業(yè)廢料輕骨料(如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造輕骨料(頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等)制成的輕質(zhì)混凝土具有密度較小、相對強(qiáng)度高以及保溫、抗凍性能好等優(yōu)點(diǎn)。利用工業(yè)廢渣,如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發(fā)電站的粉煤灰等制備輕質(zhì)混凝土,可降低混凝土的生產(chǎn)成本,并變廢為寶,減少城市或廠區(qū)的污染,減少堆積廢料占用的土地,對環(huán)境保護(hù)也是有利的。
1.3 自密實(shí)混凝土
自密實(shí)混凝土不需機(jī)械振搗,而是依靠自重使混凝土密實(shí)。該種混凝土的流動度雖然高,但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有:(1)粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%;(2)細(xì)骨料的體積為砂漿體積的40%;(3)水灰比為0.9-1.0;(4)進(jìn)行流動性試驗(yàn),確定超塑化劑用量及最終的水灰比,使材料獲得最優(yōu)的組成。
這種混凝土的優(yōu)點(diǎn)有:現(xiàn)場施工無振動噪音,可進(jìn)行夜間施工,不擾民;對工人健康無害;混凝土質(zhì)量均勻、耐久;鋼筋布置較密或構(gòu)件體型復(fù)雜時(shí)也易于澆筑;施工速度快,現(xiàn)場勞動量小。
2、高摻量粉煤灰混凝土
隨著人們對粉煤灰的顆粒形態(tài)效應(yīng)、火山灰活性效應(yīng)和微集料效應(yīng)等內(nèi)在潛能的認(rèn)識日漸深入，以及混凝土外加劑技術(shù)的迅速發(fā)展，粉煤灰成為繼外加劑之后混凝土的又一必需組分的觀點(diǎn)正在被越來越多的人接受.粉煤灰的摻量也有不斷增大的趨勢。在混凝土技術(shù)方面較先進(jìn)的美、英、加等國，自20世紀(jì)80年代中期就開始了高摻量粉煤灰混凝土(粉煤灰摻量占總膠凝材料用量的55%以上)的研究與應(yīng)用。
大量使用粉煤灰的重要意義并不僅在于節(jié)約有限的工程材料費(fèi)，還在于它的環(huán)境效益與社會效益.水泥是一種高能耗與高環(huán)境污染產(chǎn)品，盡可能地少用水泥，盡可能地多用各種工業(yè)廢渣，是使混凝土成為一種人類可持續(xù)發(fā)展材料的必然趨勢。在環(huán)保要求特別嚴(yán)格的西方工業(yè)國家，尤其重視各種工業(yè)廢料的二次開發(fā)與充分利用。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與人民生活水平的迅速提高，環(huán)境與社會效益將日益受到重視，工業(yè)廢渣的充分開發(fā)利用將成為必然的選擇。
3、新型節(jié)能墻體材料
3.1 新型砌體材料
采用砌筑結(jié)構(gòu)的墻體，通常依靠選用導(dǎo)熱系數(shù)小、保溫隔熱性能好的砌體材料，以此來達(dá)到墻體傳熱量小的目的。這類材料主要有空心鉆土磚、加氣混凝土砌塊、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料，采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。
近年來發(fā)展應(yīng)用由保溫絕熱材料與傳統(tǒng)的墻體材料(例如實(shí)心黏土磚、混凝土等)或新型墻體材料〔例如空心磚、空心砌塊等)復(fù)合而成的節(jié)能墻體。常用的絕熱材料有礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等材料，與之復(fù)合的有黏土實(shí)心磚、混凝土類空心磚、空心砌塊等砌體材料.復(fù)合墻體有一層導(dǎo)熱系數(shù)很小的絕熱保溫材料，墻體的保溫隔熱性能比單一材料砌筑的墻體更加優(yōu)秀，節(jié)能效果更加顯著。但是，絕熱材料價(jià)格較高，同時(shí)需要與之相配套的建筑主體結(jié)構(gòu)形式，最好采用框架結(jié)構(gòu)、墻體不承重的結(jié)構(gòu)形式。
3.2 新型復(fù)合墻板
新型節(jié)能復(fù)合墻板是由高效絕熱保溫材料、外墻板、內(nèi)墻板復(fù)合而成，按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸或模數(shù)在工廠實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，包括門、窗等構(gòu)件均可和墻板一體化制造，運(yùn)送到施工現(xiàn)場安裝在結(jié)構(gòu)框架上，即形成房屋建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這是近年來發(fā)達(dá)國家采取的主要建筑形式。用于這種建筑物的復(fù)合墻板不承受外力，厚度一般在100～150mm，質(zhì)量輕，保溫性能好，尺寸精確，施工效率高。
4、FRP復(fù)合材料
土木結(jié)構(gòu)主要受兩大問題困擾，過早退化和結(jié)構(gòu)功能不足。近些年來，纖維增強(qiáng)聚合物(FRP)已經(jīng)成為解決這些結(jié)構(gòu)問題的一種可行途徑。工程實(shí)踐表明，F(xiàn)RP復(fù)合材料能適應(yīng)現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載、高強(qiáng)和輕質(zhì)發(fā)展以及承受惡劣條件的需要，符合現(xiàn)代施工技術(shù)的工業(yè)化要求，因而正被越來越廣泛地應(yīng)用于橋梁、各類民用建筑、海洋和近海、地下工程等結(jié)構(gòu)。應(yīng)用的方式有兩種一是替換鋼筋或鋼管直接應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu)中;二是用于舊有結(jié)構(gòu)的維修加固，以取得良好的建筑效果。
5、智能材料
大型土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的使用期都長達(dá)幾十年、甚至上百年。在其使用過程中，由于環(huán)境載荷作用、疲勞效應(yīng)、腐蝕效應(yīng)和材料老化等不利因素的影響，結(jié)構(gòu)將不可避免地產(chǎn)生損傷積累、抗力衰減，甚至導(dǎo)致突發(fā)事故.為了有效地避免突發(fā)事件故的發(fā)生，就必須加強(qiáng)對此類結(jié)構(gòu)和設(shè)施的健康監(jiān)測。一種稱為碳纖維機(jī)敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康監(jiān)測中已得到應(yīng)用。它是以短切或連續(xù)的碳纖維作為填充相，以水泥漿、砂漿或混凝土為基體復(fù)合而成的纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料。此類材料的電阻率與其應(yīng)變和損傷狀況具有一定的對應(yīng)關(guān)系，因此，可以通過測試其電阻率的變化來監(jiān)測碳纖維混凝土的應(yīng)變和損傷狀況。碳纖維混凝土還具有施工工藝簡單、力學(xué)性能優(yōu)良、與混凝土結(jié)構(gòu)相容性好等特性，因此，它不僅可以用于道路的交通車輛流和載重監(jiān)控，而且可較好地滿足大型土木工程結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測技術(shù)的要求。此外，碳纖維混凝土的電熱效應(yīng)和電磁屏蔽特性在混凝土結(jié)構(gòu)的溫度自適應(yīng)以及抗電磁干擾方面也具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
6、結(jié)束語
納米材料由于超微的粒徑而具有常規(guī)物體所不具有的超高強(qiáng)、超塑性和一些特殊的電學(xué)性能。納米材料被應(yīng)用于很多領(lǐng)域并取得了顯著的增強(qiáng)、增韌及智能化等效果�；炷磷鳛橐环N傳統(tǒng)材料，其性能越來越不能滿足社會發(fā)展對其提出的更高要求，智能混凝土已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向。納米材料還賦予混凝土智能特性，水泥基納米復(fù)合材料其電阻率隨應(yīng)變而線性變化，并且具有很高的靈敏度和重復(fù)性。水泥基納米復(fù)合材料作為一種本征智能材料強(qiáng)度高，傳感性好，具有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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簡論新型土木工程材料論文 篇2
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)體系的不斷健全，土木工程材料應(yīng)用方案不斷得到改革，在這個(gè)過程中，其蘊(yùn)含的科學(xué)技術(shù)比例日益提升，這對工作人員的業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求。該文就新型土木工程材料應(yīng)用模塊展開分析，旨在突破傳統(tǒng)的材料應(yīng)用方法，以增強(qiáng)土木工程的整體效益。
關(guān)鍵詞：新型土木工程；材料應(yīng)用狀況；建筑結(jié)構(gòu)物
土木工程材料是土木工程實(shí)踐中各類材料及相關(guān)制品的稱呼，其是建筑工程正常運(yùn)作的物質(zhì)基礎(chǔ)，是建筑結(jié)構(gòu)物的根本構(gòu)成部分。隨著科學(xué)技術(shù)體系的不斷健全，土木工程新型材料不斷得到應(yīng)用，這類新型材料具備良好的環(huán)保性、高效性、節(jié)能性，應(yīng)用種類繁多，存在不同的應(yīng)用特性。
一、高性能混凝土應(yīng)用狀況
1.高性能混凝土具備極高的工程應(yīng)用價(jià)值
其強(qiáng)度及耐久性比較好，具備良好的工作性，這突出表現(xiàn)在其高彈性模量、較高早期強(qiáng)度等方面，可以避免鋼筋受到銹蝕，能夠滿足惡劣施工工作的要求，實(shí)現(xiàn)混凝土堅(jiān)固及耐久性的提升，其易修整性強(qiáng)，可泵性高。HPC可以進(jìn)行流態(tài)混凝土的配置，避免了離析問題的出現(xiàn)，可以有效降低泵送壓力，具備良好的修整效率。在冬天澆筑過程中，混凝土的凝結(jié)時(shí)間正常，相比于普通的混凝土，其強(qiáng)度增長較快，即使在較低環(huán)境下也不會出現(xiàn)冰凍問題，在高溫環(huán)境下，混凝土能夠保持正常的坍落度，能夠?qū)崿F(xiàn)水化熱的有效性控制。低強(qiáng)混凝土是常見的工程施工材料，能夠滿足樁基工程、基礎(chǔ)工程等的工作要求，也可用于地下建筑物構(gòu)造。在一定情況下，可用低強(qiáng)混凝土進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度、密度、彈性模量等的調(diào)整，降低其收縮裂縫水平。輕質(zhì)混凝土實(shí)現(xiàn)了天然輕骨料、廢料輕骨料、人造輕骨料等的使用，比如浮石、凝灰?guī)r、爐渣、自然煤矸石、黏土陶粒等的使用，其抗凍性能高，相對強(qiáng)度大，密度較小，具備良好的保溫性。通過對工業(yè)廢渣的使用，可以有效降低混凝土的生產(chǎn)成本，減少城市的污染狀況，有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù)，這類廢渣包括粉煤灰、煤礦煤矸石、廢棄鍋爐煤渣等，能夠減少所堆積廢料的面積。自密實(shí)混凝土不需要進(jìn)行機(jī)械振搗，其能夠依靠自身重量實(shí)現(xiàn)混凝土的密實(shí)，這類混凝土的流動性較高，可以有效防止離析問題，在配置該類混凝土?xí)r，需要遵循相關(guān)的方法。粗骨料體積需要為固體混凝土體積的一半。細(xì)骨料的體積為砂漿體的一半。自密實(shí)混凝土需要開展流動性試驗(yàn)，進(jìn)行超塑化劑用量及水灰比的確定，從而使材料獲得最佳的組成比例。這類混凝土在現(xiàn)場施工過程中，并不存在振動噪音問題，滿足了夜間施工工作的要求，這類混凝土對施工者的身體健康影響小，其混凝土質(zhì)量比較均勻且持久。
2.高摻量粉煤灰混凝土
隨著土木工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大，高摻量粉煤灰混凝土不斷得到應(yīng)用，在這個(gè)過程中，粉煤灰的微集料效應(yīng)、火山灰活性效應(yīng)、粉煤灰顆粒形態(tài)效應(yīng)逐漸被社會大眾所重視，隨著混凝土外加劑技術(shù)的不斷發(fā)展，粉煤灰逐漸成為混凝土的必需組分，在這個(gè)環(huán)節(jié)中，粉煤灰的摻量不斷增大，混凝土技術(shù)方案不斷得到更新及應(yīng)用，美國、加拿大、英國等發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)具備成熟的混凝土應(yīng)用技術(shù)。高摻量粉煤灰混凝土自20世紀(jì)80年代中期就開始得到普及。實(shí)踐證明，通過對粉煤灰材料的應(yīng)用及普及，可以實(shí)現(xiàn)工程材料費(fèi)的有效性節(jié)約，其能夠取得良好的社會效益及環(huán)境效益，水泥屬于高能耗及高環(huán)境污染產(chǎn)品，為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，必須盡可能減少水泥的使用量，進(jìn)行各類工業(yè)廢渣的使用，實(shí)現(xiàn)土木工程的可持續(xù)性發(fā)展。隨著我國生態(tài)建設(shè)理念的興起，生態(tài)環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展型建筑工程模式逐漸引起社會各界的重視，工業(yè)廢渣的開發(fā)及利用已經(jīng)成為社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的必然。
二、新型墻體材料的應(yīng)用
1.隨著社會科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展
新型墻體材料不斷得到應(yīng)用，在砌筑結(jié)構(gòu)墻體的應(yīng)用過程中，進(jìn)行高性能砌體材料的選擇是必要的，這類材料的保溫隔熱性好，其導(dǎo)熱系數(shù)較小。這類材料主要包括普通混凝土、空心鉆土磚及粉煤灰、浮石等砌體材料，保溫砂漿是其重要的砌體膠凝材料。經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展理念的興起，推動了墻體材料應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步，在這個(gè)過程中復(fù)合型節(jié)能墻體出現(xiàn)，這類墻體實(shí)現(xiàn)了新型墻體材料、傳統(tǒng)墻體材料、保溫絕熱材料等的結(jié)合，比較常見的絕熱材料包括膨脹珍珠巖、玻璃棉、泡沫塑料、礦物棉等材料，常見的砌體材料包括混凝土類空心磚、空心砌塊、黏土實(shí)心磚等。實(shí)踐證明，復(fù)合墻體是一種高效性的絕熱保溫材料，相比于單一材料砌筑的墻體，該墻體的保溫隔熱性能更強(qiáng)，具備更好的節(jié)能效果。但是綜合來看，絕熱材料的整體成本較高，需要輔之以相配套的建筑主體結(jié)構(gòu)形式，常見的應(yīng)用結(jié)構(gòu)模式包括墻體不承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。
2.新型復(fù)合墻板主要由內(nèi)墻板、外墻板、高效絕熱保溫材料等構(gòu)成
按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸及相關(guān)模數(shù)展開工業(yè)化生產(chǎn)，其具體包括門、窗、墻板一體化的制造過程，需要將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場中，將其安裝在結(jié)構(gòu)框架上，成為房屋建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這是當(dāng)下主流的建筑應(yīng)用形式，這類建筑物的復(fù)合墻板不進(jìn)行外力的承受，其質(zhì)量較輕，保溫性能良好，具備較高的施工效率。FRP復(fù)合材料的出現(xiàn)有效解決了土木工程建筑物結(jié)構(gòu)問題。結(jié)構(gòu)性能及結(jié)構(gòu)的退化是制約土木工程發(fā)展的重要影響問題，通過對FRP復(fù)合材料技術(shù)的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，其適應(yīng)了現(xiàn)代工程的發(fā)展，滿足了工程惡劣施工的要求，確�，F(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化發(fā)展，滿足了現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的工作要求，這種復(fù)合材料常見于海洋工程、地下工程等。在其具體施工應(yīng)用中，需要進(jìn)行鋼筋的替換，將鋼管直接應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對舊有結(jié)構(gòu)的維修及加固，實(shí)現(xiàn)建筑物整體效果的增強(qiáng)。整體來看，土木工程結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施的整體使用年限較長，但在工程實(shí)踐中，受到外界各種因素的影響，不可避免地產(chǎn)生抗力衰減、建筑物結(jié)構(gòu)損傷積累等問題，這類問題的出現(xiàn)受環(huán)境荷載作用、腐蝕效應(yīng)、材料老化、疲勞效應(yīng)等的影響，從而導(dǎo)致各類突發(fā)事故的發(fā)生，為了解決這類問題，必須做好該類建筑物結(jié)構(gòu)及設(shè)施的健康監(jiān)測工作，進(jìn)行復(fù)合型智能材料的應(yīng)用，提升土木工程的整體監(jiān)測效益。
3.碳纖維機(jī)敏混凝土是一種復(fù)合型的建筑材料
其以碳纖維作為填充相，實(shí)現(xiàn)了混凝土、砂漿、水泥漿等的混合，制成了纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料，這類材料的電阻率、應(yīng)變狀況、損傷狀況等存在一定的關(guān)系，為了進(jìn)行碳纖維混凝土應(yīng)變及損傷狀況的監(jiān)測，需要進(jìn)行電阻率變化的測試。這類混凝土具備良好的力學(xué)性能，能夠?qū)崿F(xiàn)與混凝土結(jié)構(gòu)的良好相容，其施工工藝水平比較簡單，滿足了道路載重監(jiān)控工作的要求，適應(yīng)了土木工程結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測工作要求。碳纖維混凝土還具備良好的電磁屏蔽特性，其電熱效應(yīng)強(qiáng)烈，有利于實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)溫度的自適應(yīng)，實(shí)現(xiàn)混凝土抗電磁干擾能力的提升�；诩{米復(fù)合材料應(yīng)用基礎(chǔ)上的混凝土其電阻率隨著線性變化而變化，具備很好的重復(fù)性及靈敏度，其傳感性好，整體強(qiáng)度高，應(yīng)用前景廣闊。相比于普通的混凝土材料，納米材料具備超微的粒徑，其擁有一系列的電學(xué)性能，具備超高強(qiáng)、超塑性等特點(diǎn)，通過對納米材料的應(yīng)用，能夠有效增強(qiáng)建筑物的整體質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展，傳統(tǒng)的混凝土材料已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段土木工程的工作要求，為了確保社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，必須進(jìn)行智能混凝土研究體系的健全，充分發(fā)揮智能、高復(fù)合混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢。結(jié)語為了適應(yīng)日益復(fù)雜的土木工程工作的要求，進(jìn)行新型材料的應(yīng)用是必要的，從而實(shí)現(xiàn)土木工程整體施工質(zhì)量的增強(qiáng)。
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簡論新型土木工程材料論文 篇3
引言
隨著人類文明及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，土木工程材料的不斷進(jìn)步與改善。現(xiàn)代土木工程中，盡管傳統(tǒng)的土、石等材料的主導(dǎo)地位已逐漸被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土已是不可替代的結(jié)構(gòu)材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有機(jī)材料及其他人工合成材料各種復(fù)合材料等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。
1、 土木工程材料現(xiàn)狀及要求
與以往相比，當(dāng)代土木工程材料的物理力學(xué)性能也已獲得明顯改善，隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進(jìn)，其應(yīng)用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強(qiáng)度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進(jìn)，其應(yīng)用范圍與使用功能已經(jīng)大大拓寬。此外，隨著技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的應(yīng)用方式也發(fā)生了較大變化現(xiàn)代施工技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用也使得材料在工程中的性能表現(xiàn)比以往好為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進(jìn)步，但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現(xiàn)比以往好為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進(jìn)步，但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。
1、1 從土木工程材料的來源來看
鑒于土木工程材料的用量巨大，尤其在應(yīng)用方面，經(jīng)過長期使用的不斷累積，單一品種或數(shù)個(gè)品種的原材料來源已不能滿足其持續(xù)不斷的發(fā)展的需求。尤其是歷史發(fā)展到今天，以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經(jīng)給社會的可持續(xù)發(fā)展帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。從另一方面來看，由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高，傳統(tǒng)建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發(fā)展的需求。為此，以天然材料為主要材料的時(shí)代即將結(jié)束，取而代之的將是各種人工材料，這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節(jié)能化和綠色化等方向發(fā)展。
1、2 從土木工程對材料技術(shù)性能要求的方面來看
技術(shù)性能的要求也越來越多，各種物理性能指標(biāo)的要求也越來越高，從而表現(xiàn)為未來建筑材料的發(fā)展具有多功能和高性能的特點(diǎn)。具體來說就是材料向著輕質(zhì)高強(qiáng)、多功能、良好的工藝性和優(yōu)良耐久性的方向發(fā)展。
1、3 從土木工程材料應(yīng)用的發(fā)展趨勢來看
為滿足現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)性能和施工技術(shù)的要求，材料應(yīng)用也向著工業(yè)化的方向發(fā)展。例如，水泥混凝土等結(jié)構(gòu)性能向著預(yù)制化和商品化的方向發(fā)展，材料向著半成品或成品的方向延伸，材料的加工、貯存、使用、運(yùn)輸及其他施工技術(shù)的機(jī)械化、自動化水平不斷提高，勞動強(qiáng)度逐漸下降。這不僅改變著材料在使用過程中的性能表現(xiàn)，也逐漸改變著人們對于土木工程使用的手段和觀念。
2、新型土木工程材料——綠色建材
土木工程材料行業(yè)對資源的利用和對環(huán)境的影響都占據(jù)著重要的位置，在產(chǎn)值、能耗、環(huán)保等方面都是國民經(jīng)濟(jì)中的大戶，為了保證源源不斷地為工程建設(shè)提供質(zhì)量可靠的材料，避免新型材料的生產(chǎn)和發(fā)展對環(huán)境造成危害，因此“綠色建材”應(yīng)運(yùn)而生。目前正在開發(fā)的和已經(jīng)開發(fā)的綠色建材和準(zhǔn)綠色建材主要以下幾種：
第一、利用廢渣類物質(zhì)為原料生產(chǎn)的建材，這類建材以廢渣為原料生產(chǎn)磚、砌塊、材板及膠凝材料，其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能利廢，但仍需依靠科技進(jìn)步，繼續(xù)研究和開發(fā)更為成熟的生產(chǎn)技術(shù)，使這類產(chǎn)品無論是成本上，還是性能方面真正能達(dá)到綠色建材標(biāo)準(zhǔn)。
第二、利用化學(xué)石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，用工業(yè)廢石膏代替天然石膏，利用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和技術(shù)可生產(chǎn)各種土木建筑材料產(chǎn)品。這些產(chǎn)品具有石膏的許多優(yōu)良性能，開辟石膏建材的新來源，并且消除了化工廢石膏對環(huán)境的危害，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
第三、利用廢棄的有機(jī)物生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產(chǎn)多種土木工程材料，如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機(jī)物對環(huán)境的污染，還節(jié)約了石油等資源，符合在資源可持續(xù)發(fā)展方面的基本要求。
第四、利用各種代木材料，用其他廢料制造的代木材料在生產(chǎn)使用中不會有害人的身體健康，利用高興技術(shù)使其成本和能耗降低，將是未來綠色建材的主要發(fā)展方向。
第五、利用來源廣泛的地方材料為原料，利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材，不同的地區(qū)都可能有來源豐富、不同種類的地方材料，根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點(diǎn)，利用現(xiàn)代技術(shù)，可生產(chǎn)各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復(fù)合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。
3、土木工程材料的發(fā)展趨向
眾多現(xiàn)象表明進(jìn)入21世紀(jì)以后，在我國甚至是全世界范圍內(nèi)，土木工程材料的發(fā)展應(yīng)具有以下的一些趨向：
研制高性能材料，例如研制輕質(zhì)、高強(qiáng)、高耐久性、優(yōu)異裝飾性和多功能的材料，以及充分利用和發(fā)揮各種材料的特性，采用復(fù)合技術(shù)，制造出具有特殊功能的復(fù)合材料。
充分利用地方材料，盡量減少天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產(chǎn)土木工程材料的資源，以及保護(hù)自然資源和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡。
節(jié)約能源，采用低能耗、無環(huán)境污染的生產(chǎn)技術(shù)，優(yōu)先開發(fā)、生產(chǎn)低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節(jié)能型材料。
材料生產(chǎn)中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料，如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等，同時(shí)要開發(fā)對人體有益的材料，如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調(diào)溫、消磁、防輻射、抗靜電等。
產(chǎn)品可循環(huán)在再生和回收利用，無污染廢棄物，以防止二次污染。
總結(jié)：總而言之，土木工程材料往往標(biāo)志一個(gè)時(shí)代的特點(diǎn)。土木工程材料的發(fā)展的過程是隨著社會生產(chǎn)力一起進(jìn)行的，它和工程技術(shù)的進(jìn)步有著不可分割的聯(lián)系。工程中選材料時(shí)通過對環(huán)境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換，在未來，基于材料原有的性質(zhì)的基礎(chǔ)上，“可持續(xù)發(fā)展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
簡論新型土木工程材料論文 篇4
摘要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會各行業(yè)發(fā)展加快。土木工程建筑業(yè)也緊隨時(shí)代的潮流，不斷發(fā)展創(chuàng)新。工程材料作為其中重要的一環(huán)，也在不斷更顯換代，朝著高性能，施工便捷化，應(yīng)用更廣泛，更節(jié)能環(huán)保等方向提高改進(jìn)。本文根據(jù)材料的類型，對新型混凝土、新型復(fù)合材料和土木工程智能材料的的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。
關(guān)鍵詞：土木工程；新型材料；發(fā)展趨勢
1、前言
在一切建筑工程中，土木工程施工材料都是奠定基礎(chǔ)的重要環(huán)節(jié)，整個(gè)工程的質(zhì)量很大程度上取決于材料的質(zhì)量。當(dāng)代建筑業(yè)的新型建筑材料研發(fā)速度非常快,品類繁的新型材料不斷被應(yīng)用于土木工程中，因此,把握好新型材料的使用技術(shù)，對新型材料的研發(fā)和應(yīng)用顯得尤為重要。如果能合理有效利用新型材料于土木工程，必定能節(jié)約施工成本，提高工程效率。新型的綠色材料的使用還能降低損耗，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，推動土木工程向可持續(xù)方向發(fā)展。
2、土木工程行業(yè)新材料應(yīng)用概況
土木工程的發(fā)展勢頭在近年來表現(xiàn)得十分強(qiáng)勁，速度驚人。其工程領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，建設(shè)技術(shù)不斷完善，越來越多的參與到高層大樓、公路鐵路和橋梁，以及大型水利工程的建設(shè)。其中新材料的運(yùn)用，提高了土木工程建設(shè)的質(zhì)量和效率，更好的滿足了時(shí)代的需求。
2.1新型混凝土材料
普通混凝土，或調(diào)整原材料比例，引入新型原料，或調(diào)整材料比例，或施以新工藝就可以形成新型混凝土，它有著節(jié)省成本、易于施工、提高強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。輕質(zhì)混凝土材料主要是由天然輕骨料，工業(yè)廢料輕骨料,煤矸石，人造輕骨料這些原料組成的。輕質(zhì)混凝土材料密度小,高施工強(qiáng)度高,保溫效果較好,其抗凍性能表現(xiàn)也比較優(yōu)異。其原材料使用了工業(yè)廢料使得制作成本大幅降低。自密實(shí)混凝土材料不同于傳統(tǒng)混凝土，，利用自重實(shí)現(xiàn)密實(shí)，不需要機(jī)械振搗。自密實(shí)混凝土材料雖然流動度很高,卻能有效控制材料離析的現(xiàn)象。這種混凝土的現(xiàn)場施工無機(jī)械的振動噪音,夜間也能施工,對周圍居民生活影響小，對人體無害。自密實(shí)混凝土質(zhì)地均勻，耐久性更強(qiáng)，鋼筋布置較密能應(yīng)用在構(gòu)件體型復(fù)雜的工程中。自密實(shí)混凝土的使用加快了施工速度,減小現(xiàn)場工人勞動量。低強(qiáng)混凝土可以在土木工程中基礎(chǔ)鑄成和樁基澆成過程中，用作填補(bǔ)材料、鋪墊基底、隔離材料，也可用作公路的路基以及填充路面孔洞,也可用于地下構(gòu)造施工。低強(qiáng)混凝的混合使用可以對混凝土的相對密度進(jìn)行調(diào)整、對其抗壓強(qiáng)度調(diào)整，還能調(diào)整工作度、改變彈性模量,調(diào)整后的材料不易收縮裂縫。合理使用低強(qiáng)混凝土可節(jié)約工程造價(jià)�；钚晕⒎刍炷罵PC是一種超高強(qiáng)混凝土。它的高強(qiáng)度表現(xiàn)其遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通混凝土的抗拉強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。活粉混凝土經(jīng)加工過程使用了一種特殊的工藝。這種工藝處理使材料的堆積密度達(dá)到最合適的值、材料的延展性得到改善提升，其質(zhì)地更均勻,并通過加壓加溫提高強(qiáng)度。
2.2新型復(fù)合材料
新型復(fù)合材料FRP指的是纖維增強(qiáng)復(fù)合塑料。按照設(shè)定的固定比例，將基體材料和纖維材料混合，就形成了這種高性能型材料。它的特性質(zhì)輕而硬,絕緣,機(jī)械強(qiáng)度高,可重復(fù)利用和耐腐蝕性好。退化時(shí)間過早和結(jié)構(gòu)功能不足是土木工程結(jié)構(gòu)一直以來就存在兩大問題，力學(xué)性能強(qiáng)大的FRP材料的使用，能有效解決這兩大問題。FRP可代替鋼筋或鋼管直接應(yīng)用于新建的土木結(jié)構(gòu)，也可以在舊有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上使用FRP進(jìn)行加固。已有大量工程實(shí)踐表明，F(xiàn)RP復(fù)合材料能承受惡劣條件的影響，能達(dá)到現(xiàn)代施工技術(shù)的要求。現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)正向著大跨度、超高度、高重載、高強(qiáng)度和輕質(zhì)化方向發(fā)展。FRP復(fù)合材料因其強(qiáng)大的屬性，已逐漸被應(yīng)用在橋梁建設(shè)，建筑物建設(shè)和各種地下工程結(jié)構(gòu)中。
2.3智能材料
智能材料具有自診斷功能的特點(diǎn)，必定是土木工程材料未來的發(fā)展趨勢。其中使用最廣的是碳纖維機(jī)敏混凝土，它的基體是砂漿、水泥漿、或混凝土，填充相為連續(xù)的碳纖維或短切的碳纖維,將兩者復(fù)合就形了纖維增強(qiáng)水泥。材料自身的電阻率變化與其應(yīng)變和受損傷狀況之間存在某方面的對應(yīng)關(guān)系，對電阻率的變化進(jìn)行監(jiān)測，就能了解碳纖維混凝土的應(yīng)變和損傷狀況。碳纖維混凝土力學(xué)性能優(yōu)秀，能很好的與混凝土結(jié)構(gòu)兼容，施工簡單易行，可用于監(jiān)控道路交通車輛流和車輛的載重情況，亦可對大型土木工程基礎(chǔ)設(shè)施和結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康監(jiān)測。碳纖維混凝土的電熱效應(yīng)特性被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)的溫度自適應(yīng)工程。碳纖維混凝土電磁屏蔽特性常被用于抗電磁干擾的工程建設(shè)。智能材料能夠?qū)ν聊竟こ探】禒顩r進(jìn)行監(jiān)測,防止安全事故的發(fā)生，且有利于工程養(yǎng)護(hù)工作的順利開展。
3、研究新型土木工程材料的意義
土木工程材料的質(zhì)量和性能直接關(guān)乎到整個(gè)土木工程的水平，土木工程的材料是構(gòu)成整個(gè)工程項(xiàng)目的基石。新材料的應(yīng)用可以提高施工效率，降低施工難度，減輕人工施工強(qiáng)度。對于工程質(zhì)量而言，新型材料可以克服傳統(tǒng)建材的許多缺點(diǎn)，提高耐用度，強(qiáng)韌度。新材料的處理方法往往比較科學(xué)，緊隨時(shí)代，對周邊環(huán)境的影響大大降低。土木工程的建設(shè)過程,能較大的影響我們的生活環(huán)境，對資源額消耗也比較大。為了適應(yīng)現(xiàn)代社會集約發(fā)展的需求，節(jié)約使用建筑材料，保護(hù)生活環(huán)境，“綠色建材”應(yīng)運(yùn)而生。綠色建筑材料的原材料使用的多半是人們生活與生產(chǎn)中的廢棄物，將這些廢棄物循環(huán)使用，減輕對環(huán)境及的污染。綠色材料使用最新的高科技與技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，新工藝環(huán)保度高。整個(gè)制作的過程，生產(chǎn)配方，不含有害物質(zhì)。新型的綠色建筑材料的設(shè)計(jì)緊隨生產(chǎn)生活需求，人居性契合度高，有助于提高生活質(zhì)量。綠色建材滿足經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的需要的同時(shí)，又能環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源。傳統(tǒng)的土木工程建筑檢測方法，從外到內(nèi)進(jìn)行，在對內(nèi)部構(gòu)造檢測時(shí)很難進(jìn)行工作，評估結(jié)果誤差的出現(xiàn)在所難免，這種方法很難全面檢測內(nèi)部構(gòu)造存在的一些安全隱患，使用相關(guān)檢測設(shè)備測量內(nèi)部構(gòu)造的準(zhǔn)確率不高，工作效率總是提不上去。運(yùn)用了智能材料后，管理者通過從安裝在材料內(nèi)部的傳感器提取數(shù)據(jù)，了解工程內(nèi)部構(gòu)造的狀況。智能材料能實(shí)時(shí)導(dǎo)出數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目的實(shí)時(shí)檢測評估。智能材料用于重大工程項(xiàng)目，諸如大型水利水電項(xiàng)目和橋梁等有很高的實(shí)用價(jià)值。
4、新型土木工程材料的發(fā)展趨勢
4.1新材料智能化發(fā)展
智能土木結(jié)構(gòu)能有效解決評估土木工程結(jié)構(gòu)的力度、完整安全性和結(jié)構(gòu)持久性的問題。通過在土木結(jié)構(gòu)工程里面安裝一個(gè)個(gè)傳感器，構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)，全面監(jiān)控土木結(jié)構(gòu)的性能。智能材料在土木結(jié)構(gòu)工程方面的應(yīng)用前景十分廣闊，它現(xiàn)在主要應(yīng)用在高層建筑、橋梁、大型水力發(fā)電工程等項(xiàng)目中。而一些大型體積的混凝土結(jié)構(gòu)項(xiàng)目像采油平臺、大水壩和船閘等，也已經(jīng)嘗試植入傳感器并構(gòu)建智能土木結(jié)構(gòu)工程。智能材料在近年的應(yīng)用發(fā)展大局來看，大規(guī)模分布式智能傳感器也被應(yīng)用于對公共建筑的檢測，為智能結(jié)構(gòu)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
4.2新材料高性能化發(fā)展
高性能化是通過研制新興建筑材料來實(shí)現(xiàn)工程的智能結(jié)構(gòu)和功能一體化的過程。一些特性各異的材料被研發(fā)以適應(yīng)各種需求。如高耐久性材料、高保溫性材料、高抗震性材料、優(yōu)異裝飾性材料、高吸聲性材料、輕質(zhì)材料、及優(yōu)異防水性材料都有專門的適用領(lǐng)域。輕骨料混凝土、加氣混凝土、高強(qiáng)混凝土、空心磚、石膏板等新興建筑材料應(yīng)用于土木工程，材料自重大大減輕，建筑建設(shè)發(fā)展空間更大，有利于向大跨度方向進(jìn)一步發(fā)展，適應(yīng)土木工程發(fā)展的大戰(zhàn)略。
4.3新材料復(fù)合化發(fā)展
材料復(fù)合的過程，即將FRP材料通過各種方法附于構(gòu)件表面承受外力，使得原構(gòu)件的受力性能大大提升。目前，F(xiàn)RP已經(jīng)在加固各類土木工程結(jié)構(gòu)時(shí)發(fā)揮了很大作用。其涉及的領(lǐng)域從橋梁和建筑結(jié)構(gòu)擴(kuò)大到水工結(jié)構(gòu)、地下結(jié)構(gòu)以及隧道等。FRP筋重量較輕且強(qiáng)度大，具有的高耐腐蝕性可以避免鋼筋銹蝕而損害，同時(shí)也減少了維護(hù)結(jié)構(gòu)的費(fèi)用和時(shí)間。它具有的非磁性能應(yīng)用到一些有無鐵磁性要求的特殊工程中。FRP筋在也被廣泛用在橋梁建設(shè)和巖土采挖工程的加筋土中。我國目前已經(jīng)能生產(chǎn)索產(chǎn)品及其配套錨夾具和多種FRP筋。重點(diǎn)研究FRP筋混凝土與FRP筋之間的界面粘結(jié)性能問題研究和FRP筋特殊彈脆性材料的力學(xué)性能研究。
4.4新材料環(huán)�；l(fā)展
土木工程新材料的發(fā)展中最重要的是綠色化、節(jié)能化。我國的建筑材料的更新在加快，建筑節(jié)能化力度也在逐步加大，建筑的'防水保溫能力也在不斷提高。隨著人們對于綠色環(huán)保生活更加關(guān)注，居住環(huán)境、裝修材料等越來越傾向于健康方面，綠色建筑材料得到大力推廣。水泥是因其耗能高污染大,應(yīng)盡可能地少采用,。盡可能地多使用以工業(yè)廢渣等為原材料的新型混凝土。我國人民生活水平在不斷提高,環(huán)境與社會的效益也逐步被關(guān)注,充分開發(fā)利用好工業(yè)廢渣必將是土木工程實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化轉(zhuǎn)變中的一個(gè)重要課題。
5、結(jié)論
現(xiàn)代建筑的理念隨著科技化和信息化社會的進(jìn)步而發(fā)生翻天覆地的變化。將新型材料應(yīng)用于現(xiàn)代土木工程，能夠提升工程質(zhì)量，提高工程檢水平，實(shí)現(xiàn)作業(yè)現(xiàn)場環(huán)�；�。我們要有完備的能力充分掌握新材料，使其得到更好的應(yīng)用，這需要相關(guān)學(xué)者和科研工作者的不懈努力。我們相信，新型材料在土木工程中的應(yīng)用必將越來越寬廣，市場空間也越來越大。
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簡論新型土木工程材料論文 篇5
土木工程專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)與課程大綱的關(guān)系混凝土材料本身造價(jià)不高，所以，在土木工程結(jié)構(gòu)中被廣泛應(yīng)用，同樣也是比較常見的一類結(jié)構(gòu)，能夠被使用在水利工程與土建工程等領(lǐng)域中。與此同時(shí)，在經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的過程中，混凝土材料質(zhì)量有所提升，而且其種類也有所增加，使其應(yīng)用的范圍不斷拓展。其中，在對混凝土性能研究方面，新型混凝土在普通混凝土基礎(chǔ)上增加了施工工藝并添加不同材料，為此，將其應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域當(dāng)中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
一、土木工程領(lǐng)域中新型混凝土材料的應(yīng)用意義
混凝土是土木工程當(dāng)中十分關(guān)鍵的建筑材料，所以，在質(zhì)量和性能方面都會對工程項(xiàng)目的質(zhì)量產(chǎn)生直接的決定作用。與此同時(shí)，施工技術(shù)的要求也隨之提高，施工材料要求也有所提高，所以，需要深入研究混凝土問題，以保證可以滿足現(xiàn)階段土木工程的建設(shè)需求。在這種形勢之下，新型混凝土材料應(yīng)運(yùn)而生，而且在實(shí)踐應(yīng)用過程中，新型混凝土材料在土木工程領(lǐng)域中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。第一，因?yàn)樾滦突炷潦菍ζ胀ɑ炷恋膭?chuàng)新與升級，所以，在質(zhì)量和性能方面都有所提高，而將其應(yīng)用在土木工程領(lǐng)域當(dāng)中，有效地保障了工程的建設(shè)質(zhì)量[1]。第二，與普通混凝土相比，新型混凝土材料本身的耐久性較強(qiáng)、強(qiáng)度較高，而且具有明顯的節(jié)能環(huán)保特點(diǎn)。為此，在土木工程領(lǐng)域當(dāng)中應(yīng)用新型混凝土不僅可以節(jié)省建設(shè)的成本，同時(shí)，還能夠有效地增加建筑單位自身的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而降低對于自然環(huán)境產(chǎn)生的影響和污染。
二、土木工程領(lǐng)域中的新型混凝土材料應(yīng)用
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強(qiáng)度超高，且單位抗壓強(qiáng)度達(dá)到200-800MPa，抗拉強(qiáng)度在25-150MPa范圍內(nèi)，同時(shí)，每平方斷裂為30kJ的混凝土類型是活性微粉混凝土。該類型的混凝土其每立方體積質(zhì)量可以達(dá)到2.5-3.0噸[2]。要想將一般混凝土轉(zhuǎn)變成活性微粉混凝土，首先需要將顆粒最大范圍予以縮小，并對混凝土均勻性進(jìn)行全面改良。其次，在使用微粉以及極微粉材料的時(shí)候，一定要保證堆積密度的最優(yōu)性。再次，需要對鋼纖維進(jìn)行增放，以保證其自身的延性。另外，適當(dāng)降低混凝土的用水量，并將非水化水泥顆粒作為主要填料，以保證堆積密度的增加。最后，對于硬化過程，應(yīng)當(dāng)采取加壓與加溫等方法，以提升混凝土強(qiáng)度。通常情況下，普通混凝土級配曲線是連續(xù)性的，但是，活性微粉混凝土級配的曲線不同，并不是連續(xù)臺階形的曲線，而且骨料粒的直徑不大，和水泥顆粒尺寸大致相同。
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現(xiàn)階段，絕大多數(shù)國家都將高性能混凝土作為新型材料展開了深入探索與應(yīng)用，所以，已經(jīng)成為該領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。高性能混凝土本身具有不可比擬的優(yōu)勢，一般可以表現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，高性能混凝土自身輕度在60-100MPa之間，如果是超高強(qiáng)高性能混凝土，那么其強(qiáng)度會高于100MPa，一定程度上縮減了混凝土的結(jié)構(gòu)尺寸，同時(shí)，結(jié)構(gòu)自重與地基荷載也有所降低，使得材料實(shí)際使用量不斷減少，有效地增強(qiáng)了可使用空間，節(jié)省了工程整體造價(jià)[3]。其次，由于高性能混凝土工作性能極強(qiáng)，所以，使得施工過程中的勞動強(qiáng)度有所降低，一定程度上節(jié)省了施工消耗量。最后，高性能混凝土具有較強(qiáng)的耐久性特點(diǎn)，所以，在惡劣環(huán)境中也同樣可以抵御，為此，被廣泛應(yīng)用在建筑物當(dāng)中。在維修費(fèi)用方面有所下降，而且對環(huán)境產(chǎn)生的影響也不斷降低，提高了社會與經(jīng)濟(jì)效益。正是由于高性能混凝土自身的特性特點(diǎn)，為此，在全球內(nèi)的應(yīng)用也十分廣泛。
�。ㄈ┠雺夯炷恋膽�(yīng)用
碾壓混凝土通常在大體積混凝土結(jié)構(gòu)或者是公路路面等領(lǐng)域中應(yīng)用，而且這種類型的混凝土發(fā)展速度很快。其中，在碾壓混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中所采用的澆筑機(jī)具不同于普通混凝土，在平整環(huán)節(jié)需要使用推土機(jī)，而振實(shí)環(huán)節(jié)需要使用碾壓機(jī)，在中間解決環(huán)節(jié)最好使用刷毛機(jī)，在切縫環(huán)節(jié)需要使用切縫機(jī)。通常來講，在施工中，機(jī)械化的水平極高，而且施工的效率也相對較高，能夠添加粉煤灰[4]。這與普通混凝土相比，實(shí)際澆筑的工期能夠減少將近一半，而在用水量方面能夠減少20%。另外，在水泥使用量方面可以減少30-60%。除此之外，在混凝土高壩修建的過程中，可以充分利用碾壓混凝土間層抗剪的特點(diǎn)。
�。ㄋ模├w維增強(qiáng)混凝土的應(yīng)用
將纖維添加到混凝土當(dāng)中，能夠?qū)炷量估耘c延性不理想的問題予以有效解決，而且發(fā)展效果理想。與承重結(jié)構(gòu)相比，鋼纖維混凝土的發(fā)展速度最快，而且實(shí)際運(yùn)用的范圍也最為廣泛，通常應(yīng)用在土木建筑工程項(xiàng)目碳素鋼纖維或者是耐火材料工業(yè)不銹鋼纖維方面。若纖維長度與長徑比屬于正常尺寸，那么纖維產(chǎn)量一般控制在1-2%之間[5]。在此情況下，與基體混凝土對比，能夠使鋼纖維混凝土抗拉的強(qiáng)度提升到4-8成，同時(shí)，還能夠增強(qiáng)抗彎的強(qiáng)度。纖維增強(qiáng)混凝土的彈性階段，在變形與基體混凝土性能對比方面，并不存在較大的差異，但是，卻能夠增強(qiáng)其塑性變形的韌性。
�。ㄎ澹┲悄芑炷恋膽�(yīng)用
智能混凝土也是對混凝土的一種改變，特別是對其不良性質(zhì)進(jìn)行了改變。其中，在高強(qiáng)混凝土方面，其實(shí)際的水泥使用量很多，而且水灰不多，在其中添加與硅灰相關(guān)的活性材料，并在實(shí)現(xiàn)硬化后，能夠有效地改善混凝土自身的密實(shí)性能。但是，高強(qiáng)混凝土在硬化過程的前期階段，能夠自生收縮，而且孔隙率很高，增加了開裂問題發(fā)生的幾率。在對上述問題進(jìn)行處理的過程中最關(guān)鍵的就是要使用預(yù)濕輕骨料，且摻量是20%作為骨料，進(jìn)而確�；炷恋膬�(nèi)部能夠形成蓄水器，進(jìn)一步強(qiáng)化其潮濕養(yǎng)護(hù)工作的效果[6]。這種添加預(yù)濕骨料的方式，會降低其自生收縮，并減少微細(xì)裂縫量。對于高強(qiáng)混凝土，最主要的問題就是受密實(shí)性影響而降低其防火性能。最主要的原因就是在高強(qiáng)混凝土遇熱以后，巖漿當(dāng)中自由水和化學(xué)結(jié)合水會轉(zhuǎn)變?yōu)樗畾�，但是，卻無法通過密實(shí)性極強(qiáng)的混凝土逸出，最終形成氣壓，導(dǎo)致柱子自身保護(hù)層逐漸剝落，也同樣減少了柱子本身的承載能力。在對該問題進(jìn)行處理的過程中，可以在每方混凝土當(dāng)中添加聚丙烯纖維2kg，這樣一來，一旦處于高溫狀態(tài)，就會熔化纖維，并且為水氣的逸出提供相應(yīng)的途徑，有效地減小氣壓，以免柱子保護(hù)層出現(xiàn)剝落。
結(jié)束語：
綜上所述，在土木工程領(lǐng)域中，對新型混凝土材料的應(yīng)用能夠有效地推動工程的施工進(jìn)度，所以，一定要對這種全新的施工材料予以一定的重視。文章不僅闡述了新型混凝土應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)闡述了多種新型混凝土的具體應(yīng)用，希望對土木工程項(xiàng)目的施工有所幫助。
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簡論新型土木工程材料論文 篇6
1、智能材料在土木工程中的應(yīng)用
1.1光導(dǎo)纖維在混泥土材料的監(jiān)控
光導(dǎo)纖維材料，是一種光通信介質(zhì)，其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、信號衰減低和并行處理能力較強(qiáng)，經(jīng)常被用于高要求的通信傳輸中。光導(dǎo)纖維和光纖傳感器在土木工程中，主要用于對混泥土固化的監(jiān)控�；炷嗤两Y(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度弱、內(nèi)部鋼筋容易被腐蝕等，在大面積澆筑過程中由于混泥土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部溫度差異而導(dǎo)致混泥土塊體出現(xiàn)裂縫。這種情況下，將光纖作為傳感元件埋入混泥土結(jié)構(gòu)中，對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、溫度、變形、裂縫、振動等可能引起混泥土結(jié)構(gòu)損傷的危險(xiǎn)因素進(jìn)行檢測、診斷、預(yù)報(bào)。更進(jìn)一步，如果控制元件能接入信息處理系統(tǒng)，并引入形狀記憶類金屬等智能材料，形成完整的控制系統(tǒng)，將能實(shí)現(xiàn)混泥土材料的自適應(yīng)功能———這正是目前智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中應(yīng)用的前沿課題。
1.2壓電材料
壓電材料一般是指在收到壓力后，材料兩端會出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括對于結(jié)構(gòu)的靜變形控制、噪聲控制和抗震抗風(fēng)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的壓電材料使用方法是通過壓電傳感元件對結(jié)構(gòu)的震動進(jìn)行感知，利用傳感器輸出結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對于震動的感知和預(yù)警。在此基礎(chǔ)上，采取合適的控制算法對壓電體的輸入進(jìn)行控制和定量，從而實(shí)現(xiàn)對于結(jié)構(gòu)震動的控制，這是目前壓電類智能材料的研究前沿。隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，壓電類的智能結(jié)構(gòu)土木工程中的應(yīng)該越來越廣泛。
1.3壓磁材料
壓磁材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括磁流變材料和磁致伸縮材料�；诖帕髯儾牧系脑恚�(dāng)磁場的強(qiáng)度高于臨界強(qiáng)度時(shí)，磁流變在極短時(shí)間內(nèi)從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化。在介于固液體之間可根據(jù)磁流變液特點(diǎn)具有的快速、可控及可逆性質(zhì)，控制流體特性實(shí)施時(shí)需要較低的能量，因此在智能結(jié)構(gòu)中通常將磁流變液作為動器件的主要材料�；谶@點(diǎn)，磁流變材料可用于高層建筑的結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)對地震的半主動控制。因?yàn)闈撛趹?yīng)用前景的廣闊，使得磁致伸縮材料近年來得到很大關(guān)注。磁致伸縮材料具有強(qiáng)烈的磁致伸縮效應(yīng)，這種材料可以在電磁和機(jī)械之間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換，這種特性使其可以用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等很多領(lǐng)域。
1.4形狀記憶合金
形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)的智能材料。形狀記憶合金的形狀被改變后，在一定條件下能激發(fā)其形狀記憶效應(yīng)，這一過程中，材料產(chǎn)生高于700兆帕的回復(fù)應(yīng)力及8%左右的回復(fù)應(yīng)變，同時(shí)具有較強(qiáng)的能量傳輸儲存能力。基于這一特性，形狀記憶合金在土木工程中最大的用處是用于各種結(jié)構(gòu)中來實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增加材料的韌性和強(qiáng)度等、增強(qiáng)材料的適應(yīng)控制。形狀記憶合金還可以被研制成智能驅(qū)動器，用于對結(jié)構(gòu)變形、裂縫和振動方面的控制。形狀記憶合金具有較高相變回復(fù)力，結(jié)合該特性能夠研制開展形狀記憶合金被動耗能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)相變偽彈性性能，可在土木工程結(jié)構(gòu)中用于耗能抗震的被動控制。目前的土木工程實(shí)踐中，通常在結(jié)構(gòu)層間或底部等受地震作用較大的位置安置形狀記憶合金被動耗能控制系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)耗能系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)的層間變形的感知，進(jìn)而起到消耗地震能量的作用。
2、智能材料的優(yōu)點(diǎn)局限性
土木工程中應(yīng)用的智能材料具有反饋信息、自我診斷、自我修復(fù)、自適應(yīng)能能力，實(shí)踐也表明，智能材料在實(shí)際土木工程中的應(yīng)用使得工程結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度和耐久性等特點(diǎn)，同時(shí)能智能化地執(zhí)行指令，能較好的適應(yīng)外部環(huán)境的變化。但上述的光纖、形狀記憶合金、壓電和壓磁等材料，本質(zhì)上屬于高智能復(fù)合材料，其最大的局限性在于使用成本很高，造價(jià)太貴。這一缺點(diǎn)，使得目前對于智能材料的應(yīng)用智能局限于檔次較高、標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑工程，智能材料在普通民居建筑中的應(yīng)用還遙遙無期。另外，智能材料的應(yīng)用需要相應(yīng)的技術(shù)和配套材料設(shè)備的配合支撐，在施工中對于施工技術(shù)和工藝的要求較高。因此，但就目前看，對智能材料的應(yīng)用還不可能實(shí)現(xiàn)全方位的廣泛普及，但是，智能材料可能是未來土木工程材料的研究和發(fā)展方向。
3、結(jié)束語
綜上所述，智能材料在土木工程中的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境能力弱的缺點(diǎn)，將建筑結(jié)構(gòu)需要人為檢測轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)帶自我檢測、調(diào)整和適應(yīng)功能。目前智能材料的應(yīng)用還局限在少部分高要求和高標(biāo)準(zhǔn)的建筑項(xiàng)目，科學(xué)界對于智能材料以及相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備的研究，是未來智能材料能廣泛應(yīng)用與土木工程結(jié)構(gòu)的前提和基礎(chǔ)。
簡論新型土木工程材料論文 篇7
摘要：進(jìn)入新時(shí)代以來，我國的社會經(jīng)濟(jì)一直都保持著高速的發(fā)展，促進(jìn)了我國土木工程行業(yè)的發(fā)展。而隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得一系列的新技術(shù)與新材料都得到了大范圍的普及與應(yīng)用，在這個(gè)背景之下，人們也對土木工程中復(fù)合材料的應(yīng)用引起了越來越多的重視和關(guān)注，這成為了土木工程行業(yè)在未來的一個(gè)重要發(fā)展趨勢與方向。本文主要是對復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞：復(fù)合材料;土木工作;應(yīng)用情況
引言;
1.所謂復(fù)合材料，指的就是通過物理或者化學(xué)的方法，將兩種或兩種以上的不同性質(zhì)材料在微觀或宏觀上組成具有新性能的材料，復(fù)合材料最大的優(yōu)勢就在于組成復(fù)合材料的各種材料能夠在各自性能上實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短，能夠發(fā)揮出協(xié)同的作用，使得復(fù)合材料的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比原組成材料的性能更加優(yōu)異，進(jìn)而復(fù)合材料也就能夠滿足更多不同的要求。
2.[1]FRP就是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，其發(fā)展歷史十分悠久，人們在上個(gè)世紀(jì)五六十年代就開始嘗試將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料運(yùn)用到民用建筑當(dāng)中，在1961年，英國有一座教堂的尖頂中就應(yīng)用了玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，之后，利物浦也利用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為連系梁建立起了一座人行天橋。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在我國的應(yīng)用是在上個(gè)世紀(jì)五十年代末期，我國開始嘗試將玻璃纖維束應(yīng)用到混凝土的構(gòu)件中，發(fā)展到了七八十年代的時(shí)候，玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料開始在我國結(jié)構(gòu)工程中得到了大面積的應(yīng)用，并且針對玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究也取得了一系列的成果。
一、工程結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)
1.1復(fù)合材料在社會上的各行各業(yè)中都有著很多的應(yīng)用，其主要是通過各種方法將玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料附著在構(gòu)件表面上受力，這樣一來就可以有效增強(qiáng)原有構(gòu)件的受力性能。我國在上個(gè)世紀(jì)八十年代的時(shí)候就嘗試在工程實(shí)踐中利用混凝土結(jié)構(gòu)外貼玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料內(nèi)夾高強(qiáng)鋼絲的加固方法，但是嘗試這個(gè)加固方法的主要目的只是為了起到防腐的作用，并且將混凝土與鋼絲相結(jié)合，因而這種嘗試并沒有得到廣泛的推廣。[2]在九十年代初期，對瑞士的多跨連續(xù)箱形梁橋使用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行了加固并取得了很好的效果之后，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加固結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)開始在全球范圍內(nèi)得到了研究與普及，取得了很快的發(fā)展，并且在實(shí)際的工程中得到了大量的應(yīng)用。
1.21988年，我國成功完成了第一項(xiàng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固工程，進(jìn)而也就開始了我國的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的發(fā)展之路，尤其是2008年汶川大地震之后，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固技術(shù)更是極大的支持了建筑重建工作以及加固修復(fù)震損結(jié)構(gòu)工作。在現(xiàn)階段內(nèi)。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在各種類型的結(jié)構(gòu)加固中都得到了大量的成功運(yùn)用，比如在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等方面，另外，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料除了涉及橋梁與建筑領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)之外，同時(shí)還涉及到了地下結(jié)構(gòu)、水工結(jié)構(gòu)以及隧道等等，所涉及的領(lǐng)域十分廣泛。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加固形式十分多樣，主要包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料布纏繞加固混凝土柱、將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材貼在梁與板手拉面、利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材包裹梁、柱構(gòu)件。[3]
二、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
2.1在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維占了一半以上的含量，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的重量相對很輕，只有普通鋼筋重量的百分之二十左右，但是其強(qiáng)度十分大，是普通鋼筋強(qiáng)度的六倍之多。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有很好的耐腐蝕性，這也是其能夠代替鋼筋的重要因素之一，這能夠防止因?yàn)殇摻钿P蝕而對結(jié)構(gòu)造成的損害，并且還明顯減少了結(jié)構(gòu)的維護(hù)時(shí)間與費(fèi)用。同時(shí)，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還具有良好的非磁性，能夠滿足某些特殊工程的無鐵磁性的要求。在橋梁工程中，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料索有著很多的應(yīng)用，比如其可以作為纜索運(yùn)用到懸索橋或斜拉橋中，或者是作為預(yù)應(yīng)力筋運(yùn)用到混凝土橋中。
2.2[4]在上個(gè)世紀(jì)六十年代初期的時(shí)候，一些發(fā)達(dá)國家就開始對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料配筋在混凝土梁中的應(yīng)用進(jìn)行研究，包括美國、日本等等，其研究的內(nèi)容主要就是如何利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料減少近海區(qū)域或寒冷地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鹽蝕危害。此外，在這些發(fā)達(dá)國家，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在巖土工程的加筋土中也有著很多的應(yīng)用，并且由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有安裝簡潔、耐久性強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，使得其得到了越來越廣泛的應(yīng)用。我國對纖維增強(qiáng)復(fù)合材料配筋在混凝土梁中的應(yīng)用的研究也比較早，到目前為止，我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)出多種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋、索產(chǎn)品以及與其相配套的夾具，隨著研究的力度不斷加大，促使我國在實(shí)際的實(shí)踐中也取得了一定的研究成果。
2.3[5]在研究纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋混凝土的過程中，主要是研究兩個(gè)方面的內(nèi)容：首先是混凝土與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料之間的截面的粘結(jié)性能的問題，這是因?yàn)檫@兩者的粘結(jié)性能都很差，不同的筋材形式與表面處理形式，最后得到的粘結(jié)性能也是具有差異的;其次是特殊力學(xué)性能，纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋是一種彈脆性材料，因此與傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件相比，應(yīng)用了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的混凝土的構(gòu)件的受力性能也是不同的，這也成為了相關(guān)學(xué)者在今后都將進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注的研究內(nèi)容。
三、結(jié)語：
綜上可知，與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的其他應(yīng)用領(lǐng)域相比，復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用條件更加具有復(fù)雜性，土木工程行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段，雖然現(xiàn)代混凝土與鋼材的大量應(yīng)用有著很長的歷史，但是其應(yīng)用仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)與完善。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有多樣化的應(yīng)用形式，其在未來必定會得到更加廣泛的應(yīng)用，發(fā)展前景十分廣闊。
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