土木工程新型材料論文

　　現(xiàn)在建筑業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)愈加傾向于新型建筑材料，那么，下面是小編給大家整理收集的土木工程新型材料論文，供大家閱讀參考。

　　土木工程新型材料論文1

　　土木工程材料是指在土木工程中所使用的各種材料及其制品的總稱。它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�落度的流態(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(zhǎng)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(duì)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(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)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(chǎng)施工無振動(dòng)噪音,可進(jìn)行夜間施工,不擾民;對(duì)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(chǎng)勞動(dòng)量小。

　　2 高摻量粉煤灰混凝土

　　隨著人們對(duì)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(shí)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(shì)。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(huì)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(shì)。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(huì)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(chǎng)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(zhǎng)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(duì)此類結(jié)構(gòu)和設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)。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(cè)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(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，可以通過測(cè)試其電阻率的變化來監(jiān)測(cè)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(jiǎn)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(cè)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。

　　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�土作為一種傳統(tǒng)材料，其性能越來越不能滿足社會(huì)發(fā)展對(duì)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。

　　土木工程新型材料論文2

　　0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�，F(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(duì)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(duì)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(zhǎng)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(huì)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(duì)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(huì)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(huì)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(duì)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(shì)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(dòng)化水平不斷提高，勞動(dòng)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(duì)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(duì)資源的利用和對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(huì)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(duì)環(huán)境的影響對(duì)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。

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