新型土木工程材料的探究范文

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【摘要】科学技术的发展带动了社会的发展，人们的生活理念出现了一定的变化，对居住环境及生活环境的要求随之增加。土木工程行业需要根据人们的实际需求，加强新型土木工程车材料的研发，广泛应用新型混凝土材料、智能材料及新型复合材料，提高土木工程结构的性能，降低土木工程建设的成本，提升土木工程的质量，实现土木工程的可持续发展。

【关键词】土木工程；混凝土；复合材料

前言

土木工程材料是土木工程的基础，其质量及性能影响着整个土木工程的质量，在科学技术迅猛发展的当下，土木工程材料层出不穷，土木工程项目建设中应用了大量的新型土木工程材料，有效提高了土木工程的施工效率，缓解了施工人员的工作强度，可以降低土木工程施工的能耗，满足人们对土木工程项目的需求。因此，对于新型土木工程材料的研究是很有必要的。

1新型土木工程材料的优势

在土木工程中，材料的选择及应用会对土木工程的质量产生直接的影响。和传统土木工程材料相比，新型土木材料在性能、能耗等方面，有显著的优势，可以提升土木工程车材料的使用寿命。土木工程中新型土木材料的应用，能够显著提升土木工程的施工效率，可以缩短土木工程施工的工期，降低施工人员的工作强度。与此同时，在土木工程建设工程中，存在大量的能源损耗，还会造成较为严重的环境污染问题。为了响应国家节能减排的号召，土木工程施工单位需要加强新型土木工程材料的应用，选择新型绿色土木工程材料，降低土木工程的能源损耗，改善城市生态环境。绿色土木工程材料大都由生产生活中产生的废弃物制造而成，通过循环利用，降低生产对环境的污染，而且绿色土木工程材料建造的建筑物，不会对建筑用户的身体造成损害，可以显著提升居民的生活质量，实现社会的稳定发展[1]。

2新型土木工程材料的类别及应用

2.1新型混凝土材料

新型混凝土材料主要是在普通混凝土的基础上，添加新型原料制作而成的混凝土材料，具备成本低廉、强度大以及施工难度低等优势。常见的新型混凝土有以下几种：（1）轻质混凝土，轻质混凝土是在普通混凝土中应用天然轻骨料、煤矸石或者工业废料轻骨料等材料。轻质混凝土材料具备强度高、成本低、密度小等优势，具有良好的保温性能及抗冻性能，适用于东北等寒冷地区的土木工程。（2）低强混凝土，低强混凝土主要是指抗压强度在30MPa以内的混凝土，可以在建筑地基和桩基浇筑中用作隔离或者填补材料，也能够用作铺垫基底。在公路路基和地下构造施工工程中的应用也较为广泛。通过普通混凝土和低强混凝土的配合应用，施工单位可以合理控制混凝土的抗压强度、弹性模量及相对密度，在很大程度上避免了收缩裂缝的出现。（3）自密实混凝土，和普通混凝土制作流程有所差异，自密实混凝土不需要进行振捣，而是根据自重完成密实。独特的制造工艺使自密实混凝土具备更大的流动性，但是自密实混凝土并不会出现离析问题，可以有效保障混凝土的基本性能。在土木工程中，自密实混凝土的施工不会产生较大的噪音，可以支持夜间施工。自密实混凝土更为均匀，钢筋可以在自密实混凝土中密集布置，适用于构件体型相对复杂的土木工程中。

2.2智能土木工程材料

智能土木工程材料可以进行自我诊断，有助于土木工程的智能化发展。目前土木工程中应用最为广泛的智能材料为碳纤维机敏混凝土，该智能材料由砂浆、混凝土、连续碳纤维或者短切碳纤维。碳纤维机敏混凝土的电阻率和材料的损伤状况存在较为密切的联系，通过对材料电阻率的测量，可以掌握土木工程结构的状况，明确结构中是否存在应变或者损伤，从而预先采取加固或者预防措施，保障土木工程相关用户的安全。在实际的土木工程施工中，碳纤维机敏混凝土凭借其优异的力学性能，可以和普通混凝土进行配合应用，在市政工程中的应用十分广泛，交通部门可以通过碳纤维机敏混凝土材料，获取道路车辆的载重状况，不仅可以掌握道路的损伤状况，还可以找出超载车辆，保障交通运输的安全运行。另外，形状记忆合金在土木工程中的应用较为广泛，在该智能材料的形状被改变之后，可以产生形状记忆效应，转变为最初的形态。这一特征使得形状记忆合金具备自我诊断功能，有助于土木工程结构强度的提升。施工人员大都将其设置于结构层间或者底部等容易使受到地震作用的部位，可以有效消耗地震能量，提高建筑物的抗震性。

2.3新型复合材料

对于土木工程而言，新型复合材料主要是指FRP（纤维增强复合塑料），该复合材料是将基体材料与纤维材料按照一定比例混合而成，具备较为优异的力学性能，在机械强度、耐腐蚀性和硬度等方面，都要优于传统土木工程材料。在以往的土木工程施工中，由于材料的不足，土木工程结构存在过早退化及结构功能缺乏等问题，而新型复合材料的出现，有效解决了这一问题。纤维增强复合塑料能够替代钢管或者钢筋，用作土木结构，对于退化的土木工程结构，施工单位可以使用纤维增强复合塑料进行加固。大量实践研究表明，纤维增强复合塑料复合札工程结构的轻质化及大跨度发展趋势，值得推广应用[2]。

3新型土木工程材料的发展趋势分析

3.1复合化发展

通过上述分析可知，和普通土木工程材料相比，复合材料具备更为显著的优势及广阔的应用范围。以纤维增强复合塑料为例，该新型土木工程材料在水工结构、隧道工程及地下构造施工中的应用十分广泛，可以避免钢筋被锈蚀，大大缩短了土木工程的维护管理费用及时间。目前已有施工单位将纤维增强复合塑料应用于桥梁工程及岩土采挖工程中，研究学者也针对纤维增强复合塑料的性能，研发了配套生产产品，如配套锚夹具以及FRP筋。在未来的发展中，研究学者需要加强对复合材料及其配套产品的研究，促进新型土木工程材料的复合化发展。

3.2绿色化发展

在新型土木工程材料的发展中，需要贯彻落实国家节能减排的目标，实现土木工程材料的绿色化发展。在土木工程材料更新换代的同时，工程节能化力度随之增加，道路桥梁等工程需要降低能耗，建筑工程需要提升防水保温性能，减少土木工程的能耗。与此同时，在人们生活水平及生活质量逐渐提升的当下，人们对居住环境及建筑材料的要求随之升高，施工单位需要尽量选择绿色、无污染、可循环的土木工程材料。比如，在未来的土木工程施工中，施工单位需要尽量减少水泥的应用，而是推广将工业废渣作为生产原料的新型混凝土材料，从而提升土木工程的社会效益及环保效益。

3.3智能化发展

智能材料的应用有效解决了土木工程结构存在的安全性及持久性问题。因此，在未来的发展中，智能材料将会在土木工程中得到广泛的应用，施工单位可以在土木工程结构中安装传感器，对土木工程结构的各项性能进行实时监测，实现高效的土木工程管理，有助于土木工程使用寿命的延长。就目前的状况看来，智能材料在土木工程中的应用局限于大型水力发电工程以及高层建筑等项目中，施工单位可以将其应用范围扩展到大水坝工程、采油平台以及船闸等混凝土结构项目中，实现新型土木工程的智能化发展。

3.4高性能化发展

研究学者需要加强对新型土木工程材料的研发，通过高性能化材料的推出，实现智能结构及功能一体化发展。具体而言，研究学者需要根据不同的应用场合，研发相应的高性能材料，实现土木工程材料的专业化发展。比如，抗震性能较强的新型材料、防水性能较强的新型材料、保温性能或者吸声性能较强的新型材料等。新型土木工程材料的高性能化发展，可以进一步提升土木工程质量及建设水平的[3]。

4结论

综上所述，科学进步带动了土木行业理念的创新，研究人员需要加强新型土木工程材料的研发。通过本文的分析可知，施工单位需要推广应用新型土木工程材料；研究人员需要加强智能化、绿色化、高性能化及复合化土木工程材料的研发，为土木工程项目建设提供专业的材料，保障土木工程的质量。希望本文的分析可以为相关研究提供理论参考。

参考文献

[1]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材，2017（12）：5.

[2]李俊龙.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].门窗，2017（11）：226.

[3]岳太恒.土木工程施工过程中应用的新型材料分析[J].中国新技术新产品，2016（22）：142~143.

作者:许春娅 单位:南京国环科技股份有限公司