土木工程材料的淺析

趙桂杰

摘 要：土木工程材料作為土木工程建設中的基本物質基礎對于工程的質量和壽命有著直接的影響，隨著社會的發展和科技的進步，人類對建筑材料的使用性能、外觀、環保性等各方面的要求越來越高，對材料質量、節能效果也越來越看重。

關鍵詞：土木；工程；材料；綠色；發展

1 土木工程材料的應用概況

隨著建筑工程的快速發展土木工程材料更新換代也在不斷的進行，土木工程材料的性能和質量一直在不斷提高和完善，工程中材料的種類也越來越多，根據不同的特性和規格可以對土木工程材料進行分類。在傳統土木工程中常見的材料就是木材、水泥、瀝青、砌筑材料、鋼筋混凝土等，這些材料是整個土木工程和建筑的基礎構成，土木工程是一項復雜的長期性工程，對于材料的用量也相當地大，隨著對材料的不斷研究和土木工程的不斷發展，基本材料已經漸漸不能滿足人們的要求，城市化和工業化的進程促進了建筑業的發展，也造成了資源的匱乏和短缺，建筑垃圾普遍存在很難處理，這就需要我們對土木工程材料有新的理解和研發，如何采用新型的土木工程材料，廢舊物品的二次利用如何實現，建筑物的性能如何提高都是需要考慮的內容。總的來說土木工程材料要滿足的條件就是輕質、高強、耐用、環保等基本特征，對于材料的技術性能也有更高的要求，從物理指標和綠色指標上都要進行控制，這是未來土木工程材料發展的主要方向。

隨著材料技術的不斷進步，現代的土木工程材料也有了很大的發展，其中物理力學方面的性能已經有了明顯的提高，隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進，土木工程材料的應用范圍也越來越大。并且隨著需求的提高材料科學進入了一個新的階段，一些特殊性能的材料應用廣泛，例如，吸聲材料、隔音材料、耐熱材料、防水抗滲材料、耐磨耐腐蝕材料、防輻射材料、絕熱材料等層出不窮，并且材料的應用方式隨著科技的發展也有了很大的變化，現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好，為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求，材料應用也向著工業化的方向發展。另外，隨著材料的設計、加工和使用的不斷完善，施工技術的不斷提高，材料在使用過程中表現的性能也越來越完善，這是對于土木工程材料發展的一個推動。

2 土木材料的發展趨勢

2.1 綠色化

材料及其制品的制造、使用及廢棄過程是造成能源短缺、資源過度消耗和枯竭以及環境污染的主要原因之一。在工程建設中，建筑材料的生產、使用及回收，不僅消耗了大量的資源和能量，而且帶來了嚴重的環境污染問題。目前，生態建材在土木工程中已得到初步推廣，在高層建筑、隧道工程中也不斷廣泛應用，使用效果和質量亦越來越多的得到肯定。從材料的制造、使用、廢棄直到再生的整個生命周期中必須具備與生態環境的協調性及舒適性，它滿足可持續發展的需要，做到了發展與環境的統一，生態材料生產所用原料盡可能少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物；生態材料采用低能耗制造工藝和無污染環境的生產技術；材料生產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，同時要開發對人體有益的材料，如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。產品不僅不損害人體健康，而應有益于人體健康，產品具有多功能化。產品可循環再生和回收利用，無污染廢棄物，以防止二次污染。

2.2 節能化

生態建材的發展離不開材料的節能化，建筑材料和技術的發展為建筑節能提供原動力。相比于以往簡單的磚、石塊、混凝土等墻體保溫材料，玻化微珠保溫砂漿、酚醛板、聚氨酯板、合成高分子防水卷材等新型保溫材料的運用使得建筑更加節能環保，墻體保溫質量也得到很好的滿足。提高建筑施工工藝是建筑技能環保的重要途徑。

2.3 智能化

智能材料是新誕生的一種材料，其靈感源于仿生學，特指具有感知環境刺激，并且對環境的刺激進行分析、處理、判斷，采取適當的措施進行適度反應的具有智能特性的新型材料。智能材料具有傳感、反饋、自我診斷修復等功能，是橫跨多個專業而產生的新產品。現階段，智能材料在具體結構的安全檢測、根基橋梁檢測及損壞評估方面已經獲得初步成果，在研究和土木工程結構實踐應用中已經突現出其優越性能。例如，在地基中放入光線傳感器，可直接判斷根基是否破壞；把碳纖維材料放置于水泥溶漿中，根據其變硬特性而電阻隨外界壓力變化而變化，可在內部結構接近損壞區或破壞區時進行自動報警。智能材料在土木工程中的應用，是材料科學、計算機科學、自動化控制技術發展的重要階段，對土木工程的發展有著極其深遠的影響，是土木工程材料發展的最終方向。

2.4 高科技應用

隨著技術的快速發展高性能的材料逐漸應用到土木工程建設當中，例如一些材料強度更高、體積更小、耐久性更高、裝飾性更好，或者功能性更為齊全等，對于復合材料的制造也要充分發揮，利用多種材料的各種性能采用復合技術進行研發，另外，要對地方材料進行有效的利用，同一地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料，根據這些地方的性質和特點，利用現代技術，可生產各種性能的健康材料。盡量避免造成材料的浪費和長途的運輸，對于環境要注意平衡和維護，采用高科技形式的健康建材，大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源，從而更好的對自然資源做到保護和生態環境平衡的維持，以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。利用高科技生產的低成本健康建材，例如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發展方向。

3 結語

土木工程材料與人類的生活及生產息息相關，它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。隨著科技的發展生態材料、智能材料、建材節能化得到越來越多的關注和重視，我們要在現有的基礎上不斷發展和創新，促進土木工程材料的可持續綠色的發展。

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