新型土木工程材料的探討

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摘要：隨著我國經濟的快速發展，工業化城市化水平的不斷提升，建筑行業規模日益壯大，土木工程作為建筑工程的主要組成部分，并且對整個施工的質量起著決定性的作用。由于土木工程的重要地位，我們必須重視建筑工程的施工材料選擇與質量控制。但是隨著建筑工程行業的壯大與發展，也逐漸發現了很多不足與問題，因此，必須針對問題采取有效措施。本文主要是對幾種新型的土木工程材料，如高性能混凝土材料和新型節能墻體材料，及土工工程材料未來的發展趨勢進行分析論述，希望能夠更好地推動其在土工工程中的應用。

關鍵詞：土木工程；土工工程材料；發展趨勢

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基礎，是組成建筑結構物的最基本構成元素。由于科學技術的發展，使得土木工程的新型材料如雨后春筍般出現，表現出節能、高效、環保等特點，并呈現種類繁多，性質各異，用途不同的特性。下文將對新型材料在土木工程中的應用進行詳述。

一、高性能混凝土材料

在冬天氣溫環境較為惡劣的情況下HPC能夠保證快速凝結且強度增長較快，不會在低溫環境下凝結冰凍。而在高溫環境下HPC也能夠保證其塌落度符合建筑要求，對水化熱程度也能較好的控制。HPC 要求具有高耐久性和高強度、優良的工作性，首先體現在較高的早期強度、高驗收強度、高彈性模量；其次是高耐久性。即便是使用條件較為惡劣，也可以保證內部鋼筋不被腐蝕，維持混凝土材料應有的堅固和耐久性；最后則體現在HPC的高可泵性以及和易性上，且使用HPC筑造的結構更加容易修整。

1.自密實混凝土

該種混凝土材料無需進行機械振搗，混凝土自身重量即可以完成其密實度的提高。雖然其材料的流動性較強，但是不易出現離析現象。而該種混凝土的排至方式較為特殊：首先該種混凝土中固體體積的50%為粗骨料；其次砂漿體積中40%為細骨料；再者，水灰配比在0.9至1.0之間；最后需要通過流動性實驗最終確定材料中的水灰比以及塑化劑量。只有通過上述步驟，才能使材料性能達到最佳。

2.輕質混凝土

通過利用凝灰巖以及浮石等天然輕質骨料以及爐渣、煤矸石、煤粉灰陶粒等工業廢料和人造輕質骨料制備成密度較小的輕質混凝土雖然在密度上較小，但是抗凍以及保溫性能相對于其他材料具有很大的優勢。且輕質混凝土的原材料是煤矸石、廢棄的工業渣滓以及粉煤灰，成本較低，能夠有效降低混凝土制備的成本，同時也能夠變廢為寶，減少污染，對于廠區以及城市的環保有促進作用，有效減少廢料堆積占用空間。

3.低強混凝土

這種材料可用于基礎、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用，也可用于地下構造。在一些特定情況下，可用低強混凝土調整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強度、彈性模量等性能指標，而且不易產生收縮裂縫。

二、新型節能墻體材料

2.新型砌體材料

墻體欲達到保溫、降低傳熱量的目的需要采用保溫性能以及隔熱性能良好的低導熱系數砌體材料，并采用先進的砌筑結構。近年來土工建設大多使用一種新型的節能墻體材料是由新型的保溫材料結合傳統材料符合而成。常用的建筑保溫材料主要有加氣混凝土、泡沫塑料、礦物棉以及玻璃棉和膨脹巖，而復合材料中的另外物質則是空心磚、粘土實心磚以及空心砌塊等材料砌體。復合墻體中的保溫材料具有較好的絕熱性，導熱系數較低，這種墻體的保溫性較之于單一材料墻體更強，因此能夠有效降低能耗。但是相對于一般的墻體，其建筑成本較高，且在建筑結構上有著一定的要求，一般采用墻體不承重或者是框架式結構。

2.智能材料

大型土木工程結構和基礎設施的使用期都長達幾十年、甚至上百年。在其使用過程中，由于環境載荷作用、疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響，結構將不可避免地產生損傷積累、抗力衰減，甚至導致突發事故.為了有效地避免突發事件故的發生，就必須加強對此類結構和設施的健康監測。一種稱為碳纖維機敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康監測中已得到應用。

3.新型復合墻板

復合墻板是一種新型的節能保溫墻體材料，主要由高效絕熱內外墻板、保溫材料復合而成，在工廠按照要求的模數以及尺寸標準進行工業化生產，包括門、窗等構件均可和墻板一體化制造，運送到施工現場安裝在結構框架上，即形成房屋建筑的外圍護結構，這是近年來發達國家采取的主要建筑形式。但是該種復合墻板不需要承受外力，因此大多厚度采用了130mm左右，質量輕，且具有較高的保溫性能，施工操作便捷。

三、土木工程材料的發展趨勢

研究發現，當前土木工程材料的物理力學性能得到明顯改善，且隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進，其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善；隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進，其應用范圍與使用功能已經大大拓寬。此外，隨著技術的進步，傳統的應用方式也發生了較大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。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步，但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。

從土木工程材料的來源來看，由于土木工程材料的用量巨大，尤其在應用方面，經過長期使用的不斷累積，單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。尤其當前以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經給社會的可持續發展帶來了沉重的負擔。從土木工程對材料技術性能要求的方面來看，技術性能的要求也越來越多，各種物理性能指標的要求也越來越高，從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質高強、多功能、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。

今后土木工程材料必將需要在原材料方面最大限度的節約有限資源，充分利用可再生資源技工農業廢料；在生產工藝上要大力引進現代技術，改造或淘汰陳舊設備，降低原材料及能源消耗，減少環境污染；在性能方面要力求輕質高強耐久多功能及結構功能智能一體化；在產品形式方面積極發展預制技術，逐步提高構件化、單元化的水平；加緊具有自感知、自調節、自修復功能的土木材料的開發研制；展開各種機敏或智能材料在土木工程正好應用的研究。總而言之，我們測繪工作者用測繪儀器丈量世界，我們選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好壞，在未來，基于材料原有的性質的基礎上，必須實現土木工程的可持續發展。

四、結束語

綜上所述，隨著科學技術的快速發展，土木工程中的使用材料發生了很多變化，其中所蘊含的科學技術的比重也越來越大，我們作為行業的從業人員，應該學會使用這些新興材料，從而使我們的工作更進一步。科技的發展是所有行業發展的基礎，在技術的支持下效率質量提高都會得到一定的推進，使用的工程材料中也發生了很大的變化，科技成分越來越高，而作為土建工程的操作人員，應當與時俱進，時刻關注材料變化，掌握新型材料的使用技術，使得土建工程向著更加完善的方向發展。

參考文獻：

[1] 粟彬，李松，丁世寧.淺談土木工程材料的發展趨勢[J].科技致富向導.2010（23）.

[2] 張曉明.新型混凝土材料在土木工程領域中的應用[J].門窗.2015（3）.

[3] 和廣水.探討土木工程施工中的材料選擇及質量控制對策[J].門窗.2015（4）.

[4] 王海波.土木工程材料[M].南昌：江西科學技術出版社.2010年版。