淺析新型土木工程材料應用

魏斌

摘 要：隨著科學技術體系的不斷健全，土木工程材料應用方案不斷得到改革，在這個過程中，其蘊含的科學技術比例日益提升，這對工作人員的業務能力提出了更高的要求。該文就新型土木工程材料應用模塊展開分析，旨在突破傳統的材料應用方法，以增強土木工程的整體效益。

關鍵詞：新型土木工程；材料應用狀況；建筑結構物

中圖分類號：TU50 文獻標識碼：A

土木工程材料是土木工程實踐中各類材料及相關制品的稱呼，其是建筑工程正常運作的物質基礎，是建筑結構物的根本構成部分。隨著科學技術體系的不斷健全，土木工程新型材料不斷得到應用，這類新型材料具備良好的環保性、高效性、節能性，應用種類繁多，存在不同的應用特性。

一、高性能混凝土應用狀況

1.高性能混凝土具備極高的工程應用價值，其強度及耐久性比較好，具備良好的工作性，這突出表現在其高彈性模量、較高早期強度等方面，可以避免鋼筋受到銹蝕，能夠滿足惡劣施工工作的要求，實現混凝土堅固及耐久性的提升，其易修整性強，可泵性高。HPC可以進行流態混凝土的配置，避免了離析問題的出現，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，混凝土的凝結時間正常，相比于普通的混凝土，其強度增長較快，即使在較低環境下也不會出現冰凍問題，在高溫環境下，混凝土能夠保持正常的坍落度，能夠實現水化熱的有效性控制。

低強混凝土是常見的工程施工材料，能夠滿足樁基工程、基礎工程等的工作要求，也可用于地下建筑物構造。在一定情況下，可用低強混凝土進行混凝土抗壓強度、密度、彈性模量等的調整，降低其收縮裂縫水平。輕質混凝土實現了天然輕骨料、廢料輕骨料、人造輕骨料等的使用，比如浮石、凝灰巖、爐渣、自然煤矸石、黏土陶粒等的使用，其抗凍性能高，相對強度大，密度較小，具備良好的保溫性。通過對工業廢渣的使用，可以有效降低混凝土的生產成本，減少城市的污染狀況，有利于當地生態環境的保護，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。

自密實混凝土不需要進行機械振搗，其能夠依靠自身重量實現混凝土的密實，這類混凝土的流動性較高，可以有效防止離析問題，在配置該類混凝土時，需要遵循相關的方法。粗骨料體積需要為固體混凝土體積的一半。細骨料的體積為砂漿體的一半。自密實混凝土需要開展流動性試驗，進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

隨著土木工程規模的不斷擴大，高摻量粉煤灰混凝土不斷得到應用，在這個過程中，粉煤灰的微集料效應、火山灰活性效應、粉煤灰顆粒形態效應逐漸被社會大眾所重視，隨著混凝土外加劑技術的不斷發展，粉煤灰逐漸成為混凝土的必需組分，在這個環節中，粉煤灰的摻量不斷增大，混凝土技術方案不斷得到更新及應用，美國、加拿大、英國等發達國家，已經具備成熟的混凝土應用技術。高摻量粉煤灰混凝土自20世紀80年代中期就開始得到普及。

實踐證明，通過對粉煤灰材料的應用及普及，可以實現工程材料費的有效性節約，其能夠取得良好的社會效益及環境效益，水泥屬于高能耗及高環境污染產品，為了適應經濟可持續發展的要求，必須盡可能減少水泥的使用量，進行各類工業廢渣的使用，實現土木工程的可持續性發展。隨著我國生態建設理念的興起，生態環保型、可持續發展型建筑工程模式逐漸引起社會各界的重視，工業廢渣的開發及利用已經成為社會經濟可持續性發展的必然。

二、新型墻體材料的應用

1.隨著社會科學技術的不斷發展，新型墻體材料不斷得到應用，在砌筑結構墻體的應用過程中，進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，其導熱系數較小。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。

經濟可持續發展理念的興起，推動了墻體材料應用技術的進步，在這個過程中復合型節能墻體出現，這類墻體實現了新型墻體材料、傳統墻體材料、保溫絕熱材料等的結合，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、黏土實心磚等。實踐證明，復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，具備更好的節能效果。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構形式，常見的應用結構模式包括墻體不承重結構、框架結構等。

2.新型復合墻板主要由內墻板、外墻板、高效絕熱保溫材料等構成，按照標準尺寸及相關模數展開工業化生產，其具體包括門、窗、墻板一體化的制造過程，需要將其運送到施工現場中，將其安裝在結構框架上，成為房屋建筑的外圍護結構，這是當下主流的建筑應用形式，這類建筑物的復合墻板不進行外力的承受，其質量較輕，保溫性能良好，具備較高的施工效率。

FRP復合材料的出現有效解決了土木工程建筑物結構問題。結構性能及結構的退化是制約土木工程發展的重要影響問題，通過對FRP復合材料技術的應用，可以實現建筑物結構的穩定性，其適應了現代工程的發展，滿足了工程惡劣施工的要求，確保現代工程結構的輕質化發展，滿足了現代工程結構的工作要求，這種復合材料常見于海洋工程、地下工程等。在其具體施工應用中，需要進行鋼筋的替換，將鋼管直接應用于新建結構中，實現對舊有結構的維修及加固，實現建筑物整體效果的增強。

整體來看，土木工程結構及基礎設施的整體使用年限較長，但在工程實踐中，受到外界各種因素的影響，不可避免地產生抗力衰減、建筑物結構損傷積累等問題，這類問題的出現受環境荷載作用、腐蝕效應、材料老化、疲勞效應等的影響，從而導致各類突發事故的發生，為了解決這類問題，必須做好該類建筑物結構及設施的健康監測工作，進行復合型智能材料的應用，提升土木工程的整體監測效益。

3.碳纖維機敏混凝土是一種復合型的建筑材料，其以碳纖維作為填充相，實現了混凝土、砂漿、水泥漿等的混合，制成了纖維增強水泥基復合材料，這類材料的電阻率、應變狀況、損傷狀況等存在一定的關系，為了進行碳纖維混凝土應變及損傷狀況的監測，需要進行電阻率變化的測試。這類混凝土具備良好的力學性能，能夠實現與混凝土結構的良好相容，其施工工藝水平比較簡單，滿足了道路載重監控工作的要求，適應了土木工程結構及基礎設施的健康監測工作要求。碳纖維混凝土還具備良好的電磁屏蔽特性，其電熱效應強烈，有利于實現混凝土結構溫度的自適應，實現混凝土抗電磁干擾能力的提升。基于納米復合材料應用基礎上的混凝土其電阻率隨著線性變化而變化，具備很好的重復性及靈敏度，其傳感性好，整體強度高，應用前景廣闊。

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性能，具備超高強、超塑性等特點，通過對納米材料的應用，能夠有效增強建筑物的整體質量。隨著時代的發展，傳統的混凝土材料已經難以適應現階段土木工程的工作要求，為了確保社會經濟的可持續性發展，必須進行智能混凝土研究體系的健全，充分發揮智能、高復合混凝土的應用優勢。

結語

為了適應日益復雜的土木工程工作的要求，進行新型材料的應用是必要的，從而實現土木工程整體施工質量的增強。

參考文獻

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