有关土木工程材料论文

时间:2018-01-17 编辑:家瑱 手机版

  随着经济的发展,土木工程技术也发展迅速,那么,下面请看小编给大家整理收集的有关土木工程材料论文,希望大家喜欢。

  有关土木工程材料论文1

  摘要:新型材料在土木工程施工中的应用,不仅能够起到很好的节能效果,还能提高施工效率,并在施工的同时对环境进行保护,减轻传统材料在施工中对环境造成的污染程度。而材料是土木工程施工的基础保障,材料质量决定着整个工程的质量,因此,在实际的土木工程施工中,应把握好新型材料的使用技术。本文对新型土木工程材料的类型进行分析,并就其使用技术进行探讨,希望能够促进土木工程的顺利施工。

  关键词:新型材料;使用技术;土木工程

  科学技术的进步推动着土木工程材料行业的发展,各种新型的土木工程材料不断的涌现出来,并冲击着建筑材料市场。如果能对新型材料加以合理利用,则能够为施工企业节约施工成本,降低工程施工中的能源消耗,并对生态环境进行保护,从而提高土木工程的性价比。

  1新型节能墙体材料的使用技术

  1.1新型节能复合墙板材料

  新型节能复合墙板材料是由三种材料复合而成的,一种是高效的绝热保温材料,一种是外墙板,还有一种是内墙板。工厂在生产这种材料时,一般是采用工业化生产模式进行的,新型节能复合墙板材料有标准的尺寸和模数,这也是生产的依据。门和窗等都可通过一体化制造,在制造完成后再运输到施工现场,将其安装在相应的结构框架下,成为房屋建筑的外围护结构。新型节能复合墙板材料的厚度一般为10-15cm,不会受到外力的影响,具有良好的保温性能。由于其尺寸的精准度很高,所以利用这种材料施工,能够提高施工效率。

  1.2新型节能砌体材料

  砌筑施工是我国土木工程施工使用频率最高的墙体施工方法,为提高墙体的保温性能,应选择导热系数比较小的砌体材料,且其要具备较好的隔热性能,所以空心砖在墙体施工中使用得比较多。随着保温材料生产技术水平的提升,实心黏土砖和混凝土开始应用于土木工程的墙体施工中。而在实际的墙体施工中,为提高建筑墙体的节能性,会采用常规性材料或者一些新型的复合材料。比如,将空心砖和泡沫塑料结合起来使用,能够达到跟好的施工效果,增强墙体的保温能力。目前,我国土木工程墙体施工中的复合墙体,其节能保温效果明显优于一般的单一施工材料。

  2高性能新型混凝土材料的使用技术

  2.1轻质混凝土材料

  轻质混凝土材料主要是由三种原料组成的:首先,天然轻骨料,如浮石、凝灰岩。其次,工业废料轻骨料,如陶粒可利用粉煤灰制作而成;煤矸石可利用自燃酶制作而成。最后,人造轻骨料,如陶粒可用不同的材料制成,包括页岩、黏土等。轻质混凝土材料具有许多优点,不仅密度小,拥有较高的施工强度,还能起到很好的保温效果,其抗冻性能也很强。此外,由于工业废料的成本很低,所以由其制作而成的轻质混凝土材料在土木工程施工中的应用,能够大幅度的降低企业的施工成本。最重要的是,在节约成本的同时,还能确保工程质量。

  2.2自密实混凝土材料

  自密实混凝土材料是利用混凝土自重实现混凝土密实的,所以不需要利用机械对其进行振捣。自密实混凝土材料具有很高的流动度,但却能对离析现象进行有效的控制。自密实混凝土材料按照以下步骤配制:第一,原材料主要有四种,即粗骨料、固体混凝土、细骨料、砂浆。粗骨料与固体混凝土的体积比为1:2,细骨料与砂浆的体积比为2:5。第二,将混凝土的水灰比调整为0.9-1.0。第三,对自密实混凝土进行流动性试验,合理控制超塑化剂的用量,并确定出水灰比的最终值,以确保自密实混凝土能够达到最优的性能。自密实混凝土材料因为不需要利用机械进行振捣,所以在其施工过程中不会产生噪音,在夜间仍可施工。并且,此材料安全性很高,不会对施工人员的健康造成影响。此外,对于一些在钢筋布置上比较密集,或者体型比较复杂的构件进行施工时,也可采用这种材料,不仅施工效率高,还能降低施工人员的工作强度。

  2.3低强度混凝土材料

  低强度混凝土材料在土木工程的基础施工中红应用得比较多,在路基施工的填筑环节、孔洞施工中的使用频率也比较高。此外,低强度混凝土还可用于对地下工程结构进行改造,以提升结构的稳定性。这种类型的混凝土材料能够对混凝土的施工密度进行调整,增强其抗压能力,并对混凝土的各项参数进行调整,如弹性模数。低强度混凝土具有许多优点,在完成混凝土的施工后,基本不会出现收缩、裂缝等情况。

  3其他新型土木工程材料的使用技术

  3.1高掺量新型粉煤灰混凝土材料

  随着研究者对粉煤灰颗粒各种效应研究力度的加大,人们逐渐认识到其形态、火山活性、微集料等效应的潜能。再加上混凝土外加剂技术的发展速度非常快,粉煤灰在建筑行业受到的关注越来越多。所以,除外加剂以外,粉煤灰也成为混凝土中必不可少的一种组分。在高掺量粉煤灰最初的研究中,粉煤灰的掺量在总胶凝材料的比例超过55%。高掺量粉煤灰在土木工程施工中的应用,不仅能够节约原材料费用,还能改善环境,创造更好的经济效益。西方国家向来比较重视环保问题,所以西方国家的工业废料二次利用率很高。随着我国经济水平的不断提升,土木工程施工所产生的环境效益和社会效益备受人们的关注,因此,工业废渣在未来的利用效率也会得到大幅度的提高。

  3.2RPF复合材料

  过早退化、结构功能不足,是土木结构中最为常见的问题。RPF复合材料是指纤维增强聚合物,其在土木工程施工中的应用能够有效的解决这两类问题。根据大量的实践研究,现代工程结构会逐渐向大跨、重载、轻质等方面发展,未来的工程结构能够承受更加恶劣的环境条件。而RPF复合材料能够满足现代工程结构的发展要求,所以其逐渐被广泛的应用于桥梁、建筑以及各地下工程结构的施工中。这类材料主要是通过两种方式应用的,一种是取代原有的钢筋和钢管,直接在新建结构中使用,还有一种是对旧的结构进行维修和加固,以提高结构性能。

  3.3智能材料

  土木工程结构和基础设施是使用年限一般都比较长,通常要达到几十年,而有的结构甚至要使用百年以上。但是,在过程结构和基础设施的使用工程中,受环境、荷载、腐蚀等因素的影响,会加快其老化的速度,使其产生疲劳效应,从而导致结构出现不同的损伤。随着损伤的累计,其抗力会逐渐衰退,从而引发一些安全事故。因此,为避免在土木工程建筑的使用过程中出现意外事故,就需要对过程结构和基础设施进行实时监测,智能材料的作用就在于此。智能材料是指碳纤维机敏混凝土材料,其能够对土木工程健康状况进行监测,与利于工程养护工作的顺利开展。

  4结束语

  综上所述,土木工程施工对材料的要求越来越高,新型土木工程材料的技术含量比较高,不仅能达到很好的节能效果,降低企业的施工成本,还能对环境进行保护。因此,在土木工程的实际施工中,要对新型节能墙体材料、高性能新型混凝土材料、智能材料等新型土木工程材料进行合理应用,以提高工程施工效率和质量。

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  一、引言

  土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称。它是土木工程的物质基础,是组成建筑结构物的最基本构成元素,决定着土木工程的使用质量和寿命。土木工程材料包括土木工程中使用的各种材料及制品。根据物质组成的种类及化学成分,土木工程材料可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。近年来,人们不仅对土木工程材料的性能要求越来越高,而且更加关注其对环境及健康的影响。随着科学技术的发展,使得土木工程的新型材料如雨后春笋般出现,表现出节能、高效、环保等特点,并呈现种类繁多,性质各异,用途不同的特性。

  二、土木工程材料发展现状及要求

  (一)发展现状

  人类从挖土、凿石为洞、伐木搭竹为棚,利用天然材料建造非常简陋的房屋等土木工程开始,到人类能够用黏土烧制砖、瓦,用岩石烧制石灰、石膏之后,土木工程材料才由天然材料进入了人工生产阶段,为较大规模建造土木工程创造了基本条件。随着科技的发展与社会的进步,人类对建筑材料的使用性能、外观等各方面的要求越来越高。原有的土木工程材料已不能与此相适应,在其他科学技术进步的推动下,土木工程材料进入了一个新的发展阶段,逐渐开发出新型的土木工程材料。石灰、沥青、水泥、混凝土、预应力混凝土、钢筋混凝土、钢结构等,已经成为工业建筑和民用建筑的主要材料,为现代土木工程材料奠定了基础。进入20世纪后,由于社会生产力突飞猛进以及材料科学与工程学的形成和发展,土木工程材料不仅性能和质量不断改善,而且品种不断增加,以有机材料为主的化学建材异军突起,一些具有特殊功能的新型土木工程材料,如绝热材料、吸声隔声材料、各种装饰材料、耐热防火材料、防水抗渗材料以及耐磨、耐腐蚀、防爆和防辐射材料等应运而生。此外,随着超高建筑、高承载工程和高抗渗工程的出现,一些高性能材料也应运而生。高强度等级水泥、聚合物混凝土、钢纤维和玻璃纤维混凝土、钢化玻璃、双层中空玻璃、多功能涂层玻璃等,这些新型材料具有质轻、高强、快(坚)硬等优点。这些新型材料的广泛应用,促进了建筑设计理念、土木工程结构形式及建筑施工技术的巨大革新与发展。

  (二)发展要求

  1、从土木工程材料的来源来看。鉴于土木工程材料的用量巨大,尤其在应用方面,经过长期使用的不断累积,单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。从另一方面来看,由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高,传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此,以天然材料为主要材料的时代即将结束,取而代之的将是各种人工材料,这些人工材料将会向着再生化、节能化和绿色化等方向发展。

  2、从土木工程材料应用的发展趋势来看。为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求,材料应用也向着工业化的方向发展。例如,水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展,材料向着半成品或成品的方向延伸,材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高,劳动强度逐渐下降。

  3、从土木工程对材料技术性能要求的方面来看。技术性能的要求也越来越多,各种物理性能指标的要求,从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着多功能、轻质高强、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。

  三、土木工程材料的发展趋势

  随着科学技术的进步和建筑工业发展的需要,一大批新型土木工程材料应运而生,而社会的进步、环境保护和节能降耗及建筑业的发展,又对土木工程材料提出了更高的要求。因而,今后一段时间内,土木工程材料将向以下几个方向发展。

  (一)智能化。所谓智能化材料,是指材料本身具有自感知、自清洁、自调节、自修复,实现构筑物自我监控的功能,以及可重复利用性。土木工程材料向智能化方向发展,是人类社会向智能化发展过程中降低成本的需要。

  (二)高性能化。将研制轻质、高强高抗震性、、高耐久性、高吸声性、高保温性、优异装饰性及优异防水性的材料,实现结构—功能(智能)一体化。这对提高建筑物的适用性、安全性、艺术性、经济性及使用寿命等有着非常重要的作用。

  (三)生产工业化。工业化生产主要是指应用先进施工技术,改造或淘汰陈旧设备,采用工业化生产技术,使产品规范化、系列化。

  (四)复合化、多功能化。利用复合技术生产多功能材料、特殊性能材料及高性能材料,这对提高建筑物的使用功能、经济性及加快施工速度等有着十分重要的作用。

  (五)绿色化、节能化。随着人们生活水平和文化素质的提高,以及自我保护意识的增强,人们对材料功能的要求日益提高,要求材料不但要有良好的使用功能,还要求材料无毒、对人体健康无害、对环境不会产生不良影响,即所谓的绿色建材。绿色建材就是从可持续发展角度出发,尽可能少用天然资源,充分利用再生资源,大量使用工业或城市固体废弃物,采用低能耗,无污染的生产技术,生产和开发能够降解有害气体、抑菌与杀菌,对人体健康和环境无害并且可循环再生利用的新型材料。

  四、结束语

  土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的,它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程选材料时通过其对环境的影响和对后来人的影响来决定土木工程材料的好坏,在未来,在材料原有的性质的基础上,“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。

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