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摘要:现阶段,随着经济的飞速发展,建筑市场方兴未艾,人们对建筑的质量与性能要求不断提高。这对建筑技术提出了新的要求,而土木工程新型材料的涌现为其发展奠定了基础。人们追求的建筑理念与土木工程新型材料的有效结合,增加了现代建筑行业的多样性发展,进而使得土木工程新型材料用途不断扩展。文章着重分析了多种土木工程新型材料的性能,并对其总结以推动建筑行业发展。
关键词:现代建筑;土木工程;新型材料
引言:
现代建筑工程中由于材料的不同,导致其施工质量也会存在差别。随着人类对现代建筑的要求不断提升,传统的土木工程材料已经不能适应当前的发展需求,于是研发了土木工程新型材料,使得现代建筑能够持续发展。与传统的材料相比,土木工程新型材料具备更好的节能环保作用,还具备较好的力学性能,能够在现代建筑的多方面进行使用,并且达到较好的应用效果。
1土木工程新型材料的意义
1.1降低环境破坏程度
随着我国经济的快速发展,越来越重视城市化建设和乡村改造工程,使得土木工程发展规模不断扩大。在建设过程,需要使用到大量的材料,其中包含对环境有破坏作用的材料,加之规模扩大,更加对环境造成严重污染。如今人类对环境保护愈发重视,并通过不同方面用实际行动实现保护环境的目的。为了降低土木工程材料对人类环境的破坏,人类研发了各种新型土木工程材料,在研发过程中始终秉持了环保理念,于是当前土木工程新型材料大多使用环保材料制成,能够降低对环境的污染作用,有利于土木工程实现可持续发展。
1.2提高成本管理的科学性
通过土木工程新型材料的研发,能够成本管理更加灵活,因为该材料能够提高性能、降低损耗,因此能够节约一部分的成本支出,能够提高成本管理的规范程度。而且,由于新型材料和技术之间相辅相成,新材料的出现也就促进了技术的发展,于是就会降低技术方面的成本,那么从整体上就会节约出一部分成本,更加有利于企业的发展。
1.3提高土木工程技术的实用性
土木工程在施工过程中,其中使用到的材料和技术之间存在必然联系,存在一个相辅相成的关系。在设计阶段,其中就涉及到技术能否具有可行性,于是设计人员就会同技术人员进行沟通交流,目的在于保证技术的可实施性。土木工程新型材料的出现,很大程度增加了材料性能,在应用过程中能够增加工程的质量,而且相比于以往的材料,土木工程新型材料具有更好的灵活性、可开发性和实用性等,正因为材料的性能和作用提高,使得土木工程技术也具有更好的实用性。
2现代建筑中土木工程新型材料的应用
2.1新型墙体材料的应用
2.1.1新型墙体材料的性能
新型墙体材料属于不燃材料,具有防火特性,所以使用起来更安全,寿命更长。像硅酸钙板板材不仅具有防火特性,还有很好的保温防水功能[1]。保温层与基层以及墙面之间的粘结非常牢固,可以有效的对抗保温层的开裂、空鼓等传统保温材料容易出现的问题。新型墙体材料还具有较大的蓄热系数和较高的粘结强度。在施工期方面更具优势,因其简单的设计与构造使得工人可以快速的安装,施工期短。同时墙体保温材料易出现的开裂与传统墙体材料存在龟裂问题得到了很好的解决。
2.1.2新型墙体材料类型
为了迎合社会的不断发展,为了实现保护环境和节约资源的效果。近些年不断出现了多种新型的墙体材料。这种新型墙体材料与传统的墙体材料不同,它具有环保、节约、保温、隔音和安全等多种优势。按功能划分主要可以分为粘结与密封材料、隔音材料、防水材料、装饰材料、防火材料等等。因为多种优势集于一体使得新型墙体材料的应用会不断在社会上推广。
(1)新型砌筑材料
砌筑结构的墙体为减少墙体传热量,所用砌体材料应具备隔热保温性能优、导热系数小的特征,因为这样可以减小墙体传热量。像普通的混凝土、粉煤灰、煤矸石、蒸压加气混凝土砌块等材料最为常见。砌体胶凝材料通常会采用保温砂浆,还有低碳环保的节能墙体是由保温绝热材料与传统的墙体材料或新型墙体材料复合而成。
(2)新型复合墙板
目前国内对于新型复合墙板的加工工艺有两种:一种是使用模具加工成型的固定式机械立模法,另一种是靠挤出成型的地模法。新型复合墙板的轻质、环保、廉价、利废等优势使其在建筑的内墙、外墙、围墙和屋面得以大展身手,新型复合墙板做到了有效地降低建筑工程造价,减轻劳动强度,提高保障性建筑的土地使用和建筑面积,符合当前国家墙改和建筑产业创新的发展支持政策。轻质隔墙板是三合一体结构,面板采用普通硅酸盐水泥,中间用聚苯乙烯颗粒和少量无机化学助剂等材料填充[2]。根据资料显示,这种复合墙板材料多孔的性质使得其抗压能力与保温隔音效果有很大的提升。新型复合墙板的出现是为了解决传统材料的功能单一、占地面积大、造价高、排污和低效的缺点,在中国乃至世界建材市场中的需求都非常大。
2.2新型混凝土材料的应用
2.2.1智能混凝土材料
(1)自感应混凝土
自感应混凝土是在混凝土的基材上复合部分导电材料使其具备本征自感应能力。掺杂的复合材料多以碳类和金属类为主。以碳纤维导电材料为例,当碳纤维掺入时,复合后的混凝土基材的电阻变化与内部结构变化存在相对应的关系,即疲劳损伤产生后,其体积电导率会有不可逆的下降[3]。利用此现象,可以成功的监测到混凝土各性能的变化,这在一定程度上为我们实时掌握建筑的力学状态提供了可能。
(2)自修复混凝土
所谓自修复混凝土便是当混凝土发生损伤破坏时能够自行愈合或者再生。受动物骨组织结构创伤后再愈合恢复的机理启发,自修复混凝土是采用粘结材料和基材相复合的方法而形成的新型材料,当其在一定外力作用下发生开裂时,具有特定功能的内部物质因破裂而释放,并流向开裂处,以达到愈合的目的。
2.2.2高性能混凝土
(1)低强混凝土
低强混凝土在土木工程建设中已是普遍使用,且其制作工艺简单。虽强度较低,但不影响它的广泛使用。低强混凝土主要通过对材料的坍落度、保水性及泵送性进行分析,以适当控制比例的方式来制备。其常作为填充材料出现,有利于抑制裂缝的出现。低强混凝土参与过路基、孔洞填充及上海长江隧道基座的建设,为工程的建设做出了一定的贡献。
(2)轻质混凝土
轻质混凝土的生产以工业废料、轻骨料等材料为原料,利用发泡机形成的泡沫与水泥浆充分混合,并通过浇筑成型而形成的一种多孔隙、质量小的新型材料。尽管其所取原料不具备优势,但在很多方面仍具有优良属性。由于在发泡过程中混凝土内部形成封闭的空隙,故使其具有质量轻,保温隔热的特点,这在一定程度上减轻了建筑的荷载,提高了建筑额外的承载力[4]。此外,廉价的原料以及密度较小的特点,降低了工程的成本,减少了施工过程中钢材的使用,起到节能环保的作用。
结束语:
总之,土木工程的建设也在不断发展创新,土木工程新型材料日趋重要,在工程安全使用、经济合理、环境条件的适应等方面产生了明显的效益,同时新型材料的发展也对新一代土木人提出了更高的要求:低成本、高效性、普适性、耐受性等等方面的突破,以及如何实现优势互补。
参考文献:
[1]王新波.土木工程施工中节能环保技术的应用研究[J].居舍,2019(23):43.
[2]李勇.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].低碳世界,2019,9(06):160-161.
[3]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.
[4]毕晓茜.浅析现代建筑中土木工程新型材料的应用[J].江西建材,2016(22):60+65.