齐齐哈尔工程学院 黑龙江齐齐哈尔 161000
摘要:伴随着经济的飞速发展建筑市场方兴未艾,建筑物的体型、结构、功能造型越来越往大型化、复杂化和多样化演变。节能技术、信息控制技术、生态技术等也日益与建筑相互融合。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。据此,本文对土木工程新型材料在现代建筑中的应用进行分析。
关键词:土木工程;新型材料;应用
1.土木工程新型材料的意义
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。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。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。然而在以前,在土木工程施工过程中,会因为材料本身的限制,比如材料性能不够好,通过相关技术完成施工之后无法达到预期的效果,就会对工程的质量造成严重影响。而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。传统的材料由于性能跟不上,导致施工完成后容易出现各种问题,严重的还会造成建筑倒塌,造成重大安全事故。随着土木工程新型材料的出现,能够提高材料本身性质和性能,于是就能够保证技术的实用性,提高成本管理的利学性,使得土木工程的质量将会更加优异。
2.智能混凝土材料
混凝土在土木工程建设中成本较低,应用广泛。当混凝土的成分组成及含量改变时,其性能自然会发生相应改变。智能混凝土便是一种在原有混凝土的基础上,复合智能化及功能化材料为一体的智能材料,具备智能感知、智能调节、自身修复等特点,在智能化建筑的发展历程上有着不可或缺的地位。
2.1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。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。
2.2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。
3.新型墙体材料
新型建筑墙体材料区别于老式墙体材料,其优势明显,首先是生产成本更低,对环境污染更小,其次因为新型墙体材料致力于做小做轻做精,使墙体材料自身的重量减小房屋的使用面积增加,此外还有良好的抗震性,最为重要的是大部分墙体材料是绿色建材。新型墙体材料完全符合国家重视的节约能源与保护环境要求。从功能来讲,新型墙体材料分类更广泛,包含墙体、门窗、装饰材料、隔音保温材料等,以及其他辅助材料;根据材料的组成成分还可以把材料划分为化学材料和人工材料或者是金属材料。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。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。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。
4.纤维增强复合材料在加固方面的具体应用
纤维增强复合材料的性能较好,通过使用特点可以将其应用到桥梁加固方面。将板的下面贴上纤维增强复合材料,能够增加板的抗剪能力和抗弯能力,从而增加板的使用寿命。比如桥面板经过长时间使用后,其上面有较为严重的磨损情况,能够通过粘贴纤维增强复合材料进行维修。虽然纤维增强复合材料具有较好的性能,但是在应用过程中还是会存在某些问题,比如纤维复合材料的延伸率比较小,混凝土会发生横向膨胀,应用于混凝土柱中可能会出现脆性破坏,所以为了降低该事故的发生频率,需要将复合材料完全的粘贴在整个构件上。所以在应用过程中,需要尽可能的发挥出复合材料的优势,避免其缺陷带来的严重影响。将纤维复合材料包裹在混凝土构件上,能够增强结构的抗弯、抗剪等作用,能够起到较好的加固作用,从而增加构件的寿命。在建筑工程中使用纤维增强复合材料进行加固时,其操作简单,相比与传统的加固方式,将有助于提高施工工期,从而降低施工成本。由于纤维增强复合材料的质地非常的轻,而且设计性比较强,被应用于桥梁结构加固中,不仅能够实现良好的加固效果,而且不会造成结构外观变形,所以使用该复合材料有利于结构的美观程度。
5.结语
土木工程新型材料在现代建筑工程中发挥着越来越重要的作用,我们有理由相信,现代建筑中,土木工程新型材料的应用的空间一定越来越广阔。当然,广阔的应用和发展市场固然重要,更离不开广大的参与土木工程材料研究的学者和科研工作者们的不断耕耘。
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