浅析土木工程新型材料在现代建筑中的应用

发表时间:2021/3/11   来源:《城镇建设》2020年33期   作者:雷冲
[导读] 在工程施工过程中,材料的性能是建筑物结构设计的重要基础。
        雷冲
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        摘要:在工程施工过程中,材料的性能是建筑物结构设计的重要基础。是否可以正确选择所需的材料,是否可以科学地使用所选择的材料以及是否可以合理地构造所选择的材料,这对工程的施工质量和使用起着决定性的作用。建筑材料的选择也会影响项目所需的建筑成本。随着科学技术的不断进步,用于土木工程的新材料也在不断出现和应用。这些新材料具有良好的环保性,高效性,节能性,并具有不同应用特性的广泛应用。目前,用于土木工程的新型材料主要包括智能材料,玻璃钢复合材料和新型混凝土材料。因此,本文结合作者多年的工作经验,就新型土木工程材料在现代建筑中的应用提出了一些建议,仅供参考。
        关键词:土木工程;新型材料;现代建筑;施工质量
引言
        随着社会的发展进步,人们对居住环境和生活质量提出了更高的要求,人们更需要高性能、环保节能的新型土木建筑材料,新型建筑材料已经成为满足人们对美好生活需求的重要部分。研究、开发、生产和使用复合型、多功能、新型节约的新型建筑材料成为土木工程材料发展的必然趋势,前景广阔。
1、土木工程概述
        土木工程一般体量较庞大、施工周期较长、施工环境较复杂,有些路桥类工程项目施工工期可能长达5年以上,这导致了土木工程在施工过程中,其施工技术环境在不断发展变化,促使土木工程按照施工流程和施工环境将体量庞大的工程细分为几期或几个子工程,这些子工程既可能按序排队施工,也可能同步施工。因此,导致土木工程施工方案设计阶段涉及的前期施工环境调查、相关数据分析度较大。
2、土木工程新型材料的类型
        2.1新型混凝土的种类
        2.1.1纤维混凝土
        传统的混凝土虽然在硬度和强度方面存在着很大的优势,但是在存着耐久性差、抗拉强度低等缺点,但是将纤维应用到混凝土当中能够有效解决这个问题。纤维材料最大的特点在于柔性强,能够满足混凝土自身的缺陷,将纤维材料应用到混凝土当中,通过一定的配比,能够显著提高和混凝土的物化性能。在满足混凝土硬度和强度的基础上,进一步提高混凝土的抗裂性能、抗压强度等性能指标。纤维材料和别的建筑材料相比,由于纤维材料具有机械性、易粘附性、分散性等性能,能够有效提高混凝土的韧性。
        2.1.2高性能混凝土
        目前,很多国家都意识到高性能混凝土的优势,已经成为建筑行业当中研究的热点问题。高性能混凝土和传统混凝土相比,在很多性能指标进行相应的优化和提高,主要表现在以下三个方面。①高性能混凝土密度很小,在同体积的情况下,重量更轻,这样能够显著减少混凝土的结构体积,能够满足一些特殊项目的施工要求。将这种混凝土应用于地基或者桥梁项目的施工过程中,能够有效降低地基或者桥梁本体的荷载和结构重量,从而保障结构的稳定性和可靠性。而且这种混凝土还能够有效减少对于材料的消耗,减少建筑空间,提高项目的经济性。②高性能混凝土在应用方面更具有优势,受到外部温度以及压力的影响较少,这样便于混凝土的应用,更好开展土木项目的施工,减少施工强度。③高性能混凝土在耐久性性能指标方面也具体很大的优势,能够长期应用于十分恶劣的工作范围之内,提高土木项目的服务年限。而且也不需要在使用过程中进行相应的维护和检修,提高了土木项目的社会效益。
        2.1.3活性微粉混凝土
        活性微粉混凝土是由钢纤维、晶体、气孔、液体等多相材料组成的新型复合混凝土,相比于普通混凝土,其组分的细度、反应活度还有环保性具有显著优势,并有以下几点改变:首先,为加强粘结度,用细砂替代粗骨料,缩减基体中骨料占比;其次,普通混凝土的胶结基体具有宏观缺陷,而复合钢纤维后,韧性提高,弥补了低延展的缺点;三是复合微粉过程中,微粉颗粒细且聚集度小并且要遵循堆积最优原则。

目前对于活性微粉混凝土的实验主要集中在宏观上,同时,活性微粉混凝土由于工艺复杂,养护材料费较高等难以推广。
        2.2FRP复合材料(纤维增强聚合物)
        2.1.1FRP复合材料及特征
        按照设定的固定比例,将基体材料和纤维材料混合,就形成了这种高性能型复合材料。FRP复合材料具有轻质坚硬、保温隔热、绝缘高强、耐腐蚀性好且可重复利用等特性。
        2.1.2FRP复合材料的应用
        随着时间的推移和环境的影响,工程结构的性能逐步退化,严重影响工程的使用。通过FRP复合材料的应用,可提高土木工程结构的稳固性和耐久性,满足工程使用功能;减轻工程结构重量,减小地震作用;有利于实现土木工程的工业化建造。FRP复合材料广泛而充分地应用于桥梁、电视塔、轻质结构以及恶劣环境下的大型地下工程中,近年来,在民用建筑中的应用也逐年增加。在具体工程应用中主要有两类:①应用于维修加固旧有的结构;②应用于新建工程取代钢筋或钢管使用。
        2.3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与传统的墙体材料或新型墙体材料复合而成。
3、新型建筑材料在土木工程的具体应用
        3.1在外部施工中的应用
        随着新型环保的观念逐渐被人们所认知,在施工过程中对于新型材料的使用也越来越广泛,很多企业在采购时就会有意识地选择新型建筑材料。一般来说建筑工程的规模越来越大,施工的周期也越来越长,因而在施工的过程之中,于材料各方面的性质要求也在不断提升。新型建筑材料与传统的建筑材料相比,在性能上往往都具有一定的优势,比隔热和隔湿的性能。在南方很多地区居民在日常生活之中,对于隔热和隔湿的需求都较高。使用新型建筑原料可以直接提升居民的生活质量。
        3.2在内部装修中的应用
        (1)生态陶瓷建筑材料。陶瓷建筑材料在装修过程中,主要应用在了洗手间和厨房等位置。传统的陶瓷建筑材料在建造和使用的过程之中,都存在着较高的能源损耗和污染生态陶瓷建筑材料是相关的技术设计人员通过长期的研究所得到的成果,直接提升了建筑整体的环境友好性。(2)生态木质建筑材料。由于人们对于美的要求,所以木质的建筑材料在近些年来使用越来越为广泛。相比较于统的混凝土材料来说,木质建筑材料是内部装修之中非常重要的一类补充。另外不管选择哪一种类型的建筑建设原料在使用的过程之中都需要注意与施工过程的匹配性以及与建筑建设的协调性。
结束语
        随着现代科学技术的不断进步,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。相信在土木工程人才们的前赴后继,孜孜钻研的努力下,土木工程新型材料终会开花,为我国土建工程带来质的提升。
参考文献
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