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摘要：现在是工业革命以来的又一次重大变革，即信息时代的变革，这包括计算机工业、网络工业和通信工业等，这些现代化工业的迅猛发展，大大地改变了现代人类的生产、生活方式。土木工程材料的发展过程是随着社会生产力一起进行的更替变化的，它的发展进步和工程技术的日益成熟有着密不可分的关系。土木工程材料实际上是一个时代的特有标志。现在社会不断的进步，生活水平逐渐提高，大家对生活品质的要求也在逐渐提高，因此新兴材料的必须要跟得上时代的进步，所以土木工程依旧还有很大的空间。只要我们足够重视新材料的开发，拥有充分利用新材料的能力，在选择建筑材料时充分考虑到对环境及后代影响，就能更好地造福全人类。
关键词：新型材料；土木工程；节能；环保
1.高性能混凝土
1.1轻质混凝土
轻质混凝土又名泡沫混凝土，是通过发泡机的发泡系统将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。它属于气泡状绝热材料，突出特点是在混凝土内部形成封闭的泡沫孔，使混凝土轻质化和保温隔热化;同时也是加气混凝土中的一个特殊品种，它的孔结构和材料性能都接近于加气混凝土，他们二者的差别，只是在气孔形状和加气手段之间的差别。自密实商品混凝土在日本及西方一些发达国家，上世纪 80 年代就已经研究发展并逐步应用于工程实践中。因自密实商品混凝土对商品混凝土原材料、技术力量、质量控制的要求比较高，商品混凝土生产成本会大幅增加，我国起步较晚，到目前为止在工程应用中所占比例还很小。
1.2低强度混凝土
低强度的混凝土施工材料主要的应用环境是工程的基础施工；路基的填筑或者是孔洞的施工中。同时这种混凝土材料还可以应用在地下工程的结构改造过程中。低强度混凝土主要的作用是在施工过程中调节施工混凝土的施工密度以及施工过程中混凝土的抗压能力，调整混凝土的弹性模量参数等。最大的优点在于低强度的混凝土施工材料在施工完成后混凝土不容易出现收缩裂缝问题。
2.高掺量粉煤灰混凝土
随着土木工程规模的不断扩大，高掺量粉煤灰混凝土不断得到应用，在这个过程中，粉煤灰的微集料效应、火山灰活性效应、粉煤灰颗粒形态效应逐渐被社会大众所重视，随着混凝土外加剂技术的不断发展，粉煤灰逐渐成为混凝土的必需组分，在这个环节中，粉煤灰的掺量不断增大，混凝土技术方案不断得到更新及应用，美国、加拿大、英国等发达国家，已经具备成熟的混凝土应用技术。高掺量粉煤灰混凝土自20世纪80年代中期就开始得到普及。
实践证明，通过对粉煤灰材料的应用及普及，可以实现工程材料费的有效性节约，其能够取得良好的社会效益及环境效益，水泥属于高能耗及高环境污染产品，为了适应经济可持续发展的要求，必须尽可能减少水泥的使用量，进行各类工业废渣的使用，实现土木工程的可持续性发展。随着我国生态建设理念的兴起，生态环保型、可持续发展型建筑工程模式逐渐引起社会各界的重视，工业废渣的开发及利用已经成为社会经济可持续性发展的必然。
3.新型节能墙体材料
3.1智能材料
碳纤维机敏混凝土材料是以连续或短切的碳纤维作为填充物，以混凝土、砂浆及书作为为基体材料，作为一种新型的智能材料，目前在大型土木工程建设监测中已有所应用。
首先，碳纤维混凝土具有良好的力学特性、与混凝土材料的易容性，以及方便的施工工艺特性。因此碳纤维混凝土材料不仅可用于交通车流量及载重设施监控，也可用于大型建筑结构的健康检测。其次，此类材料的电阻率的特殊性，故可通过对电阻率的变化进行检测来获取碳纤维混凝土的应变及损伤状况。此外，碳纤维混凝土还具有电热特性及电磁屏蔽效应。可将此类特性应用于混凝土结构中进行抗电磁干扰以及温度测试等方面的研究工作。
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3.2驱动材料
因为在一定条件下驱动材料可产生较大的应变和应力 , 所以它担负着响应和控制的任务 .常用有效驱动材料有形状记忆材料 、压电材料 、电流变体和磁致伸缩材料等 .可以看出 ,这些材料既是驱动材料又是敏感材料, 起到了双重作用 ,这也是智能材料设计时可采用的一种思路。
3.3 FRP 材料
FRP 材料早期的应用多集中在作为结构主要受力构件的应用。 但是, 由于生产工艺等因素的限制, 想要在近一段时期内实现使用 FRP 材料大面积替换钢筋等主要建筑材料的可能性不大。 近十年来, 尤其在美国北岭地震和日本阪神大地震后,FRP 材料(主要是片材)加固补强混凝土结构技术在工程中得到了很好的应用。 目前, FRP 材料在工程结构中的应用和研究十分活跃, 逐渐形成一个新的学科研究热点。 美国于 1991 年将FRP 应用于桥面板加固补强中。 日本于 80 年代初开始开发研究应用连续碳纤维增强材料 FRP 加固补强已有的钢筋混凝土建筑物, 各种科研机构及高等院校进行了大量的研究, 取得了长足的进展, 特别是对抗震加固的性能与效果进行了研究。 在欧洲, 瑞士 EMPA 实验室、德国 IBMB研究院最早开始了采用不同的 FRP 材料加固混凝土梁的弯曲性能试验研究。 1993 年至1997 年期间, 英国、荷兰等国家进行了 EUROCRETE 泛欧合作研究计划。 在近二十年的研究和实践中, 这项技术在欧洲已近成熟, 并形成了自己的设计和施工准则。
3.3.1作为结构材料
1942 年，美国海军首次采用GFRP材料制作雷达天线罩，这是FRP首次作为结构材料使用。二十世纪五六十年代，FRP的应用逐渐转向于民用建筑领域。1961 年，英国工程师采用GFRP制作某新建教堂的尖顶；1968 年，英国工程师在某港口城市建筑某个建筑物的弯顶时，由于当地空气中氯盐含量较高，对建筑物有很大的腐蚀作用，采用了GFRP板和铝质骨架；1971 年，英国利物浦建成了一座跨径 10 米，宽 1.5 米的GFRP连续梁桥。
3.3.2用 FRP 筋、索代替钢筋和钢索
将FRP制作成FRP筋或索后，比传统的钢筋和钢索具有更加良好的性能:FRP筋的强度比钢筋高5倍，但是其质量仅仅是钢筋的1/5，并且FRP筋的抗腐蚀性和抗疲劳能力也远远优于钢筋，传统钢筋极易腐蚀，容易损害，且需要进行长期维护，FRP筋就很好地解决了这些弊端。因此，只要工程中不要求铁磁性，就可以使用FRP筋或索代替传统的钢筋和钢索。
FRP筋主要有以下几种:将FRP表面砂化，得到GFRP筋;用环氧粘连多股FRP筋制成CFRP预应力筋;对FRP筋表面进行压痕或滚花处理。
4.泡沫铝在工程中的应用
4.1声学方面的应用
用于隔音消音的泡沫铝常常是材料内部泡孔相互连通，透气性好，有良好的吸音功能。应用实例有：都市的办公楼在市中心林立，周围环境热闹吵杂，这就需要建筑有良好的隔音消音功能，以满足安静的办公需求。泡沫铝可在外部喷涂颜色，作为市中心高大办公楼外墙装修材料，既可以满足外立面美观的要求，又可以有效隔音，方便办公。同时，还可以减少电磁辐射带来的对身体的伤害。
5.结束语
近些年来国际社会越来越关注社会未来可持续的发展、生态的多样性与环境的保护，因此在建筑领域世界各国愈加重视新型的混凝土类材料的有效运用。 而我国当前经济与社会前进的步伐亦不断加快，在此类背景下在应对新型的混凝土类材料所具有的重要性必须有充分的认识，并且在土木工程的领域中应广泛应用新型混凝土材料。 唯有这样方可提升土木工程的使用寿命与质量，最终促进经济与社会的稳定、和谐、可持续发展。
参考文献
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[2]张国栋.基于阻抗匹配原理的水泥基吸波材料制备及性能研究[D].济南大学,2015.
[3]陆建阳.宁波淤泥质土固化研究及微观定量研究[D].浙江大学,2016.
[4]周凯.LDPE/FRP复合梁的动力特性及抗冲击性能的研究[D].吉林建筑大学,2016.
论文作者:盛璐琛,赵兴龙
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：混凝土论文; 材料论文; 土木工程论文; 碳纤维论文; 钢筋论文; 粉煤灰论文; 英国论文; 《基层建设》2017年第34期论文;