摘要:随着社会经济的不断发展,人们生活的不断提高。土木工程建设也进入了高速发展阶段,新型材料随着科学技术的不断提升越来越多的运用到土木工程建设中,优质的新型施工材料既可以满足现行规范的质量和施工要求,也可以减少对环境的污染,同时节省人工、机械,提高了生产的效率,提升了产品的经济效益。本文主要对一些新型的材料和技术的应用作了探讨。
关键词:土木工程;施工过程;应用;新型材料
引言
土木工程是随着人类社会生产力和科学技术水平的提高而逐渐发展起来的,一些新材料的运用使土木工程更加满足了现代化社会人民高质量生活的要求。自改革开放以来,我国的建设处于一个新的起点,新的发展趋势下我国土木工程建设还能处于一个飞速发展的状态,即使我国的建筑不仅数量多,而且其高度也大,我们还是克服了它,目前我国土木工程的发展现状,令各国人惊叹不已。
1 高性能新型混凝土材料
1.1 轻质混凝土
轻质混凝土施工材料主要的原料主要有3种。第一种是天然的轻骨料,例如浮石或者是凝灰岩;第二种是工业废料制成的轻骨料,例如粉煤灰制成的陶粒;自燃煤制成的煤矸石;第三种是人造轻骨料,例如页岩陶粒以及黏土陶粒等。轻质混凝土的主要特点是密度小;施工强度较高,具有很好的保温效果以及抗冻性能。利用工业废料制成的轻质混凝土施工材料能够最大限度地降低工程的施工成本,同时还能够最大限度地保障施工的工程质量。保温提倡使用这种新型的施工材料。主要是由于这种施工新型材料变废为宝,二次利用,符合我国现阶段的环保倡议,能够有效地降低施工过程对环境的污染。
1.2 自密实混凝土
自密实混凝土新型施工材料最主要的特点就是能够不借助振动棒的帮助仅仅由材料的自重实现密实的效果。虽然自密实混凝土在施工过程中具有很高的流动性,但是却不会出现离析的问题。此施工材料最大的优点在于振捣的过程不会出现很大的噪音,在完善应用自密实混凝土施工材料也能够施工,施工过程中不会对周边的居民造成干扰。对现场的施工人员来讲也没有健康方面的危害,如果处于现场的安全问题考量,自密实混凝土施工材料也是一种非常优质的施工材料。
1.3 高掺量粉煤灰混凝土
随着人们对粉煤灰的颗粒形态效应、火山灰活性效应和微集料效应等内在潜能的认识日渐深入,以及混凝土外加剂技术的迅速发展,粉煤灰成为继外加剂之后混凝土的又一必需组分的观点正在被越来越多的人接受.粉煤灰的掺量也有不断增大的趋势。大量使用粉煤灰的不仅可以有效节约有限的工程材料费,还能获得良好的环境效益与社会效益.水泥是一种高能耗与高环境污染产品,尽可能地少用水泥,使用各种工业废渣,是混凝土成为一种人类可持续发展材料的必然趋势。随着我国绿色施工的大力推广与快速发展,工业废渣的充分开发利用将成为必然的选择。
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表而砂化,得到GFRP筋;用环氧粘连多股FRP筋制成CFRP预应力筋;对FRP筋表而进行压痕或滚花处理。
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3 智能材料在土木工程中的应用
3.1 形状记忆合金的应用
形状记忆合金的特点就是具有形状记忆效应,它在记忆过程中能够产生回复应变,并且具有较强的传输存储能力。形象地说形状记忆智能材料能够在高温下变成一定形状的金属,等转换到低温状态又能够塑变成另一形状,等再到高温状态时就能转变回去的性能。
3.2 压电材料
在传统的建筑结构中,一般应用的压电体为集成式,其主要是通过传感压电的原件对建筑结构的振动模式和状态加以感知,并根据其输出的感知结果,来确定控制算法应输入的压电体,以实现结构振动的主动控制,这也是智能结构中展开压电类研究与应用的前沿领域。目前,一些研究人员主要利用陶瓷压电体作为加速驱动与传感器,对控制主动振动及主被动阻尼在压电层合结构中的问题进行相应的研究。近年来,随着堆技术与压电材料的不断发展,促使智能材料中的压电类材料的研究与应用也变得更加广泛。目前,土木工程建设中应用的压电材料,一般更注重健康监测、安全评定、控制静变形能及主动控制噪声等方面,并且取得了非常好的效果。
3.3 压磁材料的应用
磁流在外加磁场的影响下,会出现可逆性变化,且这种变化是可控$快速的,因此,压磁材料也是土木工程中常用的新型材料。在土木工程中,各类大跨度桥梁、高层建筑、电视塔等等都采用了压磁材料,在土木工程中表现出良好的应用前景,可以用于声呐系统$超声器件以及精密定位控制系统中。
3.4 光导纤维
在土木工程建设中,光导纤维主要由两部分构成,即内芯与外包层,其是一种光通信的纤维状介质材料,主要是在通信传输系统中,最初使用先进的传输信息技术,其在容量与速度上,信息载体的光子要大于电子这一载体,因而其发展速度非常快。光子主要具备一定的高信息率及高并行的信息处理能力,其能充分发挥出信息处理速度与容量中存在的潜力。光导纤维在远距离信息传输、传感及监测等各个方面,都能获得广泛的应用。在传统的土木工程建设的混凝土结构中,使用光导纤维作为传感的原件,能够实现对各项结构指标的实时诊断、控制、检测、评价及预报等功能,并且在买入驱动元件如形状记忆合金之后,就能将信息控制元件及处理系统有机结合起来,促使土木工程建设的混凝土结构能够获得一定的智能功能,从而达到自动修复及诊断混凝土结构的目的。
结束语
总之,尽管新型材料的研发和使用还存在着许多的不足,但是相信随着科技的进步,新型材料的性能会得到大幅提高。新型材料元器件也会逐渐朝着小型化、多功能和高功率方向发展,将来的建筑结构也会发展成为主动式智能建筑结构,这对于利用太阳能,节省能源有着重要作用,同时在抗震、降噪、抗风自然灾害方面也会发挥它独有的作用。
参考文献
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论文作者:柴益侃
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/7
标签:土木工程论文; 材料论文; 混凝土论文; 密实论文; 钢筋论文; 光导纤维论文; 土木论文; 《基层建设》2017年第19期论文;