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談新型土木工程材料應用

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談新型土木工程材料應用

摘要:隨著科學技術體系的不斷健全,土木工程材料應用方案不斷得到改革,在這個過程中,其蘊含的科學技術比例日益提升,這對工作人員的業(yè)務能力提出了更高的要求。該文就新型土木工程材料應用模塊展開分析,旨在突破傳統(tǒng)的材料應用方法,以增強土木工程的整體效益。

關鍵詞:新型土木工程;材料應用狀況;建筑結構物

土木工程材料是土木工程實踐中各類材料及相關制品的稱呼,其是建筑工程正常運作的物質基礎,是建筑結構物的根本構成部分。隨著科學技術體系的不斷健全,土木工程新型材料不斷得到應用,這類新型材料具備良好的環(huán)保性、高效性、節(jié)能性,應用種類繁多,存在不同的應用特性。

一、高性能混凝土應用狀況

1.高性能混凝土具備極高的工程應用價值

其強度及耐久性比較好,具備良好的工作性,這突出表現(xiàn)在其高彈性模量、較高早期強度等方面,可以避免鋼筋受到銹蝕,能夠滿足惡劣施工工作的要求,實現(xiàn)混凝土堅固及耐久性的提升,其易修整性強,可泵性高。HPC可以進行流態(tài)混凝土的配置,避免了離析問題的出現(xiàn),可以有效降低泵送壓力,具備良好的修整效率。在冬天澆筑過程中,混凝土的凝結時間正常,相比于普通的混凝土,其強度增長較快,即使在較低環(huán)境下也不會出現(xiàn)冰凍問題,在高溫環(huán)境下,混凝土能夠保持正常的坍落度,能夠實現(xiàn)水化熱的有效性控制。低強混凝土是常見的工程施工材料,能夠滿足樁基工程、基礎工程等的工作要求,也可用于地下建筑物構造。在一定情況下,可用低強混凝土進行混凝土抗壓強度、密度、彈性模量等的調整,降低其收縮裂縫水平。輕質混凝土實現(xiàn)了天然輕骨料、廢料輕骨料、人造輕骨料等的使用,比如浮石、凝灰?guī)r、爐渣、自然煤矸石、黏土陶粒等的使用,其抗凍性能高,相對強度大,密度較小,具備良好的保溫性。通過對工業(yè)廢渣的使用,可以有效降低混凝土的生產成本,減少城市的污染狀況,有利于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護,這類廢渣包括粉煤灰、煤礦煤矸石、廢棄鍋爐煤渣等,能夠減少所堆積廢料的面積。自密實混凝土不需要進行機械振搗,其能夠依靠自身重量實現(xiàn)混凝土的密實,這類混凝土的流動性較高,可以有效防止離析問題,在配置該類混凝土時,需要遵循相關的方法。粗骨料體積需要為固體混凝土體積的一半。細骨料的體積為砂漿體的一半。自密實混凝土需要開展流動性試驗,進行超塑化劑用量及水灰比的確定,從而使材料獲得最佳的組成比例。這類混凝土在現(xiàn)場施工過程中,并不存在振動噪音問題,滿足了夜間施工工作的要求,這類混凝土對施工者的身體健康影響小,其混凝土質量比較均勻且持久。

2.高摻量粉煤灰混凝土

隨著土木工程規(guī)模的不斷擴大,高摻量粉煤灰混凝土不斷得到應用,在這個過程中,粉煤灰的微集料效應、火山灰活性效應、粉煤灰顆粒形態(tài)效應逐漸被社會大眾所重視,隨著混凝土外加劑技術的不斷發(fā)展,粉煤灰逐漸成為混凝土的必需組分,在這個環(huán)節(jié)中,粉煤灰的摻量不斷增大,混凝土技術方案不斷得到更新及應用,美國、加拿大、英國等發(fā)達國家,已經具備成熟的混凝土應用技術。高摻量粉煤灰混凝土自20世紀80年代中期就開始得到普及。實踐證明,通過對粉煤灰材料的應用及普及,可以實現(xiàn)工程材料費的有效性節(jié)約,其能夠取得良好的社會效益及環(huán)境效益,水泥屬于高能耗及高環(huán)境污染產品,為了適應經濟可持續(xù)發(fā)展的要求,必須盡可能減少水泥的使用量,進行各類工業(yè)廢渣的使用,實現(xiàn)土木工程的可持續(xù)性發(fā)展。隨著我國生態(tài)建設理念的興起,生態(tài)環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展型建筑工程模式逐漸引起社會各界的重視,工業(yè)廢渣的開發(fā)及利用已經成為社會經濟可持續(xù)性發(fā)展的必然。

二、新型墻體材料的應用

1.隨著社會科學技術的不斷發(fā)展

新型墻體材料不斷得到應用,在砌筑結構墻體的應用過程中,進行高性能砌體材料的選擇是必要的,這類材料的保溫隔熱性好,其導熱系數(shù)較小。這類材料主要包括普通混凝土、空心鉆土磚及粉煤灰、浮石等砌體材料,保溫砂漿是其重要的砌體膠凝材料。經濟可持續(xù)發(fā)展理念的興起,推動了墻體材料應用技術的進步,在這個過程中復合型節(jié)能墻體出現(xiàn),這類墻體實現(xiàn)了新型墻體材料、傳統(tǒng)墻體材料、保溫絕熱材料等的結合,比較常見的絕熱材料包括膨脹珍珠巖、玻璃棉、泡沫塑料、礦物棉等材料,常見的砌體材料包括混凝土類空心磚、空心砌塊、黏土實心磚等。實踐證明,復合墻體是一種高效性的絕熱保溫材料,相比于單一材料砌筑的墻體,該墻體的保溫隔熱性能更強,具備更好的節(jié)能效果。但是綜合來看,絕熱材料的整體成本較高,需要輔之以相配套的建筑主體結構形式,常見的應用結構模式包括墻體不承重結構、框架結構等。

2.新型復合墻板主要由內墻板、外墻板、高效絕熱保溫材料等構成

按照標準尺寸及相關模數(shù)展開工業(yè)化生產,其具體包括門、窗、墻板一體化的制造過程,需要將其運送到施工現(xiàn)場中,將其安裝在結構框架上,成為房屋建筑的外圍護結構,這是當下主流的建筑應用形式,這類建筑物的復合墻板不進行外力的承受,其質量較輕,保溫性能良好,具備較高的施工效率。FRP復合材料的出現(xiàn)有效解決了土木工程建筑物結構問題。結構性能及結構的退化是制約土木工程發(fā)展的重要影響問題,通過對FRP復合材料技術的應用,可以實現(xiàn)建筑物結構的穩(wěn)定性,其適應了現(xiàn)代工程的發(fā)展,滿足了工程惡劣施工的要求,確?,F(xiàn)代工程結構的輕質化發(fā)展,滿足了現(xiàn)代工程結構的工作要求,這種復合材料常見于海洋工程、地下工程等。在其具體施工應用中,需要進行鋼筋的替換,將鋼管直接應用于新建結構中,實現(xiàn)對舊有結構的維修及加固,實現(xiàn)建筑物整體效果的增強。整體來看,土木工程結構及基礎設施的整體使用年限較長,但在工程實踐中,受到外界各種因素的影響,不可避免地產生抗力衰減、建筑物結構損傷積累等問題,這類問題的出現(xiàn)受環(huán)境荷載作用、腐蝕效應、材料老化、疲勞效應等的影響,從而導致各類突發(fā)事故的發(fā)生,為了解決這類問題,必須做好該類建筑物結構及設施的健康監(jiān)測工作,進行復合型智能材料的應用,提升土木工程的整體監(jiān)測效益。

3.碳纖維機敏混凝土是一種復合型的建筑材料

其以碳纖維作為填充相,實現(xiàn)了混凝土、砂漿、水泥漿等的混合,制成了纖維增強水泥基復合材料,這類材料的電阻率、應變狀況、損傷狀況等存在一定的關系,為了進行碳纖維混凝土應變及損傷狀況的監(jiān)測,需要進行電阻率變化的測試。這類混凝土具備良好的力學性能,能夠實現(xiàn)與混凝土結構的良好相容,其施工工藝水平比較簡單,滿足了道路載重監(jiān)控工作的要求,適應了土木工程結構及基礎設施的健康監(jiān)測工作要求。碳纖維混凝土還具備良好的電磁屏蔽特性,其電熱效應強烈,有利于實現(xiàn)混凝土結構溫度的自適應,實現(xiàn)混凝土抗電磁干擾能力的提升?;诩{米復合材料應用基礎上的混凝土其電阻率隨著線性變化而變化,具備很好的重復性及靈敏度,其傳感性好,整體強度高,應用前景廣闊。相比于普通的混凝土材料,納米材料具備超微的粒徑,其擁有一系列的電學性能,具備超高強、超塑性等特點,通過對納米材料的應用,能夠有效增強建筑物的整體質量。隨著時代的發(fā)展,傳統(tǒng)的混凝土材料已經難以適應現(xiàn)階段土木工程的工作要求,為了確保社會經濟的可持續(xù)性發(fā)展,必須進行智能混凝土研究體系的健全,充分發(fā)揮智能、高復合混凝土的應用優(yōu)勢。結語為了適應日益復雜的土木工程工作的要求,進行新型材料的應用是必要的,從而實現(xiàn)土木工程整體施工質量的增強。

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作者:魏斌 單位:盤錦遼河油田宏泰電力有限公司