新型土木工程材料应用分析

李绮文

（贵州大学明德学院 贵州贵阳 550025）

改革开放四十多年来，中国的城镇化建设取得了举世瞩目的成就，在这个背景下，建筑行业的发展也是突飞猛进。作为建筑工程的非常关键的部分，对工程质量和工程成本的控制至关重要。与此同时土木工程新型材料不断出现，由于土木工程的重要地位，我们必须重视建筑工程的施工材料选择与质量控制。但是随着建筑工程行业的壮大与发展，也逐渐发现了很多不足与问题，因此，必须针对问题采取有效措施。

1 新型土木工程材料相关概况

1.1 高性能混凝土材料

1.1.1 自密实混凝土

这种类型的材料不用机械振捣，提高密实度只需要依靠混凝土本身的重量就能实现。尽管自密实混凝土自身在流动性上较为明显，不过离析问题并没有发生。该材料在排至方式上呈现出不同之处：这种材料中固相的体积就有一半是粗骨料，砂浆中有40%是细骨料；其次水灰配比能保持0.9～1.0；在确定最终材料的水灰比和塑化剂含量上则是根据流动性实验来完成。利用这些方法能够让材料展现出最好的状态。

1.1.2 轻质混凝土

选取天然型轻质骨料，例如凝灰岩、浮石，工业废料，例如废渣、煤粉颗粒，加上轻质型骨料，用来制成小密度型混凝土。尽管制成的材料在密度上稍显劣势，然而在防寒保温上与其他材料相比拥有无与伦比的优良属性。此外，由于这类材料大多使用废料、废渣、煤粉等原料，成本得到了大幅度降低，实现了废弃物的循环利用，有效减少了环境污染，提高资源利用率，极大改善了厂区和城市的自然环境，减少了废物排放，实现绿色生产。

1.1.3 聚合物混凝土

这类混凝土材料主要在基础建设、桩基和路基的缺陷填充、铺垫中获得较多的使用，同样也能作为地下填充和建造。尤其在特殊环境中，能够利用这类混凝土调节整体混凝土的密度强度等参数，有效抑制收缩裂缝的产生。

1.2 新型节能墙体材料

1.2.1 新型砌体材料

要想让墙体具备保温的作用并导热满，就要选用既拥有良好的保温功能又具备隔热效果的低导热材料，再加上当前较为普遍认可的砌筑结构。近期在工程建筑中较多使用的新型墙体材料就是把新型材料与传统材料相混合。例如，常用的选择有：加气型混凝土，泡沫塑料以及膨胀珍珠岩，此外在复合材料中还会添加空心和实心类型的砖材进行砌体。这种复合材料能够具备很好的绝热功能，导热上也能得到有效抑制。然而这种材料对于普通建造来说成本比较高昂，且对建筑在结构上和建造上都会有较高的标准，都是选用的不承重亦或是框架填充墙。

1.2.2 智能材料

在大型的土木工程建设上以及基础设施的建造一般使用时间都要达到数十年或者百年的要求。在使用的日积月累下，随着环境影响、疲劳作用、年久腐蚀，整体退化等因素的作用下，建筑结构也难免会积累更多的损伤缺陷，在承载能力、抗腐蚀能力也会减弱，容易诱发安全事故。为了尽量避免上述危险事故的发生，目前较为有效的手段就是施行定期检查和检测制度。其中目前在大型的土木建筑的检测中较为广泛应用的一种智能材料为碳纤维机敏混凝土新型材料。

1.2.3 新型复合墙板

新型复合墙板则是目前较为节能环保，持久保温的墙体材料，其主体构成为内外绝热型墙板以及保温型复合基材。目前主要依据工厂基本规定的模数、尺寸等标准实施大规模机械化生产，其中门窗等结构以及墙板构件都采用了一体化的方式建造，之后输送到施工现场，并在相应的骨架结构上进行安装固定，铸造房屋楼层的整体外部结构，这就是目前大多数发达国家普遍采用的建造方式。其特点在于复合墙板无需承担较大的外力，厚度只需在130mm上下即可，其质量轻，保温性能优异，操作方便高效。

2 新型土木工程材料的应用

2.1 高性能混凝土材料使用情况

这种类型的混凝土在工程建造中应用前景广泛且产出价值高，无论是强度和耐久性以及工作性上都展现出较为优异的状态。主要原因在于该类混凝土具有高弹性模量、高早期强度等特征，这种性能能够有效防止钢筋生锈，能够适应恶劣环境的使用，坚固且持久，且易修整，具有高可泵性。HPC能够用于配备流态混凝土，减少离析现象，进而减少泵压，提高修整效率。在冬季施工中，仍能保持较为一致的凝结时间，与一般常规的混凝土相比强度的增长速度更快，低温下也不会发生冰冻，而高温时也不会出现大幅度的坍落，水化热也能得到合理的调节。低强混凝土在施工中较为普遍，常用于桩基和基础工程的建设。常通过这种混凝土材料对混凝土整体的强度、密度等参数进行调节，使其发生裂缝的情况得到控制。轻质混凝土主要运用天然、废料以及人造型的轻质骨料，例如浮石、炉渣等能够得到普遍使用，特点是抗冻好，强度大，密度小，并在保温性能较为优异。使用传统意义上的废渣废料，能够大幅度减少成本消耗，控制环境污染和废物排放，有利于节能减排工程的施行，对当地的生态环境做出突出贡献。这些废渣废料，例如是来自传统煤矿上的煤矸石、粉煤灰、矿渣、等等。对于建筑物的一些特殊部位，如配筋非常密集的地方，无法进行振捣，就会给混凝土的密实带来困难。自密实混凝土通过自身重力进行密实，这种混凝土流动性好，具有良好的施工性能和填充性能。离析情况也能得到较为明显的缓解。

2.2 新型墙体材料的应用

随着人民生活水平的不断提高以及需求的增加，新型墙体材料受到越来越多的欢迎。特别是在建筑墙体方面，选择合适的、性能好的砌体材料显得尤为重要。这种砌体材料一般需要有较好的保温性和隔热性，较小的导热系数。新型墙体材料例如有，普通型材料、煤粉、浮石材料、砖材等等，其中保温砂浆是一种较为常用的砌体胶凝成份。随着可持续发展理念的不断深入，墙体材料的发展更加要求在技术上有更多的突破，从而催生出许多复合型节能墙体材料，该种材料集普通墙体材料、新型墙体以及保温型材料的特点于一身，采用例如珍珠岩、塑料、矿物棉等作为绝热型原料。经过长期的实验和实践，复合墙体无疑是一种较为高效、适用范围广的良好材料。与具有单一功能的材料相比，这类墙体材料的保温隔热效果更好，同时节能减排。当然这类材料也存在成本较高的问题，因此要配上合适的建筑主体结构，目前较为常规的做法就是让墙体做成不承重的方式，或者框架结构的填充墙方式。

新型复合墙板材料的组成结构是内、外墙板，以及高效、环保的绝热保温层，按照通行的标准尺寸及适应的模数进行工业化批量生产，其主要囊括了门、窗、墙板整体的铸造，以运送的方式到达施工现场，并把墙板材料铸造在整体结构框架上，形成房屋建筑的主要外圈结构，上述建造方式是目前较为普遍采用的施工形式，这类建筑物中的复合墙板整体不会受到较多的外力，因而制作的材质较轻，拥有较好的保温性能，其整体工作效率也得到提高。FRP复合型材料能够及时摆脱现状中土木工程的结构缺陷。结构性能弱化和结构的退化会严重影响土木工程长足发展，巧妙利用FRP复合材料并配之以先进的建筑技术，就能够提高房屋和楼层结构上的稳定，顺应现代社会的发展要求，同时也能抵御目前恶劣的施工环境，完成材料的轻质化走向，符合现代化工程的发展思路。同样这类材料在海洋、地下等大型施工工程中也能得到广泛而充分的应用。具体地，经常会采取钢筋替换的方式，把钢管接入新结构当中，完成以旧换新，完成旧结构的替换和修理，实现整体结构的稳定和加强。

土木工程新型材料在城镇化的进程中发挥着巨大的作用，建筑行业对新型材料的需求也非常之大。随着技术的进步，土木工程新型材料的种类必将不断丰富，性能也将更加能够满足不同工程的多元化需求。在实际工作当中，我们要深入探索土木工程新型材料的应用领域和方式，从而进一步改善我国建筑行业中土木工程的质量。