浅谈土木工程材料的现状和发展前景

孟琪

摘要：土木工程，包括房屋、桥梁等，在我们的生活中随处可见，这与我们每个人都有关系。材料是工程建设的物质基础，本文研究了土木工程材料的特点和发展前景。

关键词：土木工程材料;发展前景;智能材料

中图分类号：TU74;TU50文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）07-0090-01

Abstract：Civil engineering， including houses， Bridges， etc.， can be seen everywhere in our lives， which has a relationship with each of us. Materials are the material basis of engineering construction. This paper studies the characteristics and development prospect of civil engineering materials.

Key words：civil engineering materials;Development prospects;Intelligent materials

引言：土木工程材料是指土木工程中所需要的物质组成，材料的性质也对建筑结构本身的性质、功能起着至关重要的影响，所以随着人们生活水平的提高、科学技术的进步，对土木工程材料的要求也随之发生变化。

1土木工程材料的历史和现状

土木工程材料可以追溯到新石器时代，那时土木工程材料中最简单的材料是土壤和木材。木头主要用于制作基础、柱子和梁。当粘土与沙子和草混合，在阳光下晒干，它就变成了土坯。土作为土木工程材料具有取材方便、可塑性好等优点，不过也存在容易干缩开裂和耐水性差的缺点。木作为土木工程材料具有易于加工、弹性和韧性好等优点，不过也存在耐火性和耐腐蚀性差的缺点。到了青铜时代出现了石材这种材料，历史上有许多著名的石材建筑如世界上最早用石块修建的陵墓-左塞尔阶梯金字塔、世界上最大的金字塔-胡夫金字塔以及著名的希腊巴特农神庙。石材具有抗压强度高、耐久性好的优点，缺点是自重大、建造运输时比较困难。铁器时代代表土木工程材料，如砖和瓦。与石材相比，砖瓦具有重量轻、运输方便等优点。砖作为土木工程材料具有取材方便、抗压强度较高、运输方便等优点，缺点是孔隙率大、破坏土地资源。瓷砖作为一种土木工程材料，具有防水隔热性能好、耐腐蚀性好、强度高等特点，但其缺点是脆性大、易损坏。在工业时代，钢和混凝土出现了。1786年铁作为土木工程材料首次运用在法兰西剧院的铁屋顶上，其代表建筑还有埃菲尔铁塔。钢材作为土木工程材料具有轻质高强、刚度大、塑性和韧性好的优点，其缺点是耐腐蚀性差、耐火性差。混凝土作为一种土木工程材料，具有原材料丰富、成本低、抗压强度高、可塑性好、与钢筋粘结性好等优点。随着科学技术的发展和人们对质量的要求，传统的土木工程材料已不能满足我们的要求，土木工程材料正在不断改进，有机材料的出现等品种更加丰富。与以前的材料相比，当代的土木工程材料功能和性质有了很大进步，应用领域也在不断扩大。土木工程材料单一的功能已经不能满足现在的要求，一种土木工程材料同时具备几个优良的特性更符合我们现在的需求，土木工程材料的复合化已经成为现在的发展趋势，即同一种土木工程材料同时具有多个功能并且各个性能都很优良，比如我们都想尽量使土木工程材料既拥有较高的强度、较高的耐久性并且具有轻质的优点。加之现在能源紧张、环境污染等问题日益突出，我国大力倡导可持续性发展的经济政策，传统的土木工程材料在新形势下有了更多的局限性。

2土木工程材料的发展前景

2.1绿色建材。目前全球面临着资源匮乏、环境污染等問题，针对这些问题，我国提出可持续性发展的理念，我国近几十年经济高速发展，国力逐渐提高，发展以高耗能，高污染为主，出现了环境污染问题，危害着人们的身体健康。所以如何能节约资源同时能减少环境污染是当前的发展趋势，而绿色建材由被称为环保建材，是一种既能节约资源又不对环境产生污染，还能满足材料本身性质要求的材料。土木工程涉及的范围广泛，包括房屋建筑、隧道、桥梁等，所以资源需求量大，因此资源消耗量也大。然而，随着人们对生活质量的要求越来越高的前提下，对环境的要求也越来越高。因此，经济与环境保护相结合是未来社会发展的趋势。在这种背景下，绿色建材的出现就正好满足社会经济发展的要求，绿色建材的生产时所使用的原料绿色环保，生产技术运用耗能少的先进工艺，所使用的添加剂由对人体无毒害的成分组成。在做到绿色环保时也注意到重复运用节能的理念并贯彻落实到具体的操作中。

2.2智能材料。随着科学技术的进步，智能经常在我们身边出现，比如智能机器人、智能电子化产品等商品。我们的生活也在向智能化和便利化发展。因此，智能材料的出现符合时代潮流，它的出现是必然的结果。智能材料现在已经初步运用到生活中，例如混凝土中添加有愈合材料，可做让墙体开裂产生的裂缝自动愈合，从而增加了建筑结构的稳定性;智能纺织品可以通过外界刺激实现变色、吸湿、放热功能;智能材料还可以应用于医学领域，如智能胶带，能让伤口快速愈合，并且可以在伤口愈合后自动脱落。压电材料也是一种智能材料。 压电材料可以实现电能与机械能之间的转换，在电子等领域有着广泛的应用。压电材料广泛应用于日常生活中，如电视机、加湿器、彩超等。传统材料的功能效益在投入使用后呈逐渐递减的趋势，材料在使用过程中会出现自身的老化、外界环境对材料的氧化等作用，使得材料本身的性能慢慢降低，直至失效。智能材料投入使用后，当外部环境发生变化时，智能材料本身会感觉到外部环境的变化，然后进行调整和自我修复，以重新适应新的环境并继续发挥作用，因此，智能材料比传统材料有更长的生命周期。现在国内外都在大力发展智能材料，智能材料的应用广泛，不仅可以用于民用还可以用于军事，智能材料除了节能环保外还对经济的发展有着促进作用，智能材料将会在未来材料的发展上有着举足轻重的位置。

3结语

随着社会经济的发展，科学的进步，我们对生活有了更高的要求，而材料作为商品的物质基础，在其中发挥着至关重要的作用。土木工程与我们密切相关，所以我们应该土木工程材料有大体的认知，土木工程材料在不断的进步和发展，传统的土木工程材料由于自身的局限性正在慢慢被新型材料所代替，而绿色建材和智能材料在土木工程应用中起着越来越重要的地位。

参考文献：

[1]韩铭.智能材料的研究应用及发展趋势[J].河南建材，2008（31）.

[2]夏文韬，王栋.浅谈土木工程材料发展趋势[J].中国科技博览，2013（25）.