土木工程材料概论论文

题目：土木工程新材料

学生姓名：唐珏

学号：201501130521

年级专业：土木1505 指导老师：廖莎

二零一六年五月八日

目录

摘要

一、土木工程新材料的发展概况

二、土木工程新材料的发展趋势

三、土木工程新材料开发的主要分类

原料

1.废渣

2.废弃有机物

3.伐木材料

分类

1.HPC

1.1低强混凝土

1.2轻质混凝土

1.3自密实混凝土

2.高掺量粉煤灰混凝土

3.FRP材料

4.新型墙板

5.智能材料

6.纳米材料

7.玄武岩纤维材料

四、土木工程新材料发展意义

五、土木工程新材料的设想

正文

一．土木工程新材料概况

材料是土木工程建设中最基本的元素，土木工程的材料决定了土木工程的质量。材料的组成决定了土木工程的结构形式，它是土木工程的基础。随着科技水平的提高，土木工程的材料不断进步与发展。传统的土石等材料逐渐被新型材料取代。比如，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机

材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程中占有愈来愈重的地位。

二．土木工程新材料发展趋势

土木工程材料的发展顺应社会生产力的发展，人类活动的进步，产生更加多样化的高标准的需求，促进人们对新材料的研发，从而推动土木工程施工和建筑的水平，建造出质量更高更多样化的建筑。未来土木工程材料需要适应各种严苛环境变化下，实现多功能化，节能化，绿色化，甚至智能化，使得舒适度，美观度，耐久性都比从前进步。

三．土木工程新材料开发的主要分类

原料

1.废渣

利用废渣为原料生产砖块，砌块，板材以及凝胶材料，优点是节能利废物，但仍需依靠科技进步，使得这类产品得到最大利润率。

2.废弃有机物

以废塑料、废橡胶及沥青制作防水材料，保温材料，有效消除了环境污染，实现资源利用最大化，符合可持续发展的要求。

3.各种伐木材料

利用废弃的伐木材料，通过高科技使得其制作成本下降，能耗降低，未来更多利用于土木工程。

分类

（1）混凝土类

1.HPC

具有高强度高耐久性，保护钢筋不受锈蚀，高的和易性，可泵性，易修整性。低温环境不结冰，冬天时混凝凝结时间正常，强度增长快于普通混凝土。

1.1低强混凝土

可用于基础，桩基的填垫和隔离作路基，也可用于填充，不易产生收缩裂缝。

1.2.轻质混凝土

利用天然轻骨粉，工业废料轻骨粉，人造轻骨料，等制作的混凝土密度较小，相对强度高，保温，抗冻性好。利用工业废渣，提高资源利用率，变废为宝，保护环境。

1.3自密实混凝土

依靠自重使混凝土结实，流动度高，可防止离析。现场施工无噪音，不扰民，质量均匀，持久，施工速度快且对工人身体无伤害。

2.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内在潜能的认识，粉煤灰加入混凝土的观点逐渐被越来越多的人认同，其节约有限的工程材料费，尽量节约水泥材料，利用工业废渣，达到环境与社会效应相结合的目标。

3.FRP复合材料

FRP即纤维增强聚合物，可解决结构过早退化和结构功能不足的状况。应用方式有两种，一种是代替钢管或钢筋直接应用于新建建筑中，另一种是在旧有的建筑商维修加牢

4.墙体材料

4.1新型砌体材料

导热系数小，隔热性好，具有保温隔热的效果。但价格较高，需要与之配套的建筑多为框架结构，墙体不承重的结构。

4.2新型复合墙板

同样具有保温隔热的效果，由外墙板内墙板，和保温隔热材料复合而成，质量轻，保温性能好，尺寸精确，施工效率高。

5．智能材料

为了解决大型土木工程结构和基础设施的使用过程中由于环境荷载作用，疲劳作用，腐蚀效应和材料老化引起的不利影响，一种称为碳纤维机敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康监测中得到应用，通过检测电阻率的变化来检测损伤状况。

此外其还具有施工简单,力学性能优良，与混凝土结构相易等优点，在抗电磁干扰方面也有重要的应用。

6.纳米材料

纳米材料由于超微的粒径而具有常规物体不具有的超高强，超塑性和一些特殊的电学性能。纳米材料赋予混凝土智能特性，水泥基纳米复合材料其电阻率线性变化，并且具有很高的灵敏度和重复性。水泥基纳米复合材料作为一种本征智能材料强度高，传感型好，具有广阔的发展前景。

7.玄武岩纤维材料

玄武岩纤维材料是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成。

不仅强度高，而且具有电绝缘，耐腐蚀，耐高温等多种优异性能，且可降解，无任何危害，是名副其实的绿色材料。

四．土木工程新材料的发展意义

1.土木工程材料变革对建材产品，施工机械，施工技术，建筑理论的推动作用明显。

2.推动土木工程的发展，使得道桥施工，城镇化建设，基础设施建设，和材料改造行

业快速发展，可以提供更多的就业机会，推动社会经济的发展，改善了人民的生活舒适度。

4.对社会环境的发展起到了促进作用，支撑经济发展的可持续性和提高资源的利用率。如烧制红砖的弃用，保护了土壤资源。

五．土木工程新材料的设想

随着科学技术的不断提高，土木工程材料一定会更加多样化智能化和节能化，如在上海世博会上展示的太阳能电池板，用这种双玻组件制作出的墙体，不仅有传统的幕墙作用还可以将光能转化为电能储存起来。土木工程的新材料不仅可以作为建筑材料，还可以提供绿色的辅助能源，减缓能源短缺的问题。