论土木工程中新材料的应用分析
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新材料在土木工程中的应用前景近年来,随着科技的不断进步和土木工程领域的快速发展,新材料在土木工程中的应用前景变得愈发广阔。
新材料的出现不仅改变了传统土木工程的施工方式和工艺流程,还提高了土木工程物质的可持续性和可靠性。
本文将重点探讨新材料在土木工程中的应用前景,并分析其影响。
一、高性能混凝土在土木工程中的应用高性能混凝土是一种通过精确配比和特殊技术制备而成的具有高强度、高耐久性和高抗裂性能的新材料。
相比传统混凝土,高性能混凝土具有更好的抗风化性能和抗渗透性能,能够有效延长土木工程的使用寿命。
在桥梁、隧道、水坝等大型土木工程项目中,高性能混凝土的应用已经成为一种趋势。
同时,高性能混凝土还能够有效减少结构体积,增加承重能力,使土木工程更加节能环保。
二、轻质材料在土木工程中的应用轻质材料是一种密度较低的新材料,通过调整材料成分和工艺制备而成。
与传统重质材料相比,轻质材料具有质量轻、强度高、隔声保温性能好等优点。
在土木工程中,轻质材料主要应用于墙体隔热层、楼板填充层和地基处理等方面。
轻质材料的应用不仅能够减轻土木工程的自重,还能够提高土木工程的抗震性能和节能效果。
此外,轻质材料还可以降低土木工程的施工成本,提高工程的速度和效率。
三、纳米材料在土木工程中的应用纳米材料是一种具有特殊结构和特殊性能的新材料,其颗粒尺寸在纳米级别。
在土木工程中,纳米材料主要应用于制备高性能涂料、水泥基材料改性、土壤污染修复等方面。
纳米材料具有极高的比表面积和活性,可以提高土木工程材料的力学性能和物理性能,增强其抗压强度、抗冲击性能和耐腐蚀性能。
此外,纳米材料还可以通过调控土木工程材料的德州体育彩票官网发挥其抗菌、自洁、净化等功能,提高土木工程的环境友好性。
四、无机纳米材料在土木工程中的应用无机纳米材料是一种具有极小颗粒尺寸和独特物理化学性能的新材料。
在土木工程中,无机纳米材料主要应用于土木工程材料的增强和改性。
例如,通过将无机纳米材料添加到水泥中,可以有效改善水泥的抗渗透性、抗折强度和抗碳化性能。
新型建筑材料在土木工程施工中的应用随着我国经济的快速发展,土木工程项目也在不断增加,而工程施工材料也成为影响工程质量的关键因素之一。
随着新型建筑材料的不断推广和使用,相关的土木工程施工企业也要进行创新和改革,提高土木工程施工企业对新型建筑材料的应用能力,使其能够在激烈的市场竞争中占有一席之地。
另外,要不断加大对新型建筑材料的监管力度,确保新型建筑材料能够充分发挥其应有的作用,以此才能保证土木工程施工项目得到更好的发展。
土木工程施工是一项复杂而且工作量较大的工作,在土木工程施工过程中应用新型建筑材料能够有效降低工程施工成本,提高工程质量,促进我国建筑业健康稳定地发展。
1 新型建筑材料的主要特点1.1 功能多样化新型建筑材料的发展方向是不断提高其性能,使之更能适应于使用需求,以达到更好的效果,因此新型建筑材料在使用功能方面将出现多样化的趋势,这些新型建筑材料可以用于房屋建设、道路建设等,以满足人们对不同功能的需求。
另外,随着时代的不断发展,人们对新型建筑材料的要求也越来越高,对其功能方面也有了更多的要求,这就要求新型建筑材料能够具有防火、保温等多种功能,使之能够满足现代建筑行业的需要,同时还可以生产出具有防水、隔热等多种功能的材料。
随着我国经济发展速度的不断加快,人们对住宅的需求也越来越高,这就使得我国建筑行业也在不断地发展,目前我国已经出现了一些具有较高科技含量的新型建筑材料,这些新型建筑材料不仅具有较好的防火、防水等性能,而且还能够生产出保温隔热等多种功能[1]。
1.2 成分复合化在建材工业中可利用的原料很多,其中有些原料在一种产品中可使用,但要用它生产出高质量的产品则需要复合化,如在水泥中掺加少量的天然矿物粉,或加入一些化学外加剂等,能生产出具有优良性能的水泥制品。
另外,还可以利用某些具有特殊功能的物质来生产建材产品,如利用某些物质具有吸湿、保湿等功能,使其作为保温材料或装饰材料使用。
为满足各种功能的要求,可在建材制品中掺加一些复合材料,如掺加一些金属粉末、陶瓷粉末、玻璃粉或碳纤维等,制成具有特殊功能的制品。
土木工程中的新材料与工艺应用土木工程是一门古老而又不断进步的学科,通过对新材料与工艺的研究和应用,可以实现工程建设的创新和发展。
本文将讨论土木工程中的新材料与工艺应用,探讨其对工程建设的影响和未来发展趋势。
一、新材料的应用1. 高性能混凝土高性能混凝土是近年来土木工程中的重要材料之一。
与传统混凝土相比,高性能混凝土具有更高的强度、更好的耐久性和更好的抗裂性能。
它可以应用在桥梁、隧道和高楼建筑等工程中,提高工程的承重能力和抗震能力。
2. 微纳技术微纳技术是一种利用纳米材料和纳米加工工艺制造器件和结构的技术。
在土木工程中,微纳技术可以应用于自修复材料和智能结构的制备。
例如,可以利用纳米材料制造自修复混凝土,当混凝土发生裂缝时,纳米材料可以自动填充裂缝,延长混凝土结构的使用寿命。
3. 碳纤维碳纤维是一种高强度、高模量的纤维材料,广泛应用于土木工程领域。
由于碳纤维的优异性能,可以用于制作桥梁、建筑结构和汽车零部件等,提高工程的强度和刚度。
二、新工艺的应用1. 3D打印技术3D打印技术是一种通过逐层堆积材料来制造物体的先进技术。
在土木工程中,可以利用3D打印技术制造建筑构件和模具等。
与传统的制造方法相比,3D打印技术具有成本低、制造周期短和设计自由度高等优势。
2. BIM技术BIM(Building Information Modeling)技术是一种将建筑信息整合到一个统一的模型中的技术。
通过使用BIM技术,可以提前模拟和分析建筑结构,在设计和建设过程中提高效率和减少错误。
BIM技术在土木工程中的广泛应用,改变了传统施工方法,实现了数字化建设。
3. 环保技术环保技术在土木工程中的应用越来越重要。
近年来,随着环境保护意识的增强,土木工程中的环保工艺得到了广泛关注。
例如,雨水收集系统可以用于节约水资源,太阳能板可以用于供电,减少能源消耗。
三、发展趋势与挑战新材料与工艺的应用为土木工程带来了巨大的变革,但同时也面临一些挑战。
土木工程中的新型防水材料研究与应用在土木工程领域,防水工程是至关重要的一环。
良好的防水性能不仅能够保护建筑物的结构安全,延长其使用寿命,还能为人们提供舒适、干燥的居住和使用环境。
随着科技的不断进步,新型防水材料不断涌现,并在土木工程中得到了广泛的研究与应用。
一、新型防水材料的种类1、高分子防水材料高分子防水材料是以合成橡胶、合成树脂或两者的共混体为基料,加入适量的助剂和填充料等,经特定工艺加工而成。
常见的高分子防水材料有三元乙丙橡胶防水卷材、聚氯乙烯(PVC)防水卷材、氯化聚乙烯(CPE)防水卷材等。
这些材料具有拉伸强度高、断裂伸长率大、耐老化性能好等优点,适用于各种防水工程。
2、防水涂料防水涂料是一种液态或半液态的防水材料,涂刷在基层表面后,经过固化形成一层具有防水性能的薄膜。
常见的防水涂料有聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料、JS 防水涂料等。
防水涂料施工方便,能够适应各种复杂的基层形状,且与基层粘结力强,防水效果好。
3、自粘防水卷材自粘防水卷材是一种具有自粘性的防水卷材,无需使用胶粘剂,只需将卷材底面的隔离膜揭去,即可直接粘贴在基层上。
自粘防水卷材具有施工速度快、粘结牢固、防水性能可靠等优点,在土木工程中得到了越来越广泛的应用。
4、防水密封材料防水密封材料主要用于建筑物的接缝、门窗周边等部位的防水密封。
常见的防水密封材料有硅酮密封胶、聚氨酯密封胶、聚硫密封胶等。
这些材料具有良好的粘结性、弹性和耐候性,能够有效地防止水的渗透。
二、新型防水材料的性能特点1、优异的防水性能新型防水材料在防水性能方面有了显著的提高,能够有效地阻止水分的渗透,保护建筑物的结构不受损害。
例如,高分子防水材料的耐水性、耐腐蚀性和耐老化性能都非常出色,能够在长期的使用过程中保持良好的防水效果。
2、良好的物理性能新型防水材料具有较高的拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度等物理性能,能够适应基层的变形和开裂,保证防水系统的完整性。
同时,这些材料还具有良好的耐热性、耐寒性和耐候性,能够在不同的环境条件下正常使用。
土木工程中的新材料应用研究与展望土木工程是指以土木建筑为主要研究对象的工程学科,其核心任务是解决人类生产、生活和生态环境保护中所面临的土地和水资源工程问题。
随着科技的进步和社会的发展,土木工程中新材料的应用研究成为该领域的热点之一。
本文将对土木工程中新材料的应用现状进行分析,并展望其未来的发展方向。
目前,土木工程中的新材料应用已经成为提高工程质量和节能环保的重要手段。
比如,高性能混凝土在大型水坝、桥梁等工程建设中得到广泛应用。
其具有强度高、抗冻、耐腐蚀等特点,能够提供更长的使用寿命和更高的安全性能。
另外,复合材料在土木工程中也扮演着重要角色。
例如,使用碳纤维增强复合材料可以有效减轻桥梁和建筑物的自重,提高耐久性,并具备一定的抗震性能。
新型建筑材料的应用也给土木工程带来了新的思路和挑战。
例如,自修复材料的应用可以极大地延长工程的使用寿命。
这种材料可以通过孔道或微胶囊装载各种胶凝材料,当材料受损时,这些胶凝材料可以迅速渗入并修复损伤。
这样不仅可以减少维修成本,还可以有效地提高工程的安全性。
同时,可再生材料也开始在土木工程中得到更多的应用。
木材作为一种可再生资源,具有轻质、强度高等特点,可以广泛应用于建筑和桥梁等领域。
此外,生物质材料也被用于土木工程中,如利用废弃农作物制成的纤维材料可以用于制造环保型建筑板材。
这种材料既可以有效地利用农作物废弃物,又可以减少环境污染,具有很大的应用潜力。
虽然新材料在土木工程中的应用取得了显著成果,但仍面临一些挑战和困难。
首先,新材料的成本较高,给工程造价带来相应的压力。
其次,新材料的应用还面临着标准和规范的不足。
在新材料的使用过程中,缺乏相关的标准和规范,会增加施工和验收的难度。
此外,由于新材料的应用相对较新,其长期的使用寿命和可靠性问题仍需要进一步的验证和研究。
展望未来,土木工程中新材料的应用将取得更大的突破和进展。
一方面,随着科技的发展,新材料的研究与开发将更加深入,成本将逐渐降低。
土木工程新型材料
土木工程是一门古老而又不断创新的学科,随着社会的发展和科技的进步,新
型材料在土木工程中的应用也越来越广泛。
本文将介绍几种在土木工程中常见的新型材料,它们的特点和应用领域。
首先,玻璃纤维增强塑料是一种轻质、高强度的新型材料,它由玻璃纤维和树
脂组成。
这种材料具有优异的耐腐蚀性和耐磨性,广泛应用于桥梁、隧道和建筑结构的加固和修复中。
由于其重量轻、施工方便,因此在土木工程中得到了广泛的应用。
其次,碳纤维是一种高强度、高模量的新型材料,它具有优异的耐腐蚀性和疲
劳性能。
在土木工程中,碳纤维通常用于加固混凝土结构,提高结构的承载能力和抗震性能。
此外,碳纤维还可以用于制作桥梁、隧道和建筑结构的预制构件,以提高结构的整体质量和使用寿命。
另外,高性能混凝土是一种新型材料,它具有优异的抗压强度和耐久性,广泛
应用于桥梁、隧道和建筑结构中。
高性能混凝土可以大幅减少结构的体积和重量,同时提高结构的抗震性能和耐久性,因此在土木工程中备受青睐。
此外,聚合物改性沥青是一种新型材料,它具有良好的粘结性和耐久性,广泛
应用于道路和机场的铺设中。
聚合物改性沥青可以提高路面的抗裂性和抗滑性,延长路面的使用寿命,同时减少了对原材料的需求,具有良好的经济效益和环保效益。
综上所述,新型材料在土木工程中的应用具有重要意义,它们可以提高结构的
承载能力和抗震性能,延长结构的使用寿命,减少对原材料的需求,具有良好的经济效益和环保效益。
随着科技的不断进步,相信新型材料在土木工程中的应用前景将会更加广阔。
土木工程中的新型材料研究与应用摘要:土木工程是一门涉及建筑、桥梁、道路和水利等基础设施建设的学科。
在土木工程中,材料是起到支撑和保护结构的重要组成部分。
传统的土木工程材料主要包括混凝土、钢筋和木材等,这些材料在一定程度上满足了工程的需求,但也存在一些局限性。
关键词:土木工程;新型材料;研究;应用1传统材料的局限性1.1结构强度传统土木工程材料在结构强度方面存在一定的局限性。
例如,混凝土在承受大型结构的重压下容易破裂,而钢筋在受到腐蚀和疲劳作用时容易出现断裂。
这些问题限制了传统土木工程在设计和施工过程中的灵活性和可靠性。
1.2耐久性另一个传统材料的局限性是其耐久性。
由于环境因素的影响,传统土木工程材料容易受到水、气候和化学物质等的侵蚀,导致结构的损坏和寿命缩短。
例如,混凝土在长时间的湿润环境中容易受到水分侵蚀,而钢筋在受到盐分和酸碱腐蚀时容易发生锈蚀。
2新型材料的分类与特性2.1高性能混凝土高性能混凝土(HighPerformanceConcrete,HPC)是一种在传统混凝土基础上通过优化配方和工艺制备而成的新型材料。
相比传统混凝土,HPC具有更高的强度、更好的耐久性、更低的渗透性和更好的抗裂性能。
这些优点使得HPC在土木工程中得到广泛应用。
HPC的制备过程中,常采用细高强度矿物掺合料、矿物掺合料、化学外加剂等材料,以及优化的配合比和施工工艺。
通过优化配方和工艺,可以控制混凝土中的孔隙率、粒径分布、水灰比和粉料用量等参数,从而提高混凝土的力学性能和耐久性。
HPC的主要特性包括高强度、高耐久性、低渗透性和良好的抗裂性能。
高强度使得HPC能够承受更大的荷载,提高结构的承载能力;高耐久性能使得HPC在恶劣环境条件下能够保持较长的使用寿命;低渗透性能使得HPC能够有效抵抗水分和气体的渗透,减少混凝土的腐蚀和损伤;良好的抗裂性能使得HPC能够有效减少混凝土的开裂和变形,提高结构的稳定性。
2.2复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的一种新型材料。
土木工程中的新材料和新技术随着科技的不断发展和人类社会的不断进步,各行各业都在不断探索和创新,土木工程也不例外。
在土木工程领域中,新材料和新技术的应用正在逐渐引起人们的重视和关注。
一、新材料在土木工程中的应用1. 混凝土添加剂近年来,新型混凝土添加剂的应用越来越普及,如高效减水剂、防水剂和氯离子抑制剂等等。
这些添加剂不仅可以增加混凝土的强度和耐久性,还可以提高混凝土的抗裂性和防水性,延长混凝土的使用寿命,使得建筑物更加耐用。
2. 纳米材料纳米材料是目前应用最广泛的一种新型材料,由于其分子结构较小,具有较强的机械强度和化学稳定性,因此在土木工程领域中有广泛的应用。
例如,纳米碳管可以用于增加混凝土的强度和韧性,通过添加纳米氧化铝、纳米二氧化钛等纳米材料,可以提高建筑物的隔热和防水性能,增加建筑物的寿命。
3. 高强度耐蚀材料随着现代化程度的不断提高,许多城市的海岸线和港口地区都成为今后建筑工程的重点发展区域。
在这种情况下,需要采用更加耐蚀的材料来抵御海洋中的盐雾和各种腐蚀物质的侵蚀。
高强度耐蚀钢、耐火陶瓷材料和防腐涂料等材料的应用,可以有效地保护建筑物和设施,延长使用寿命。
二、新技术在土木工程中的应用1. 3D打印技术随着3D打印技术的不断发展和成熟,它已经开始在土木工程领域中得到应用。
通过3D打印技术,可以直接在工地上快速生产所需的建筑材料和零部件,节省了物流成本和工期,提高了施工效率。
此外,3D打印技术还可以制造具有复杂形状和结构的建筑构件,提升了建筑设计的灵活性和创新性。
2. 绿色建筑技术绿色建筑技术是指利用环保材料和技术,使建筑物在设计、建造和使用过程中尽可能减少对自然环境和人类健康的影响。
绿色建筑技术可以通过采用节能材料和设备、增加建筑物的透光性、利用太阳能和风能等可再生能源,来减少建筑物的能源消耗和对环境造成的污染。
3. 建筑信息模型技术建筑信息模型技术是一种基于计算机技术的建筑信息管理和建筑模拟技术,可以帮助工程师和建筑师在建筑物的规划、设计、施工和维护过程中实现全方位的信息共享和协同工作。
新型建筑材料在土木工程中的应用摘要:现代建筑工程由于材料的不同,施工质量也会有差异。
随着人类对现代建筑要求的不断提高,传统的土木工程材料已不能满足当前的发展需要,新型土木工程材料应运而生,使现代建筑得以可持续发展。
与传统材料相比,新型土木工程材料具有更好的节能环保功能,并且具有更好的力学性能,可以应用于现代建筑的许多方面,取得更好的应用效果。
因此,本文将主要分析新型土木工程材料在现代建筑中的应用。
关键词:新型;建筑材料;土木工程;应用1新材料在土木工程中的意义1.1降低环境破坏程度随着我国经济的快速发展,城市化建设和农村改造越来越受到重视,这使得土木工程的发展规模不断扩大。
在施工过程中,需要大量的材料,包括对环境有破坏性影响的材料,且规模扩大,对环境造成严重污染。
如今,人们越来越重视环境保护,通过多方面的实际行动来实现环境保护的目的。
为了减少土木工程材料对人类环境的破坏,人类开发了各种新型土木工程材料,并在研发过程中始终坚持环保理念。
因此,土木工程新材料大多采用环保材料,可以减少环境污染,有利于土木工程的可持续发展。
1.2提高成本管理的科学性过去,土木工程材料的成本很高,占总成本的50%以上。
对于一些初创企业来说,材料成本非常大。
如果没有太多的资金作为支持,就很难实施。
或者为了采购材料,减少其他方面的资金使用,如人工成本、技术成本或设备成本,这必然会对企业的发展造成制约。
通过新型土木工程材料的研发,可以使成本管理更加灵活,因为材料可以提高性能,减少损失,从而可以节省一部分成本支出,提高成本管理的规范化水平。
而且,由于新材料与技术的互补性,新材料的出现也促进了技术的发展,因此技术成本会降低,从而整体节约一部分成本,这更有利于企业的发展。
2新型建筑材料在项目工程中的应用分析2.1加快新型建筑材料及相关加工技术的推广根据国家有关部门的调查数据,国内建筑业使用的新型建材利用率约为10%-20%,占整个行业的比重很小。
建筑与土木工程中新材料研究及应用摘要:本文对建筑和土木工程领域中的新材料进行了综述和分析。
我们讨论了新材料的类型、性质和应用,以及其对工程设计和施工的影响。
本文分析了一些最近三年的研究和应用案例,包括石墨烯、高性能混凝土、纳米材料和生物材料等。
我们还就新材料的可持续性和环境影响进行了探讨。
最后,我们提出了未来的研究方向和建议。
关键词:新材料、建筑工程、土木工程、可持续性、环境影响引言建筑和土木工程是现代社会发展的重要领域。
这些领域中的新材料不断涌现,对工程设计和施工产生了深远的影响。
新材料的应用可以提高建筑和基础设施的质量和安全性,降低能耗和环境污染。
因此,研究和应用新材料在建筑和土木工程领域中具有重要的意义。
一、石墨烯石墨烯是一种新型的二维材料,由碳原子组成,具有很高的导电性、热导率和机械强度。
近年来,石墨烯在建筑和土木工程领域中受到了广泛的关注,被认为具有很大的应用潜力。
石墨烯的研究和应用已经取得了很多进展。
一些研究表明,石墨烯可以用于制造高效的太阳能电池、智能玻璃和传感器等。
同时,石墨烯基复合材料也可以用于制造轻量化和高强度的建筑材料,如墙板、地板和屋顶等。
此外,石墨烯还可以用于制造防水和防腐材料,改善建筑和基础设施的耐久性和可靠性。
尽管石墨烯具有很多优异的特性,其在建筑和土木工程领域中的应用仍面临一些挑战。
首先,石墨烯的生产成本较高,因此需要降低其成本才能广泛应用。
其次,石墨烯在生产和应用过程中可能会对环境造成影响,因此需要加强对其环境影响的研究。
此外,石墨烯的生物毒性和生物影响也需要进一步研究和评估。
未来,我们需要进一步加强石墨烯的研究和应用,探索其在建筑和土木工程领域中更广泛的应用。
同时,我们还需要加强对石墨烯的环境影响、生物毒性和可持续性等方面的研究,以确保其安全、可持续的应用。
总之,石墨烯的研究和应用是建筑和土木工程领域发展的重要方向,将对未来的建筑和基础设施发展产生深远的影响。
论土木工程中新材料的应用分析
发表时间:2017-12-13T08:52:43.963Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第19期作者:杨军宏[导读] 本文就上述材料的优异性能进行阐述,并分析其在土木工程中的应用空间。
邢台市科信建设工程检测有限责任公司河北邢台 054000
摘要:在现阶段的施工材料市场中,大量的新型施工材料种类繁杂,性能各异,但是总体来讲主要3个特点.第一个特点是新型材料在施工应用过程中具有非常好的节能效果;第二个特点是新型材料在施工应用过程中能够保障施工过程高效;第三个特点是新型材料能够保障土木工程施工的全过程,最大限度地保护环境,保护生态.我国的新型施工材料在土木工程施工过程中应用非常广泛,并且取得了非常好的施工效果.FRP材料、CFRP材料、玄武岩纤维材料、智能材料是现代土木工程中应用的新型材料,这些材料性能优异,易于使用。
本文就上述材料的优异性能进行阐述,并分析其在土木工程中的应用空间。
关键词:土木工程;新材料
随着社会科学技术的进步,土木工程结构学科也获得了很大的发展,其发展在很大程度上得益于新材料的应用,如FRP材料、CFRP 材料、玄武岩纤维材料、智能材料等等,这些材料凭借优异的性能正被越来越广泛地应用于桥梁工程、民用建筑、海洋工程、地下工程等土木工程建筑。
1 FRP材料
FRP材料即纤维增强复合塑料,FRP由增强纤维和基体组成,一般用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂做基体,以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料。
该材料具有抗拉强度、弹性模量小、抗剪强度低、抗腐蚀、抗疲劳性能好等特点。
FRP的抗拉强度均明显高于钢筋,与高强钢丝抗拉强度差不多,是一般钢筋的2倍10倍。
大部分FRP产品弹性模量小,约为普通钢筋的25%~ 75%,因此,FRP结构的设计通常由变形控制。
FRP的抗剪强度仅为抗拉强度的5%~20%,这使得FRP构件在连接过程中需要研制专门的锚具、夹具。
FRP材料可以在酸、碱、氯盐和潮湿的环境中长期使用,因而可提高结构的使用寿命,这是结构材料难以比拟的。
FRP复合材料在土木工程领域的应用快速增长,可用于包括柱、墙、梁、板及面板的抗震及补强加固。
FRP纤维复合材料凭借耐腐蚀性能已广泛用于加筋土中,由于该材料易被掘进机具切断,故可用于盾构法掘进竖井的混凝土墙、土钉及临时支护用的复合材料地锚,而且由于价格低廉,安装方便,干湿交替的挡土墙、地基锚杆及喷射混凝土筋中用的也很多。
此外。
因为良好的拉伸性,FRP材料在悬索桥及斜拉桥的缆索、预应力混凝土桥中的预应力筋中也光放应用。
FRP属于人工材料,可根据工程需要采用不同纤维材料纤维含量和铺陈方式等不同工艺设计出不同强度指标、弹性模量及特殊性能要求的FRP产品,且FRP铲平形状可灵活设计。
2 CFRP材料
CFRP材料即碳纤维增强复合材料,CFRP材料是一种力学性能优异的新材料,它的比重不到钢的1/4,碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上,是钢的7~9倍,抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。
因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上,而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右,其比模量也比钢高。
碳纤维复合材料的优点是高强度,是钢铁的5倍;出色的耐热性,可以耐受2000℃以上的高温;出色的抗热冲击性;低热膨胀系数,不宜变形量;热容量小,较为节能;比重小,仅仅对钢材料的1/5;优秀的抗腐蚀与辐射性能。
碳纤维复合材料在土木工程中的用途主要表现在碳纤维筋、碳纤维增强水泥和碳纤维增强木材。
碳纤维筋的强度比低碳钢高约90%,而重量仅为后者的1/5左右;碳纤维筋具有良好的拉伸疲劳性能及耐腐蚀、抗冲击、柔性高和易于操作的性能,因此在桥梁、码头等易受腐蚀的结构中应用较多。
碳纤维增强水泥在水泥及其制品中掺和一定量高性能碳纤维和高效外加剂,以有效控制水泥及其制品塑性收缩及早期裂纹,提高水泥及其制品的密实性,增加水泥及其制品后期强度。
碳纤维增强木材是用碳纤维包裹木材或将碳纤维片材铺设于木材的某个侧面或中间而形成的一种新型结构材料。
碳纤维的加入使木材的抗拉强度、防腐防火等性能大为提高,使其应用领域更为广泛。
3 玄武岩纤维材料
玄武岩纤维是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。
类似于玻璃纤维,其性能介于高强度玻璃纤维和无碱玻璃纤维之间。
玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。
此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。
碳纤维和是目前世界上所采用的主要的加固补强用的新型材料之一,在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。
利用玄武岩纤维高模量、耐冲击和低成本等优势,可以开发其在降噪、抗振和抗震等耗能领域的应用。
玄武岩纤维还可以用在具有高火灾危然的工业建设项目,核电站,化学工业与石化工业,高层建筑群,造船工业,汽车制造业等领域。
玄武岩纤维及其土工材料具有较高的强度、弹性模量和耐高低温、耐侵蚀等性能,也适用于路面土工格栅中的基础材料[4]。
4 智能材料
智能材料实际上是一种仿真生命系统,一方面能够感知外界环境或内部状态所发生的变化,另一方面能提供针对材料自身的或外界的某种反馈机制,适时地将材料的一种或多种性质加以改变,做出所期望的某种响应。
智能材料的功能表现为:反馈功能、传感功能、响应功能、信息识别与积累功能自诊断能力、响应功能、自修复能力和自适应能力、自诊断能力。
结语
目前许多项智能材料及其在土木工程中的应用研究正在我国进行着。
FRP材料、CFRP材料、玄武岩纤维材料、智能材料已经开始应用于现代土木工程建筑,但由于价格、应用技术、观念等因素这些新型材料的应用还不够广泛。
革新技术、降低成本、加大推广,这些新型材料能在现代土木工程中发挥巨大作用。
参考文献
[1]刘冬梅,周剑霞;纤维增强塑料筋在土木工程中的应用探讨[J];科技与企业,2014,7:206
[2]暴庆祥;试分析基础设施和土木建筑中碳纤维复合材料的实际应用研究[J];中国科技博览,2013,34:305.。