土木工程材料論文
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淺談土木工程材料發(fā)展趨勢
摘 要：簡介了土木工程材料現(xiàn)狀，綜合比較了當(dāng)前建材使用缺陷，闡述了生態(tài)材料、智能材料的應(yīng)用前景和優(yōu)劣性，強調(diào)了建材節(jié)能的重要性
關(guān)鍵詞：土木工程材料 生態(tài)建材 節(jié)能效應(yīng) 智能材料
土木工程材料是指土木工程中使用的各種材料及其制品，它是一切土木工程的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定著工程的使用質(zhì)量和壽命。隨著社會發(fā)展和科技進步，人類對建筑材料的使用性能、外觀、環(huán)保性等各方面的要求越來越高，對材料質(zhì)量、節(jié)能效果也越來越看重。
土木工程材料按照其特性規(guī)格有不同種分類方法，其更新?lián)Q代也隨著建筑工藝創(chuàng)新不斷加速。進入21世紀(jì)以來，人類對生存空間的要求達到了一個前所未有的高度，這對土木工程材料的生產(chǎn)研究使用和發(fā)展提出了更新的挑戰(zhàn)。特別是“十八大”關(guān)于城鎮(zhèn)化的全面推進，預(yù)示著我國未來幾十年的的經(jīng)濟發(fā)展對土木工程材料有著更大的市場需求，也意味著我國土木工程材料領(lǐng)域有著巨大的發(fā)展空間。因此，了解土木工程材料的的發(fā)展?fàn)顩r，把握土木工程材料的發(fā)展趨勢顯得尤為重要。
1、土木工程材料發(fā)展現(xiàn)狀
作為傳統(tǒng)的土木工程材料，木材、石灰、水泥、瀝青、混凝土、砌筑材料、鋼筋混凝土等構(gòu)筑了工業(yè)和民用建筑的基礎(chǔ)。隨著材料科學(xué)與工程學(xué)的形成發(fā)展， 土木工程材料性能和質(zhì)量不斷改善， 品種不斷增加， 以有機材料為主的化學(xué)建材異軍突起， 一些具有特殊功能的新型土木工程材料， 如絕熱材料、吸聲隔聲材料、各種裝飾材料、耐熱防火材料、防水抗?jié)B材料以及耐磨、耐腐蝕、防爆和防輻射材料等應(yīng)運而生。
隨著城市化、工業(yè)化進程的加快和生產(chǎn)力水平的大幅度提高，全球性資源匱乏和能源短缺現(xiàn)象日益嚴(yán)重，大量的建筑廢棄物等待處理，廢舊物品的再生利用成為亟待解決的問題。“環(huán)保、生態(tài)、綠色、健康”，已成為21 世紀(jì)人類生活的主題。 因此，現(xiàn)階段土木工程材料的使用，不僅要滿足輕質(zhì)、高強、耐用、多功能的優(yōu)良技術(shù)性能和美觀的美學(xué)功能，更要具備健康、安全、環(huán)保的基本特征。也正是在這種需要的帶動下，以生態(tài)建材、智能建材為代表的新型材料越來越得到人們的青睞，同時，人們建筑節(jié)能材料的需求也呼之欲出。
2、發(fā)展生態(tài)建材是趨勢
材料及其制品的制造、使用及廢棄過程是造成能源短缺、資源過度消耗和枯竭以及環(huán)境污染的主要原因之一。長期以來，我國走的是一條高投入、高能耗、高污染、高資源消耗的建筑發(fā)展道路。在工程建設(shè)中，建筑材料的生產(chǎn)、使用及回收，不僅消耗了大量的資源和能量，而且?guī)砹藝?yán)重的環(huán)境污染問題。因此，尋找既能滿足材料性能的要求，又不破壞環(huán)境，而且還能夠改善環(huán)境的“生態(tài)建材”是當(dāng)前土木工程發(fā)展的趨勢。
2.1 使用生態(tài)建材的優(yōu)勢
生態(tài)建材又稱綠色建材、環(huán)保建材和健康建材，是指采用清潔生產(chǎn)技術(shù)、少用天然資源和能源、大量使用工業(yè)或城市固態(tài)廢棄物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性、有利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。
1） 生態(tài)材料生產(chǎn)所用原料盡可能少用天然資源，大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物；
2）生態(tài)材料采用低能耗制造工藝和無污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù)；
3）生態(tài)材料在產(chǎn)品配制或生產(chǎn)過程中，沒有使用甲醛、鹵化物溶劑或芳香族碳氫化合物、添加劑等對有環(huán)境造成污染的物質(zhì)；
4）生態(tài)材料產(chǎn)品的設(shè)計是以改善生產(chǎn)環(huán)境、提高生活質(zhì)量為宗旨，即產(chǎn)品不僅不損害人體健康，而應(yīng)有益于人體健康，產(chǎn)品具有多功能化。
2.2 生態(tài)建材的應(yīng)用和意義
目前，生態(tài)建材在土木工程中已得到初步推廣，在高層建筑、隧道工程中的應(yīng)用也不斷廣泛，使用效果和質(zhì)量亦越來越多的得到肯定。諸如鋼結(jié)構(gòu)、木材陶瓷、工業(yè)廢渣微晶玻璃等生態(tài)建材不斷為人們所常見。生態(tài)建材追求的不僅是具有先進的使用性能，而且是從材料的制造、使用、廢棄直到再生的整個生命周期中必須具備與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性及舒適性，它滿足可持續(xù)發(fā)展的需要，做到了發(fā)展與環(huán)境的統(tǒng)一，現(xiàn)代與長遠的'結(jié)合，這樣符合現(xiàn)代人的需要，又不損害后代人對環(huán)境、資源的更大需求。
3、建筑材料節(jié)能化的必要性
生態(tài)建材的發(fā)展離不開材料的節(jié)能化，在材料節(jié)能問題上做文章能使建筑本身得到巨大的經(jīng)濟效益，縱觀土木工程材料節(jié)能發(fā)展歷程，會發(fā)現(xiàn)兩項基本特征：
（1）建筑材料和技術(shù)的發(fā)展為建筑節(jié)能提供原動力。相比于以往簡單的磚、石塊、混凝土等墻體保溫材料，玻化微珠保溫砂漿、酚醛板、聚氨酯板、合成高分子防水卷材等新型保溫材料的運用使得建筑更加節(jié)能環(huán)保，墻體保溫質(zhì)量也得到很好的滿足。
（2）提高建筑施工工藝是建筑技能環(huán)保的重要途徑。在大量工程實例中，施工人員發(fā)現(xiàn)適當(dāng)改變施工工藝能使得建筑更加節(jié)能環(huán)保，由此而提煉出的屋面節(jié)能
技術(shù)和地面、樓板及樓梯間隔墻技術(shù)、建筑遮陽技術(shù)都是典型代表，也催生出了“建筑節(jié)能技術(shù)與工程”這門新學(xué)科的出現(xiàn)。
4、智能材料成為新的發(fā)展方向
智能材料是21世紀(jì)新誕生的一種材料，其靈感源于仿生物學(xué)，特指具有感知環(huán)境刺激，并且對環(huán)境的刺激進行分析、處理、判斷，采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M行適度反應(yīng)的具有智能特性的新型材料。智能材料具有傳感、反饋、自我診斷修復(fù)等功能，是橫跨多個專業(yè)而產(chǎn)生的新產(chǎn)品。
現(xiàn)階段，智能材料在具體結(jié)構(gòu)的安全檢測、根基橋梁檢測及損壞評估方面已經(jīng)獲得初步成果，在研究和土木工程結(jié)構(gòu)實踐應(yīng)用中已經(jīng)突現(xiàn)出其優(yōu)越性能。例如在地基中放入光線傳感器，可直接判斷根基是否破壞；把碳纖維材料放置于水泥溶漿中，根據(jù)其變硬特性而電阻隨外界壓力變化而變化，可在內(nèi)部結(jié)構(gòu)接近損壞區(qū)或破壞區(qū)時進行自動報警。
智能材料在土木工程中的應(yīng)用，是材料科學(xué)、計算機科學(xué)、自動化控制技術(shù)發(fā)展的重要階段，對土木工程的發(fā)展有著極其深遠的影響，是土木工程材料發(fā)展的最終方向。
5、結(jié)語
土木工程材料與人類的生活及生產(chǎn)息息相關(guān)，因此我們應(yīng)該對土木工程材料未來的發(fā)展有一個清醒而明確的認識。無論是當(dāng)前全球面臨的人口膨脹、資源短缺和環(huán)境惡化三大難題，亦或是人們越來越關(guān)注的生活質(zhì)量和環(huán)境，都與土木工程材料的發(fā)展密切相關(guān)。也正因為如此，生態(tài)材料、智能材料、建材節(jié)能化才得到越來越多的關(guān)注和重視，作為新世紀(jì)的土木專業(yè)人員，我們應(yīng)該從現(xiàn)在開始樹立“綠色建材”的理念，更多的關(guān)注科技發(fā)展前沿，最終為土木工程材料的可持續(xù)發(fā)展貢獻自己的一份力量！
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