关于土木工程建筑材料的论文

土木工程是一项综合性很高的课程,其中,土木工程材料的教学有着很强的实践性。下文是我为大家搜集整理的关于土木工程材料论文的内容，欢迎大家阅读参考!

浅论土木工程中关于智能材料的应用

【摘要】随着人们对土木工程质量和使用功能的要求不断提高，包括光纤、压磁、压电、记忆合金等各种智能材料在土木工程领域得到了广泛的应用。文章介绍了智能材料的概念、特点及其在土木工程中的应用情况，并展望了其在未来的应用趋势。

【关键词】智能材料;土木工程;特点;发展趋势

引言

目前，随着光钎、压磁、压电和形状记忆合金等材料的发展，智能材料已经被广泛应用于土木工程的各个领域。最基本的智能材料一般被称为感知材料，其可以感知内外部刺激的材料。通过感知内外部条件变化，并做出适应环境调整的材料被称作驱动材料。现在的智能材料，一般需要多种材料复合组装来实现环境变化情况下材料结构的诊断、修复、调整。

一、智能材料类型及特点

智能材料概念在20世纪80年代初被系统地提出，并于80年代末得到前所未有发展空间。随着光纤、压磁、形状记忆合金等智能材料的发展，使其在土木工程领域得到较为广泛地应用。智能材料以其具有的不同功能特点通常可分为两大类，一类为可感知外界或内部刺激强度作用的材料，称为感知材料。另一类为可响应或驱动因外界环境条件或内部状态发生变化的材料，也称为智能驱动材料。智能材料结构具有控制、传感与驱动三个要素，可利用自身感知处理信息，发出指令并执行动作，进而实现结构自我监控、诊断、检测、修复、校正与适应等各种功能。一般情况下，单一功能材料难以具有上述多种功能，这需要组元复合或组装多种材料而构成新的智能材料才能实现。

二、土木工程中智能材料的应用

1.形状记忆合金的应用

形状记忆合金是具有形状记忆效应的一种智能合金材料，作为新型功能性材料，最主要的优点就是在激发材料的形状记忆效应过程中，材料可以产生高于700兆帕的回复应力及8%左右的回复应变，同时具有较强的能量传输储存能力。该特性的应用能够将材料置于各种结构中，实现结构的自我诊断、增韧、增强与适应控制的应用研究，而且还可以将材料研制为智能型驱动器，在结构变形、损伤、裂缝及振动等方面开展应用研究工作。相变伪弹性与相变滞后性能是形状记忆合金的另一个优点，在加卸载过程中其应力-应变曲线构成环状，表明材料在此过程中能够吸收耗散较多的能量。形状记忆合金具有高达400兆帕的相变回复力，结合该特性能够研制开展形状记忆合金被动耗能控制系统，该系统可实现相变伪弹性性能，可在土木工程结构中用于耗能抗震的被动控制。通常在结构层间或底部安置形状记忆合金被动耗能控制系统，用于实现耗能系统对结构的层间变形的感知，进而起到消耗地震能量的作用。有关研究结果显示，耗能器安装形状记忆合金结构后，耗能器可吸收约为三分之二的地震能量，并显著抑制结构的位移。

2.压电材料的应用

压电材料一般是指在收到压力后，材料两端会出现电压的晶体材料。压电材料在土木工程中的应用主要包括对于结构的静变形控制、噪声控制和抗震抗风等领域。传统的压电材料使用方法是通过压电传感元件对结构的震动进行感知，利用传感器输出结果，从而实现对于震动的感知和预警。在此基础上，采取合适的控制算法对压电体的输入进行控制和定量，从而实现对于结构震动的控制，这是目前压电类智能材料的研究前沿。随着研究的深入和技术的进步，压电类的智能结构土木工程中的应该越来越广泛。

3.光导纤维的应用

光导纤维由外包层与内芯构成，是一种纤维状光通信介质材料，该材料采用先进的信息传输技术起初用于通信传输系统，由于作为信息载体的光子在速度与容量上高于电子，因此得到较为迅速的发展。光子所具有的高并行处理能力与高信息率，潜力在信息容量与处理速度得到充分发挥。光纤材料在监测、传感及信息远距离传输等方面得到应用，将光纤作为传感元件埋入传统混凝土结构中针对结构方面各项指标实现自动监测、诊断、控制、预报及评价等功能，而且将形状记忆合金等驱动元件埋入，有机结合信息处理系统与控制元件，使混凝土结构具有智能功能，进而实现混凝土结构自我诊断与修复。在土木工程结构诊断及主动控制地震响应中，光纤材料一直作为设计传感器的一种比较理想的材料，我国目前也已将其用于检测评定三峡大坝。

4.压磁材料的应用

压磁材料在土木工程中的应用主要包括磁流变材料和磁致伸缩材料。基于磁流变材料的原理，当磁场的强度高于临界强度时，磁流变在极短时间内从液态向固态转化。在介于固液体之间可根据磁流变液特点具有的快速、可控及可逆性质，控制流体特性实施时需要较低的能量，因此在智能结构中通常将磁流变液作为动器件的主要材料。基于这点，磁流变材料可用于高层建筑的结构中，实现对地震的半主动控制。因为潜在应用前景的广阔，使得磁致伸缩材料近年来得到很大关注。磁致伸缩材料具有强烈的磁致伸缩效应，这种材料可以在电磁和机械之间进行可逆转换，这种特性使其可以用于大功率超声器件、声纳系统、精密定位控制等很多领域。

三、智能材料的发展趋势

在土木工程领域，智能材料的发展趋势集中体现在以下三方面。一是实时监控检测结构状态，在土木结构中集成传感与驱动元件，利用其网络实时监控结构状态，以保证土木工程结构与基础设施的安全，有效降低维修成本。二是形状自适应材料与结构，该结构不仅可承载传递运动，还能检测并改变结构特性，具有较为广阔的应用前景。三是自适应控制减振抗震抗风降噪的结构，在土木工程设计中结构动力响应一直是比较重要的一个问题，尤其是针对桥梁与高层建筑等土木工程结构的抗震抗风问题，研发应用智能材料能够为其提供重要的途径，实现结构的自适应控制。尽管当前的智能材料还存在不同程度的不足之处，但随着有关研究的不断深入，智能材料的性能将得到明显改善。在众多领域中，智能材料都将发挥其潜力，体现出广阔的应用前景，开展的研究包括力学、计算机控制、材料、微电子、人工智能等多个学科技术。

四、结语

综上所述，随着智能材料的广泛应用，同时元件逐渐向小型化、多功能化及高功率化方向发展，在建筑结构中复合控制、传感、驱动系统及耦合/连接元件，建筑结构将发展成为主动式智能建筑结构，对于有效利用太阳能、抵御地震、风振等严重自然灾害影响具有重要作用， 为人们工作生活提供更为舒适安全的环境，对于提高土木工程结构建设质量具有十分重要的意义。

参考文献：

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[3]汪洋.智能建筑材料在绿色生态节能建筑中的应用[J].国外建材科技，2008，29(2)：123-126.

[4]郑智能，张永兴，董强.智能材料及其在土木工程中的应用[J].重庆交通学院学报，2005，24(6)：91-94.

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新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文

从小学、初中、高中到大学乃至工作，大家都写过论文，肯定对各类论文都很熟悉吧，通过论文写作可以提高我们综合运用所学知识的能力。你知道论文怎样写才规范吗？以下是我收集整理的新型建筑材料的主要特点、类型及具体运用论文，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

摘要： 随着我国建筑行业的不断发展与进步，越来越多的新型建筑材料在土木工程中得到应用，促进了土木工程的不断完善和发展。绿色建筑材料、新型复合材料、新型混凝土材料的广泛应用，既降低了工程施工对环境造成的伤害，又提升了建筑的整体质量，缩短了施工周期。对此，文章主要探究新型建筑材料在土木工程专业的具体应用，旨在促进建筑行业的更好发展。

关键词： 土木工程；新型建筑材料；绿色建筑材料；

建筑业的发展为我国整体经济发展贡献了巨大的力量，因此，我国十分注重建筑行业的发展。为促进建筑行业的长远发展，就必须在其发展过程中贯彻节能环保的发展理念，这样才能使其更好地适应社会，从而带来更大的经济效益。建筑材料作为土木工程施工的基础，它的质量和标准决定着整个工程的质量，因此，必须对其严格把控。随着科学技术的不断发展与进步，越来越多的新型建筑材料被应用于土木工程，这些材料的广泛使用提升了工程的施工速度，缩短了施工周期，极大地节约了人力和物力。

1、新型建筑材料的应用优势

在建筑的建造过程中，使用材料的质量直接决定着建筑的使用寿命和使用价值。与传统的建筑材料相比，新型建筑材料最大的优势就是使用寿命更长，它在性能、能耗方面都有着不错的表现，这也是传统建筑材料所达不到的。另外，新型建筑材料的使用能够提升土木工程的工作效率，缩短施工周期，使建筑工人在相同的工作时间里达到更高的工作效率。

2、新型建筑材料的发展现状

随着我国市场经济的发展与进步，建筑行业也取得了较大的发展，有越来越多的人开始从事建筑材料的开发和研究工作。新型建筑材料的开发和使用也使我国建筑领域的发展取得了质的飞跃。现阶段，市场对新型建筑材料的需求量越来越大，这说明我国建筑行业发展得越来越好，新型建筑材料的开发和销售成为建筑行业的新兴产业，对我国经济发展也起着一定的推动作用。

如今，随着对新型建筑材料研究的不断深入，我国在这方面已经有一套从生产到销售完整的工作链。另外，我国的技术水平也始终在线，现在已经具备独立研发新型建筑材料的能力，已经可以不再依靠外来技术。除了具有完整的生产线外，还配备了专业的研发团队和生产团队，既有一流的研发水平，又有独立的产业化生产线，推动了生产规模的扩大。专业的科研团队也使我国的新型建筑材料更加环保、健康、无害，朝着绿色环保的方向不断迈进。

3、新型建筑材料的主要特点

3.1功能多样化

传统的土木工程建筑材料种类不多，质量不好，功能也不够齐全，不能够很好地满足人们对建筑的要求。新型建筑材料的研发和使用能够很好地弥补传统建筑材料的弊端，实现功能的多样化，除了能满足居民的日常使用需求，还能够提升建筑的整体质量，使其更加环保、绿色、健康。另外，新型建筑材料还具备抗水防火、防辐射、防病菌等多重功能，这也使居民居住的环境有了更全面的保障。

3.2成分复合化

新型建筑材料的组成成分不是单一的，可以将材料按照一定的比例混合，从而得到所需的建筑材料。另外，这种复合型材料因其自身组成成分的多样性，使得它的功能不再单一，可以融合各种组成材料的特点，真正取长补短。新型建筑材料成分复合化的特点，使其能够更好地适应现代土木工程对建筑材料的各种需求。

3.3更加节能环保

节能环保是时代发展的主旋律，任何行业，只有顺应时代发展的脚步，才能够获得长远的发展。因此，企业在发展的过程中应重视对环境的保护，建筑行业也包括在内。建筑行业贯彻落实绿色环保的发展理念，应从建筑材料入手。传统的建筑材料首先考虑的是人的居住体验，并没有太多关注环境保护。而新型建筑材料与之有很大的不同，它的设计理念是在满足居民居住体验的基础上尽量做到节能环保，同时，节能环保的建筑材料也给居民带来了更好的居住体验。

3.4生产工艺更完善

随着科学技术的不断进步，新型建筑材料的生产工艺和制作流程也更加完备，制造出的建筑材料的规格和质量也更加标准、优质。建筑材料的好坏决定着土木工程质量的优劣，因此，高标准的新型建筑材料使建筑的整体水平得到了大幅度的提升。

4、新型建筑材料的主要类型及实际应用

4.1新型混凝土材料

新型混凝土材料是在普通混凝土的基础上升级改造而来，主要是添加了一些新型材料，提升了它的品质，具有价格低、品质好、操作简单等特点。最常见的新型混凝土材料主要有以下三种。

（1）轻质混凝土，顾名思义，就是比一般的混凝土更“轻”的混凝土。它主要是在普通混凝土中加入了一些天然轻骨料、煤矸石等成分，其主要特点就是密度低、强度大、成本低。虽然它比普通混凝土轻，但其保温性能和抗冻性能一点不比普通混凝土差。在一些比较寒冷的地区，它是土木工程的首选材料。

（2）低强混凝土。低强混凝土的抗压能力不强，能承受的最大压强大概为30MPa，其主要是在公路路基、建筑地基等的建造中作为隔离或填补材料使用。在使用低强混凝土时，一般要与普通混凝土混合使用，利用普通混凝土的抗压能力来弥补自身的不足。两者的混合使用可以有效提升建筑的抗压能力和弹性模量，能够有效避免建筑出现裂缝、坍塌等问题。

（3）自密实混凝土。自密实混凝土与普通混凝土最大的不同在于它的制作，自密实混凝土可以根据自重完成密实，不需要借助外界的`力量。这种制作方式使材料自身具有更大的流动性，能够分布至建筑中的各个角落。在土木工程施工过程中，使用这种混凝土不会产生很大的声音，保证了施工团队在夜间工作时不会影响他人。

4.2新型复合材料

新型复合材料的种类有很多，在土木工程中应用的新型复合材料主要是纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,FRP）。此种复合材料中含有纤维成分，这就使其具有一定的延展性和抗牵拉能力，在强度、硬度的方面都要优于普通的建筑材料。在以往的土木工程中，材料本身存在很大的不足，导致建筑在使用过程中容易出现各种各样的问题，严重影响了建筑的使用价值。新型复合材料的出现刚好弥补了这一缺陷，它有良好的抗高压性能和耐腐蚀性，可以有效延长建筑的使用寿命。

4.3绿色建筑材料

绿色建筑材料也可以分为不同类型，在土木工程中应用时可以根据建筑的用途和目的来选择相应的绿色建筑材料。

（1）功能性材料。此种建筑材料是用来代替传统的、具有实用功能的建筑材料，具有传统建筑材料的所有使用功能，可以有效降低材料的浪费，因而更加健康、环保。

（2）结构性材料。此种材料可以满足土木工程对不同板块的需求，如防水性木材、承重型钢材等，这些材料能够根据建筑的需求发挥不同的作用。这些绿色建筑材料的应用既满足了建筑美观的要求，又保障了人们的健康。

（3）装饰性材料。此种材料的主要作用是美化建筑，使建筑更加美观、大气。此种绿色建筑材料比普通的装饰性材料更加绿色、环保，建筑的主要作用就是供人们长期生活和工作，而绿色环保的装饰性材料更加有利于人们的身体健康。

4.4全新节能型墙体材料

全新节能型墙体材料的应用可以减轻施工人员的工作压力以及工程投入，使整个项目能够更加高效地进行，因此，此种建筑材料在土木工程中的应用范围十分广泛。全新节能型墙体材料由工业废渣制作而成，这种变废为宝的应用模式真正体现了节能环保的发展理念，这也将会是建筑行业改革的重点发展方向，这同时也符合国家对建筑材料质量的要求。

其实新型墙体材料早在七八年前就出现在建筑行业，当时要求新型墙体材料要占总墙体材料的55%以上，新型墙体材料在整个建筑中的应用也要不低于65%。随着时代的发展，人们对墙体的质量和规格也有了更高的要求，这就使得墙体发展从黏土向非黏土转变，从实心向空心转变，总而言之，对墙体的整体要求就是越来越轻盈、节能、环保。而全新的节能型墙体材料正是以轻质、环保、绿色、健康、优质、经济等特点出现在大众的视野，符合人们对墙体的全部要求。因此，全新节能型墙体材料就成为土木工程建筑施工的首选。

4.5纤维增强复合材料

纤维增强复合材料也是一种混合材料，它是纤维材料与基体材料按照一定比例混合后产生的。此种材料除了具备一般材料的特性，还具有纤维材料延展性好、质轻而硬等特点。如今，人们又根据采用的树枝品种的不同而将它分为许多不同的类型，但这些不同类型的材料都有一些共同点，即质量好、不导电、耐腐蚀等，因而它们在建筑行业中的应用也十分广泛。

随着社会的不断进步和发展，我国的科技水平也有了显着的提升，而土木工程的不断发展和壮大在一定程度上是因为借助了这些新技术、新材料。这其中自然是少不了纤维增强复合材料的广泛应用。现代建筑工程都在向高耸、重载、轻质的方向发展，而纤维增强复合材料的特点刚好满足建筑行业的发展要求，因此它被广泛应用于各种桥梁工程、土木建筑、地下工程中，受到建筑行业的广泛关注。

5、新型建筑材料的发展趋势

目前，新型建筑材料在我国的应用范围已十分广泛，随着科学技术的不断进步，新型建筑材料的发展将会更加广阔。随着社会的不断发展与进步，人们探索的领域也在进一步扩大，开始不断探索地底层和海洋深层的秘密。在开发过程中地理环境是一个很大的制约因素，因此要求相关材料具备高强度耐久耐热性、高强度抗冲击、抗腐蚀性、耐磨损性等。一些商用建筑不仅要求建筑材料有高强度的性能，还需要建筑材料的外观具有一定的设计感，符合人们的审美。上述情况都给建筑材料提出了更大的挑战，可见，新型建筑材料在土木工程的应用方面还有很长的路要走。

6、结束语

总之，随着科技的发展与时代的进步，越来越多的新型建筑材料出现在人们的生活中，也为建筑行业的发展注入了全新的力量。因此，施工单位在进行土木工程建设时可以根据建筑的需求来选择合适的新型建筑材料，打造高质量的土木工程建筑。另外，相关研究人员也要加快研究的步伐，加大新型建筑材料的研发力度。

7、参考文献

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[3]闫蕾.新型节能环保材料在建筑工程中的应用与展望[J].住宅与房地产,2018(31):88.

[4]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材,2017(12):5.