混凝土电磁脉冲传输特性研究论文

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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混凝土养护技术论文篇二 对混凝土养护技术的探讨 [摘 要]随着社会的发展，我国的工程项目日益增多，而混凝土作为工程项目中必不可少的材料之一，在工程项目施工中有着很大的作用。不过在工程施工中，混凝土的质量也直接影响着整个工程的质量。因此，为了避免这样的情况发生，我们在进行工程施工时，都会对混凝土进行一定的养护工作以保证混凝土的质量。 文章 通过对混凝土的养护的原理和方法进行简要的概述， 总结 了当前混凝土养护的技术，以供大家参考。 [关键词]混凝土;养护;介质温度;介质湿度;延续时间 中图分类号：TU154 文献标识码：A 文章编号：1009-914X(2016)07-0271-01 目前，由于混凝土已经广泛的应用到人们生活的各个方面，传统的工艺技术已经完全不能满足人们的需求，因此施工工艺和养护技术还需要不断创新，尤其是混凝土的养护技术，作为工程施工和质量保证的重要环节，它的创新直接影响着整个混凝土工艺技术。 一、混凝土养护原理 在混泥土的施工工艺中，当混凝土浇筑完后，还存在一个相当久的缓冲时期，需要相当长的一段时间保持混凝土的温度和湿度，这样才能很好的保障混凝土的强度与其质量的好坏，而我们就把保持混凝土中的温度与湿度的技术方法叫做混凝土的养护技术。由此可见，要做好混凝土的养护工作，必须要保证温度、湿度和养护时间这三大要素。 我们在进行混凝土的养护时，想要混凝土的硬度和强度得到增长，我们就必须要把握好混凝土内部的适当的温度和足够的湿度，这主要是和混凝土中重要组成的材料水泥有关，因为水泥是一种具有较强水硬性的材料，在与水反应的时候，会产生凝胶状的水化物，当这种水化物凝固后硬度和强度都会变得很大，不过这需要一定的条件，如果条件不能满足，还直接影响混凝土，使其出现裂痕。因此，我们在进行混凝土的养护时一定要注意混凝土中的温度和湿度，这样才能很好的保障混凝土的质量，才能用于工程施工。 二、养护方法 养护的方法有很多，比如：自然养护、标准养护、蓄热法养护等等，这些都可以对混凝土起到一个很好的养护作用，下面我们就对这些养护方法进一一的介绍。 1自然养护 混凝土的自然养护是施工工程中常见的养护方法之一，这主要是因为这种养护方法简便快捷，而且需要的成本很低，所以在工程施工中广泛的用于中、小型施工工程。这种方法应用的原理是，当在气温不低于5度的自然条件下，人们在混凝土的养护过程中采用浇水保湿，用其他的设施进行防风防干来对混凝土进行养护，以保证其质量。人们在进行养护的时候，都会采用像湿麻袋、锯末、湿砂等覆盖在混凝土的表面，然后在进行定期的洒水、浇水，以保持混凝土表面的湿度，而且在洒水时，一定要洒均匀，不然就很难保证混凝土中的湿度，而且在不同的季节，还要采用不同的方法，例如在春季， 雨水 比较充足，我们就要采取一定的防潮措施，以免因混凝土中的水分过多而引起的质量问题;在夏季的时候，我们为了防止其表面的温度过高，我们就要采取一定的隔热措施，将温度和湿度控制在合适的位置上，而且不同的混凝土的养护时间也存在着不同。因此，我们在采用自然养护时，一定要进行合理的控制。 2、标准养护 就是按规范要求，在温度20±3℃、相对湿度在90 %以上的条件下进行养护 ，即为标准养护。尤其是对混凝土试件进行标准养护，是测定混凝土强度的关键。 3、蓄热法养护 混凝土在养护期间采用保温材料加以覆盖 ，使混凝土始终保持一定温度。这种方法在平均气温不低于-10℃、混凝土表面率(表面积与体积比)小于5时较为适宜。多在住宅冬季施工中应用 ，若配合热水养生效果更佳。 4、热养护 热养护是利用外界热源加热混凝土而加速水泥水化反应的方法 ，也称加速硬化养护法。此法又分为以下几种： 4、1加热养护。此法往往在蓄热法养护达不到目的时采用。可分为暖棚法、 蒸汽加热法、 干 ― 湿法、 加压蒸汽法等。 (1)暖棚法。利用保温材料搭成暖棚 ，把整个构件或结构围起来 ，保证棚内有较高温度 ，棚内加热可采用装设蒸汽管 ，也可直接生火炉提高棚内温度。 (2)蒸汽加热法，也叫湿热法。利用蒸气加热，使混凝土得到较高温度和湿度，在湿热环境中加速水泥水化来达到加速硬化的目的。蒸汽养护分4个阶段进行，即预养期(静停期)、升温期、恒温期与降温期。为了防止和抑制结构破坏，在开始升温之前，要设置预养期，使混凝土在常温潮湿环境中静停(静置)一定时间，产生一定的早期强度。预养期以2～4h为宜。混凝土的结构破坏主要发生在升温期。同时，升温期也是混凝土结构的定型阶段，在热养过程中至关重要。在升温期必须控制升温速度，使因温度引起的不均匀膨胀破坏力不超过已产生的结构强度。对于中等强度的混凝土，升温速度不宜超过20～25℃/h。当升温达到最高限时，保持一段时间称为恒温期。恒温期是混凝土强度的主要增长期，故为混凝土结构的巩固期。恒温期混凝土的硬化速度取决于水泥品种、水灰比和恒温温度。对于普通硅酸盐水泥混凝土，恒温温度不宜超过60～70℃，矿渣硅酸盐水泥混凝土则不宜超过90～95℃，温度过高不利于水化作用，强度将会降低。目前，多采用恒温时间为3～5h。降温阶段因混凝土已具有较高强度能够承受较大的温度变化，为了避免表面开裂，一般脱模时气温与混凝土表面温度相差不得超过40℃，混凝土降温速度不宜超过35℃/h，过速降温不仅强度损失，而且失水过多将影响后期水化。对于尺寸大，外形复杂的构件，升降温速度应酌量减小。[1] (3)干湿热养护法与其他的养护方法不同，在混凝土浇筑成型后不需要延长养护期，直接利用其内部结构的饱和蒸汽养护产生的应力，就可以上混凝土中的温度和湿度达到一个合理的环境，而且这样的方法可以有效的控制混凝土的强度。它主要的施工原理是，在混凝土成型后的一段时间中，进行干燥，然后在进行高温养护。这样主要是因为，在进行高温养护的时候，内部的水分会因为高温的影响向外迁移，而内部就会因为脱水而进行收缩，从而使得混凝土内部更加紧密，而且有效的控制温度，也有效的控制了混凝土因高温而被破坏的现象。 4、2 辐射热养护法。 此法分为以下两种。 (1)太阳能热养护法。在混凝土表面覆盖一层吸热物体 ，搭设通光集热保温罩进行的混凝土养护。此法与自然养护比较 ，可缩短养护周期1/2左右，晴天集热罩内温度比室外温度高015～110倍。此法有直接覆盖、 太阳能养护罩 ，塑料簿膜简易暖棚等多种方式。[2] (2)红外线养护法。红外线加热养护就是利用发热体改变表面状态提高辐射强度，使被加热制品吸收辐射热提高内部温度。另外模板和介质也吸收热量，最终以对流和传导的方式再次传递给制品一部分，使制品内部温度进一步提高，加速水泥水化，促进混凝土内部结构的形成。此法是在发热体(散热器)表面涂刷远红外辐射材料，当发热体使涂料分子受热后便激发而向四周发射电磁波，该波被物体吸收，成为分子运动动能，使被加热物体的温度上 升。红外线加热以电、煤气或蒸气为热源。由于混凝土在养护过程中内部有游离水存在，而对红外线又有较宽广的吸收带，混凝土在60～100℃时对红外线的吸收率为90%左右。因此用远红外线加热养护混凝土制品可以取得混凝土内部温度高、养护时间短、抗压强度高，节约能源等效果。 结束语 由此可见，混凝土的养护技术在生活多种多样，而且在不同的环境下也有着不同的技术方案，这也有效的保障了混凝土的质量，同时也为我国的工程质量提供了一份保障。不过，由于我国在混凝土的养护技术方面起步比较晚，在很多方面还存在的不足，因此我们还要向发达国家多多学生，在以后的实践中，找到更加合理的施工技术，从而促进我国工程项目的发展与进步。 参考文献 [1] 黄云海.水泥混凝土强度应注意的几个影响因素[J].大众科技. 2004(10). [2] 彭仕国，尹友良，焦云州.混凝土养护工艺应用[J].铁道工程学报. 2001(02). 看了“混凝土养护技术论文”的人还看： 1. 公路养护技术论文 2. 公路养护技术论文(2) 3. 建筑节能新技术论文 4. 浅析水泥混凝土路面破坏的形式及裂缝养护 5. 浅谈工程技术建设论文