李綺文

（貴州大學(xué)明德學(xué)院 貴州貴陽 550025）

改革開放四十多年來，中國的城鎮(zhèn)化建設(shè)取得了舉世矚目的成就，在這個(gè)背景下，建筑行業(yè)的發(fā)展也是突飛猛進(jìn)。作為建筑工程的非常關(guān)鍵的部分，對工程質(zhì)量和工程成本的控制至關(guān)重要。與此同時(shí)土木工程新型材料不斷出現(xiàn)，由于土木工程的重要地位，我們必須重視建筑工程的施工材料選擇與質(zhì)量控制。但是隨著建筑工程行業(yè)的壯大與發(fā)展，也逐漸發(fā)現(xiàn)了很多不足與問題，因此，必須針對問題采取有效措施。

1 新型土木工程材料相關(guān)概況

1.1 高性能混凝土材料

1.1.1 自密實(shí)混凝土

這種類型的材料不用機(jī)械振搗，提高密實(shí)度只需要依靠混凝土本身的重量就能實(shí)現(xiàn)。盡管自密實(shí)混凝土自身在流動(dòng)性上較為明顯，不過離析問題并沒有發(fā)生。該材料在排至方式上呈現(xiàn)出不同之處：這種材料中固相的體積就有一半是粗骨料，砂漿中有40%是細(xì)骨料；其次水灰配比能保持0.9～1.0；在確定最終材料的水灰比和塑化劑含量上則是根據(jù)流動(dòng)性實(shí)驗(yàn)來完成。利用這些方法能夠讓材料展現(xiàn)出最好的狀態(tài)。

1.1.2 輕質(zhì)混凝土

選取天然型輕質(zhì)骨料，例如凝灰?guī)r、浮石，工業(yè)廢料，例如廢渣、煤粉顆粒，加上輕質(zhì)型骨料，用來制成小密度型混凝土。盡管制成的材料在密度上稍顯劣勢，然而在防寒保溫上與其他材料相比擁有無與倫比的優(yōu)良屬性。此外，由于這類材料大多使用廢料、廢渣、煤粉等原料，成本得到了大幅度降低，實(shí)現(xiàn)了廢棄物的循環(huán)利用，有效減少了環(huán)境污染，提高資源利用率，極大改善了廠區(qū)和城市的自然環(huán)境，減少了廢物排放，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

1.1.3 聚合物混凝土

這類混凝土材料主要在基礎(chǔ)建設(shè)、樁基和路基的缺陷填充、鋪墊中獲得較多的使用，同樣也能作為地下填充和建造。尤其在特殊環(huán)境中，能夠利用這類混凝土調(diào)節(jié)整體混凝土的密度強(qiáng)度等參數(shù)，有效抑制收縮裂縫的產(chǎn)生。

1.2 新型節(jié)能墻體材料

1.2.1 新型砌體材料

要想讓墻體具備保溫的作用并導(dǎo)熱滿，就要選用既擁有良好的保溫功能又具備隔熱效果的低導(dǎo)熱材料，再加上當(dāng)前較為普遍認(rèn)可的砌筑結(jié)構(gòu)。近期在工程建筑中較多使用的新型墻體材料就是把新型材料與傳統(tǒng)材料相混合。例如，常用的選擇有：加氣型混凝土，泡沫塑料以及膨脹珍珠巖，此外在復(fù)合材料中還會(huì)添加空心和實(shí)心類型的磚材進(jìn)行砌體。這種復(fù)合材料能夠具備很好的絕熱功能，導(dǎo)熱上也能得到有效抑制。然而這種材料對于普通建造來說成本比較高昂，且對建筑在結(jié)構(gòu)上和建造上都會(huì)有較高的標(biāo)準(zhǔn)，都是選用的不承重亦或是框架填充墻。

1.2.2 智能材料

在大型的土木工程建設(shè)上以及基礎(chǔ)設(shè)施的建造一般使用時(shí)間都要達(dá)到數(shù)十年或者百年的要求。在使用的日積月累下，隨著環(huán)境影響、疲勞作用、年久腐蝕，整體退化等因素的作用下，建筑結(jié)構(gòu)也難免會(huì)積累更多的損傷缺陷，在承載能力、抗腐蝕能力也會(huì)減弱，容易誘發(fā)安全事故。為了盡量避免上述危險(xiǎn)事故的發(fā)生，目前較為有效的手段就是施行定期檢查和檢測制度。其中目前在大型的土木建筑的檢測中較為廣泛應(yīng)用的一種智能材料為碳纖維機(jī)敏混凝土新型材料。

1.2.3 新型復(fù)合墻板

新型復(fù)合墻板則是目前較為節(jié)能環(huán)保，持久保溫的墻體材料，其主體構(gòu)成為內(nèi)外絕熱型墻板以及保溫型復(fù)合基材。目前主要依據(jù)工廠基本規(guī)定的模數(shù)、尺寸等標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，其中門窗等結(jié)構(gòu)以及墻板構(gòu)件都采用了一體化的方式建造，之后輸送到施工現(xiàn)場，并在相應(yīng)的骨架結(jié)構(gòu)上進(jìn)行安裝固定，鑄造房屋樓層的整體外部結(jié)構(gòu)，這就是目前大多數(shù)發(fā)達(dá)國家普遍采用的建造方式。其特點(diǎn)在于復(fù)合墻板無需承擔(dān)較大的外力，厚度只需在130mm上下即可，其質(zhì)量輕，保溫性能優(yōu)異，操作方便高效。

2 新型土木工程材料的應(yīng)用

2.1 高性能混凝土材料使用情況

這種類型的混凝土在工程建造中應(yīng)用前景廣泛且產(chǎn)出價(jià)值高，無論是強(qiáng)度和耐久性以及工作性上都展現(xiàn)出較為優(yōu)異的狀態(tài)。主要原因在于該類混凝土具有高彈性模量、高早期強(qiáng)度等特征，這種性能能夠有效防止鋼筋生銹，能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境的使用，堅(jiān)固且持久，且易修整，具有高可泵性。HPC能夠用于配備流態(tài)混凝土，減少離析現(xiàn)象，進(jìn)而減少泵壓，提高修整效率。在冬季施工中，仍能保持較為一致的凝結(jié)時(shí)間，與一般常規(guī)的混凝土相比強(qiáng)度的增長速度更快，低溫下也不會(huì)發(fā)生冰凍，而高溫時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)大幅度的坍落，水化熱也能得到合理的調(diào)節(jié)。低強(qiáng)混凝土在施工中較為普遍，常用于樁基和基礎(chǔ)工程的建設(shè)。常通過這種混凝土材料對混凝土整體的強(qiáng)度、密度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使其發(fā)生裂縫的情況得到控制。輕質(zhì)混凝土主要運(yùn)用天然、廢料以及人造型的輕質(zhì)骨料，例如浮石、爐渣等能夠得到普遍使用，特點(diǎn)是抗凍好，強(qiáng)度大，密度小，并在保溫性能較為優(yōu)異。使用傳統(tǒng)意義上的廢渣廢料，能夠大幅度減少成本消耗，控制環(huán)境污染和廢物排放，有利于節(jié)能減排工程的施行，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境做出突出貢獻(xiàn)。這些廢渣廢料，例如是來自傳統(tǒng)煤礦上的煤矸石、粉煤灰、礦渣、等等。對于建筑物的一些特殊部位，如配筋非常密集的地方，無法進(jìn)行振搗，就會(huì)給混凝土的密實(shí)帶來困難。自密實(shí)混凝土通過自身重力進(jìn)行密實(shí)，這種混凝土流動(dòng)性好，具有良好的施工性能和填充性能。離析情況也能得到較為明顯的緩解。

2.2 新型墻體材料的應(yīng)用

隨著人民生活水平的不斷提高以及需求的增加，新型墻體材料受到越來越多的歡迎。特別是在建筑墻體方面，選擇合適的、性能好的砌體材料顯得尤為重要。這種砌體材料一般需要有較好的保溫性和隔熱性，較小的導(dǎo)熱系數(shù)。新型墻體材料例如有，普通型材料、煤粉、浮石材料、磚材等等，其中保溫砂漿是一種較為常用的砌體膠凝成份。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，墻體材料的發(fā)展更加要求在技術(shù)上有更多的突破，從而催生出許多復(fù)合型節(jié)能墻體材料，該種材料集普通墻體材料、新型墻體以及保溫型材料的特點(diǎn)于一身，采用例如珍珠巖、塑料、礦物棉等作為絕熱型原料。經(jīng)過長期的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，復(fù)合墻體無疑是一種較為高效、適用范圍廣的良好材料。與具有單一功能的材料相比，這類墻體材料的保溫隔熱效果更好，同時(shí)節(jié)能減排。當(dāng)然這類材料也存在成本較高的問題，因此要配上合適的建筑主體結(jié)構(gòu)，目前較為常規(guī)的做法就是讓墻體做成不承重的方式，或者框架結(jié)構(gòu)的填充墻方式。

新型復(fù)合墻板材料的組成結(jié)構(gòu)是內(nèi)、外墻板，以及高效、環(huán)保的絕熱保溫層，按照通行的標(biāo)準(zhǔn)尺寸及適應(yīng)的模數(shù)進(jìn)行工業(yè)化批量生產(chǎn)，其主要囊括了門、窗、墻板整體的鑄造，以運(yùn)送的方式到達(dá)施工現(xiàn)場，并把墻板材料鑄造在整體結(jié)構(gòu)框架上，形成房屋建筑的主要外圈結(jié)構(gòu)，上述建造方式是目前較為普遍采用的施工形式，這類建筑物中的復(fù)合墻板整體不會(huì)受到較多的外力，因而制作的材質(zhì)較輕，擁有較好的保溫性能，其整體工作效率也得到提高。FRP復(fù)合型材料能夠及時(shí)擺脫現(xiàn)狀中土木工程的結(jié)構(gòu)缺陷。結(jié)構(gòu)性能弱化和結(jié)構(gòu)的退化會(huì)嚴(yán)重影響土木工程長足發(fā)展，巧妙利用FRP復(fù)合材料并配之以先進(jìn)的建筑技術(shù)，就能夠提高房屋和樓層結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定，順應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求，同時(shí)也能抵御目前惡劣的施工環(huán)境，完成材料的輕質(zhì)化走向，符合現(xiàn)代化工程的發(fā)展思路。同樣這類材料在海洋、地下等大型施工工程中也能得到廣泛而充分的應(yīng)用。具體地，經(jīng)常會(huì)采取鋼筋替換的方式，把鋼管接入新結(jié)構(gòu)當(dāng)中，完成以舊換新，完成舊結(jié)構(gòu)的替換和修理，實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和加強(qiáng)。

土木工程新型材料在城鎮(zhèn)化的進(jìn)程中發(fā)揮著巨大的作用，建筑行業(yè)對新型材料的需求也非常之大。隨著技術(shù)的進(jìn)步，土木工程新型材料的種類必將不斷豐富，性能也將更加能夠滿足不同工程的多元化需求。在實(shí)際工作當(dāng)中，我們要深入探索土木工程新型材料的應(yīng)用領(lǐng)域和方式，從而進(jìn)一步改善我國建筑行業(yè)中土木工程的質(zhì)量。