淺談土木工程材料的現(xiàn)狀和發(fā)展前景

孟琪

摘要：土木工程，包括房屋、橋梁等，在我們的生活中隨處可見(jiàn)，這與我們每個(gè)人都有關(guān)系。材料是工程建設(shè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，本文研究了土木工程材料的特點(diǎn)和發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：土木工程材料;發(fā)展前景;智能材料

中圖分類號(hào)：TU74;TU50文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-9129（2020）07-0090-01

Abstract：Civil engineering， including houses， Bridges， etc.， can be seen everywhere in our lives， which has a relationship with each of us. Materials are the material basis of engineering construction. This paper studies the characteristics and development prospect of civil engineering materials.

Key words：civil engineering materials;Development prospects;Intelligent materials

引言：土木工程材料是指土木工程中所需要的物質(zhì)組成，材料的性質(zhì)也對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的性質(zhì)、功能起著至關(guān)重要的影響，所以隨著人們生活水平的提高、科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)土木工程材料的要求也隨之發(fā)生變化。

1土木工程材料的歷史和現(xiàn)狀

土木工程材料可以追溯到新石器時(shí)代，那時(shí)土木工程材料中最簡(jiǎn)單的材料是土壤和木材。木頭主要用于制作基礎(chǔ)、柱子和梁。當(dāng)粘土與沙子和草混合，在陽(yáng)光下曬干，它就變成了土坯。土作為土木工程材料具有取材方便、可塑性好等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)也存在容易干縮開裂和耐水性差的缺點(diǎn)。木作為土木工程材料具有易于加工、彈性和韌性好等優(yōu)點(diǎn)，不過(guò)也存在耐火性和耐腐蝕性差的缺點(diǎn)。到了青銅時(shí)代出現(xiàn)了石材這種材料，歷史上有許多著名的石材建筑如世界上最早用石塊修建的陵墓-左塞爾階梯金字塔、世界上最大的金字塔-胡夫金字塔以及著名的希臘巴特農(nóng)神廟。石材具有抗壓強(qiáng)度高、耐久性好的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是自重大、建造運(yùn)輸時(shí)比較困難。鐵器時(shí)代代表土木工程材料，如磚和瓦。與石材相比，磚瓦具有重量輕、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)。磚作為土木工程材料具有取材方便、抗壓強(qiáng)度較高、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是孔隙率大、破壞土地資源。瓷磚作為一種土木工程材料，具有防水隔熱性能好、耐腐蝕性好、強(qiáng)度高等特點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是脆性大、易損壞。在工業(yè)時(shí)代，鋼和混凝土出現(xiàn)了。1786年鐵作為土木工程材料首次運(yùn)用在法蘭西劇院的鐵屋頂上，其代表建筑還有埃菲爾鐵塔。鋼材作為土木工程材料具有輕質(zhì)高強(qiáng)、剛度大、塑性和韌性好的優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)是耐腐蝕性差、耐火性差?；炷磷鳛橐环N土木工程材料，具有原材料豐富、成本低、抗壓強(qiáng)度高、可塑性好、與鋼筋粘結(jié)性好等優(yōu)點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)質(zhì)量的要求，傳統(tǒng)的土木工程材料已不能滿足我們的要求，土木工程材料正在不斷改進(jìn)，有機(jī)材料的出現(xiàn)等品種更加豐富。與以前的材料相比，當(dāng)代的土木工程材料功能和性質(zhì)有了很大進(jìn)步，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。土木工程材料單一的功能已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在的要求，一種土木工程材料同時(shí)具備幾個(gè)優(yōu)良的特性更符合我們現(xiàn)在的需求，土木工程材料的復(fù)合化已經(jīng)成為現(xiàn)在的發(fā)展趨勢(shì)，即同一種土木工程材料同時(shí)具有多個(gè)功能并且各個(gè)性能都很優(yōu)良，比如我們都想盡量使土木工程材料既擁有較高的強(qiáng)度、較高的耐久性并且具有輕質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。加之現(xiàn)在能源緊張、環(huán)境污染等問(wèn)題日益突出，我國(guó)大力倡導(dǎo)可持續(xù)性發(fā)展的經(jīng)濟(jì)政策，傳統(tǒng)的土木工程材料在新形勢(shì)下有了更多的局限性。

2土木工程材料的發(fā)展前景

2.1綠色建材。目前全球面臨著資源匱乏、環(huán)境污染等問(wèn)題，針對(duì)這些問(wèn)題，我國(guó)提出可持續(xù)性發(fā)展的理念，我國(guó)近幾十年經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，國(guó)力逐漸提高，發(fā)展以高耗能，高污染為主，出現(xiàn)了環(huán)境污染問(wèn)題，危害著人們的身體健康。所以如何能節(jié)約資源同時(shí)能減少環(huán)境污染是當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)，而綠色建材由被稱為環(huán)保建材，是一種既能節(jié)約資源又不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，還能滿足材料本身性質(zhì)要求的材料。土木工程涉及的范圍廣泛，包括房屋建筑、隧道、橋梁等，所以資源需求量大，因此資源消耗量也大。然而，隨著人們對(duì)生活質(zhì)量的要求越來(lái)越高的前提下，對(duì)環(huán)境的要求也越來(lái)越高。因此，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)相結(jié)合是未來(lái)社會(huì)發(fā)展的趨勢(shì)。在這種背景下，綠色建材的出現(xiàn)就正好滿足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，綠色建材的生產(chǎn)時(shí)所使用的原料綠色環(huán)保，生產(chǎn)技術(shù)運(yùn)用耗能少的先進(jìn)工藝，所使用的添加劑由對(duì)人體無(wú)毒害的成分組成。在做到綠色環(huán)保時(shí)也注意到重復(fù)運(yùn)用節(jié)能的理念并貫徹落實(shí)到具體的操作中。

2.2智能材料。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能經(jīng)常在我們身邊出現(xiàn)，比如智能機(jī)器人、智能電子化產(chǎn)品等商品。我們的生活也在向智能化和便利化發(fā)展。因此，智能材料的出現(xiàn)符合時(shí)代潮流，它的出現(xiàn)是必然的結(jié)果。智能材料現(xiàn)在已經(jīng)初步運(yùn)用到生活中，例如混凝土中添加有愈合材料，可做讓墻體開裂產(chǎn)生的裂縫自動(dòng)愈合，從而增加了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;智能紡織品可以通過(guò)外界刺激實(shí)現(xiàn)變色、吸濕、放熱功能;智能材料還可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如智能膠帶，能讓傷口快速愈合，并且可以在傷口愈合后自動(dòng)脫落。壓電材料也是一種智能材料。 壓電材料可以實(shí)現(xiàn)電能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換，在電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。壓電材料廣泛應(yīng)用于日常生活中，如電視機(jī)、加濕器、彩超等。傳統(tǒng)材料的功能效益在投入使用后呈逐漸遞減的趨勢(shì)，材料在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)自身的老化、外界環(huán)境對(duì)材料的氧化等作用，使得材料本身的性能慢慢降低，直至失效。智能材料投入使用后，當(dāng)外部環(huán)境發(fā)生變化時(shí)，智能材料本身會(huì)感覺(jué)到外部環(huán)境的變化，然后進(jìn)行調(diào)整和自我修復(fù)，以重新適應(yīng)新的環(huán)境并繼續(xù)發(fā)揮作用，因此，智能材料比傳統(tǒng)材料有更長(zhǎng)的生命周期?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外都在大力發(fā)展智能材料，智能材料的應(yīng)用廣泛，不僅可以用于民用還可以用于軍事，智能材料除了節(jié)能環(huán)保外還對(duì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著促進(jìn)作用，智能材料將會(huì)在未來(lái)材料的發(fā)展上有著舉足輕重的位置。

3結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科學(xué)的進(jìn)步，我們對(duì)生活有了更高的要求，而材料作為商品的物質(zhì)基礎(chǔ)，在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。土木工程與我們密切相關(guān)，所以我們應(yīng)該土木工程材料有大體的認(rèn)知，土木工程材料在不斷的進(jìn)步和發(fā)展，傳統(tǒng)的土木工程材料由于自身的局限性正在慢慢被新型材料所代替，而綠色建材和智能材料在土木工程應(yīng)用中起著越來(lái)越重要的地位。

參考文獻(xiàn)：

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