土工合成材料功能精选(九篇)

第1篇：土工合成材料功能范文

关键字：土木工程材料绿色建材前景问题

一 引言

土木工程材料是土木建筑的基础，合理地使用土木工程材料，充分发挥材料的性能不仅对土木工程的安全，实用，美观，舒适等有重要影响，并且还会对自然环境产生很大的影响，因此随着人们对环境保护和可持续发展的越来越重视，绿色建材也得到了更加广泛的使用，成为了当代土木材料发展的一大趋势。传统的土木工程材料包括：钢材、木材、砌筑材料、气硬性无机胶凝材料等等，但是其生产，利用及回收过程中会消耗大量的资源并且带来严重的环境问题，因此人们开始寻找既能满足材料性能要求，又不破坏环境并且能合理改善建筑环境的生态建材――“绿色建材”。

二、常见的绿色建材在建筑业中的应用

1、 结构材料

传统的结构用建筑材料有木材、石材、粘土砖、钢材和混凝土，现代结构用材料主要是钢材和混凝土。

1）木材、石材，这两种材料是自然界提供给人类最直接的建筑材料，不经加工或通过简单的加工就可用于建筑。木材和石材消耗自然资源，由于木材是可再生的永续的材料，如果自然界木材的生长量与人类的消耗量相平衡，那么木材是最绿色的建筑材料。石材虽然消耗了矿山资源，但由于它的耐久性较好，生产能耗低，重复利用率高，可以说它也具有绿色建筑材料的特征。

目前能大规模取代木材的新型绿色建材还不是很多，其中应用较多的一种绿色建材是竹材人造板。我国是森林资源贫乏的国家,但我国的竹类资源十分丰富,素有“竹子王国”的美誉，因此好多人把竹材资源看作是替代木材的好的后备资源。

由于竹结构具有如上所述的众多优点, 绿色建材――竹材人造板在土木工程领域的应用前景广阔。

2）粘土砖，其能耗是比较低的，但它是以破坏良田为代价且是不可恢复的，可以说是最不绿色的建筑材料。20世纪90年代开始限制使用粘土砖到如今粘土砖已禁止生产和使用。

粘土砖的绿色替代建材的主要发展方向是利用工业废渣替代部分或全部天然粘土资源的新型建材。

由于工业废渣来源丰富，其力学性能普遍优于粘土砖，并且可以满足不同使用环境的要求，所以具有广阔的应用前景。

3）钢材，由于钢材的不可替代性，因此“绿色钢材”主要发展方向是在生产过程中如何提高钢材的绿色指标上下功夫，研究发展新技术、新生产工艺，努力降低生产能耗，减少污染物排放，对生产过程中产生的废弃物资源化，加快钢材的绿色化进程。

4）混凝土，由水泥和集料组成，是复合材料，它的生产能耗主要是由水泥生产造成的。而传统的水泥生产需要消耗大量的资源与能量，并且对环境的污染较大，所以水泥生产工艺的改善是绿色混凝土发展的重要方向。目前水泥绿色生产工艺主要采用新型干法生产工艺取代落后的立窑等工艺。

现今土木工程使用的绿色混凝土主要有低碱性混凝土，多孔混凝土，植被混凝土，护坡植被混凝土，透水性混凝土，吸收分解NOx的光催化混凝土，生态净水混凝土等。其中应用较为广泛的是多孔混凝土。

多孔混凝土也称为无砂混凝土，它只有粗骨料，没有细骨料，直接用水泥作为黏结剂连接粗骨料，它具有连续空隙结构的特征，其透气和透水性能良好，连续空隙可以作为生物栖息繁衍的地方，而且可以降低环境负荷。多孔混凝土按其气孔结构形成的方式不同,又可分为泡沫混凝土和加气混凝土两大类。

2、功能材料

目前国内外各种功能材料迅速发展，材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。除了利用材料的某些特殊功能外，如防水、装饰、保温等，具有新的功能的材料也不断涌现，主要包括储氢材料、梯度功能材料、智能材料、功能陶瓷材料、超导材料、信息材料、光学功能材料、功能复合材料、分离材料、生物医用等。

绿色功能材料主要体现在以下三个方面：

1)节能功能材料。如各类新型保温隔热材料，常见的产品主要有聚苯乙烯复合板、聚氨酯复合板、岩棉复合板、钢丝网架聚苯乙烯保温墙板等，，这些产品具有很好的保温隔热性能。节能保温玻璃如中空玻璃、太阳能热反射玻璃等。

2)充分利用天然能源的功能材料，将太阳能发电、热能利用与建筑外墙材料、窗户材料、屋面材料和构件一体化，形成一种崭新的建筑材料，成为建筑材料发展方向。如太阳能光电屋顶、太阳能电力墙、太阳能光电玻璃等。

3)改善居室生态环境的绿色功能材料，如健康功能材料（抗菌材料、负离子内墙涂料）、调温内墙材料、调湿内墙材料、调光材料、电磁屏蔽材料等。

三、绿色建材在建筑业应用时的问题

1)最主要的问题是成本问题。作为一种先进的建筑材料，其成本不仅是由原料到完成时所需的费用，还要考虑到其研发过程中的费用以及开发之后的改进费用。这些都是需要研究人员在研究过程中仔细操作以及精简节约。

第2篇：土工合成材料功能范文

关键词：价值工程 土建施工 土建小木材料 应用

在金融危机影响下，很多施工企业为抑制效应下滑采取了多种措施。但是成本还是没有得到较大程度的控制、成本信息失真情况普遍。究其原因，还是主要因为缺乏有效地成本控制手段。本文针针对目前我国建筑施工企业在土建项目在土建施工，材料选择上提出以价值工程为依托的成本控制和降低成本措施，以及价值工程在土建小木材料选择上的应用。

一、 价值工程

价值工程源于价值分析。是指以功能分析为核心，力求用最低的寿命周期总成本，生产出在功能上能充分满足用户要求的产品、服务或工程项目，从而获得最大经济效益的有组织的活动。

功能分析是价值工程的核心，根本目的在于提高产品或项目的价值，分为降低成本和提高功能两个方面。在价值工程指导下提高价值的途径有以下几种：1、在功能一定的情况下，降低生产成本；2、成本不变，提高产品或工程的功能；3、功能在成本略有提高的前提下有更大幅度的提高；4、功能提高的同时，成本降低；5、成本功能有所降低的情况下有更大幅度的降低。换言之，价值工程的实质就是根据客观需要，确定产品必要功能，剔除产品不必要的功能，通过实现改进产品功能来达到降低成本提高产品功能，从而达到提高价值的目的。在土建施工中，就是要在施工过程，选材过程中选以价值工程为导向，争取取得降低成本，提高性能，或者经济效益的最大化。

二、 价值工程在土建施工、土建小木材料选择中的应用

建筑生产的劳动对象就是建筑材料。建筑材料包括未经建筑业加工的原始材料和经过其它行业或建筑业加工过的成品、半成品两大类。施建筑施工中材料的选择与工程质量的好坏和工程造价的高低有直接关系。在土建施工中，小木材料的用途也非常广泛，而且也是一大耗材。按照“技术上适用，经济上合理”原则，运用价值工程的原理和方法正确正确处理施工中的材料选择具有非常重要的现实意义。

（一） 在土建施工设计时对小木材料进行优选

根据土建施工对象的性质和特定的环境条件，选用的恰当小木材料是价值工程在选材中的核心。

1、施工设计人员在对小木材料进行选择时，应选用与设计要求功能相匹配的材料。施工设计人员应首先应考虑所选材料是否满足功能设计的要求。2、设计人员在进行土建小木材料选择时要考虑到国家材料产业发展的方针政策。与国外同行业相比，我国建筑材料生产 劳动生产率低、结构不合理、高能耗高污染高浪费等缺陷。因此在进行小木材料的选择时要尽量选用质地轻，强度高，重环保的小木材料。3、工程设计人员还应该有战略性思维和创新意识，在选择一种小木材料的时候要考虑到是否可以利用现有材料发展出新的成果或者有另外的作用，以提高利用价值。4、施工设计人员还要充分了解小木材料的市场和供应商，使用标准化产品，避免价格欺骗。

（二）在土建施工实施阶段最优化进行材料选择

在当今市场经济条件下，材料的选择空间广阔。同样材料有不同的厂家和不同的价格。因此，在施工阶段时，对土建小木材料的选择要进一步优化。

1、施工人员随时与建设各方沟通，深刻理解土建施工工程对小木材料的功能要求，并根据功能要求选用合适的材料 2、施工人员必须熟悉小木材料的性能和特点，在材料功能得到满足的前提下，考虑是否还可以有其他用途，争取对一个材料做到多种用途。3、在进行小木材料的选择时应注意对整个工程的材料供应过程的影响。考虑各种材料在采购、运输、储存、加工等方面的要求，实现组织成本降低。小木材料尽量选择本地产的，这样可以节约运输成本和施工时间。4、在施工中注意节约，提高材料的利用率。

（三）在土建施工中注意材料相关信息的收集整理

在土建小木材料选择中应用价值工程，工作人员要注意材料信息的收集和整理。例如每天的进货量，使用量，剩余量等，计算整理平均每天的使用量和工程进度的关系，计算有效利用率，合理安排材料的使用。确保材料信息的准确性、高效性、及时性、广泛性。防止有遗漏材料和偷盗材料的行为出现，确保工程成本控制。另外 ，工作人员通过收集信息还可以了解最新的材料价格和性能，各类供应商的情况和资料，以确保材料的购买能质优价廉。

参考文献:

[1] 周明荣.价值工程在土建施工土建项目材料选择中的应用[J].中国科技博览,2010,(1):281-281.

[2] 华国法.价值工程在土建施工方案选择中的应用[J].科技风,2011,(8):136,138.

第3篇：土工合成材料功能范文

关键词：材料质量 检测试验 多功能材料

近年来建筑工程事故屡见不鲜，究其主要原因多是材料质量不过关，材料是构成土木工程建筑物的物质基础，当然也是其质量基础。在土木工程中，从材料的生产、选择、使用和检验评定，到材料的存储、保管，任何环节的失误都可能造成工程的质量缺陷，甚至导致重大质量事故。

在一般土木工程的总造价中，与材料有关的费用占50%以上，而在实际工程中，材料的选择、使用及管理，对工程的成本影响很大。极大的利益面前，一些不法建筑商试图在材料上降低成本获取利益，而事实证明，材料是土木工程的质量基础。

那么，如何才能确保进场材料符合要求呢？下面以市政工程为例做一下介绍。

（一）重点试验内容：

1、原材料使用前的检测试验：重点加强钢筋、水泥、砂、石、砖、白灰、石灰粉煤灰混合砂砾的试验。

2、施工试验：重点为混凝土、砂浆试块制作及强度试验，土壤、路面结构层压实度试验，砖的抽检试验等。

3、使用功能试验：污水管道闭水试验、道路弯沉及压实度的试验。

4、原材料与构、配件检验记录；所用水泥、白灰、石灰粉煤灰砂砾、沥青混凝土、砂子、石子、页岩砖、各种管材、井盖、雨水篦子、各种预制构件的合格证、认证书、试验单必须齐全。

5、施工试验记录：水泥、砂子、石子、页岩砖等原材的试验单；混凝土、砂浆的配比单；混凝土试块强度统计评定表及混凝土抗压强度试验报告；石灰粉煤灰砂砾混合料的含灰量、含水量、无侧限抗压强度试验单。

6、沥青混凝土有沥青混合料厂提供的标准密度资料、沥青混凝土压实度记录、沥青混凝土摊铺测温记录。

（二）试验措施：

1、根据工程特点及地下管线、路床、路面进度，做好试验计划准备工作。

2、按施工规范规定，对原材料及时取样，及时送检，根据使用部位，按批量取样，并督促有关人员索取合格证。

3、按规定对回填分层、分步取样做压实度试验。

4、对工作要认真负责，试验、取样和制作要真实、具有代表性，填写的资料要清楚齐全。

5、每天做好试验日记，将每天的试验取样进行分析，试验取样项目填写清楚，编好号。

6、及时回收试验资料交给技术部资料员，做好交接记录。

（三）质量保证措施

1、为保证采购的原材料、成品及半成品满足工程质量要求，严格审 查供料方资质，所有使用的材料必须符合设计要求，原材料及成品、半成品进入现场要提供合格证及相关试验报告，对于进入现场的材料进行产品标识、状态标识、并及时送往有相应资质的试验室做材料复试。主要材料要经监理工程师确认后方可进场。

2、施工中严格执行持证上岗制度，项目经理、总工、施工员、质检人员、测量、试验人员及特殊工种均要取得上岗证，严禁无证上岗。

3、工程实行专业化施工，成立专业施工队伍，并在施工前进行专业知识、技术操作的培训。

4、项目经理部在现场设置测量队，中心试验室。测量队负责测量复核的管理工作，对重要轴线、水准点进行复核检验和竣工测量；试验室负责各种材料的进场检验及混凝土配合比提供和试块的制作、养护、送检等各种试验工作。

5、现场加工的构件以及委托构件厂加工的构件执行首件验收制度，要请监理工程师进行首件验收，合格后方可批量生产，在生产过程中随时进行抽查，以确保构件产品质量。

6、现场制作混凝土及砂浆应严格执行配比申请制度，在制作现场应有足够的计量设备，严格执行计量标准，并由专业计量员负责监督实施。

7、砌体工程施工的砂浆配比要准确，灰浆饱满、缝宽整齐均匀，抹面、勾缝无空鼓，砌筑牢固。

8、施工中认真抓好测量工作的管理，组织测量人员使用先进的测量仪器，运用科学的测量手段，做好全线测量工作，严格控制轴线、标高的检查工作，保证各项工程位置、高程准确，符合设计要求。对已完工的管线及时做好竣工测量。

9、工程施工中做好原始记录，材料试验及见证试验及工序自检等质量保证资料。竣工后，向招标单位和城建档案馆提交真实完整的竣工资料。

10、各项施工记录，必须及时、准确，真实、认真填写，严禁弄虚作假。发现质量问题要及时向有关部门反映，不得隐瞒不报或擅自处理，并由技术负责人制定相应的纠正措施，并监督施工人员实施。

11、认真做好技术交底工作，并切实起到指导施工的目的，并根据相关工序的关键项目制定预防措施，以避免质量问题的出现。

随着社会的进步，人们对材料的要求已经不仅仅局限于质量，健康、环保成为人类的共同愿望和正当要求。建筑功能材料作为建材活跃的一大类，重要的发展方向就是绿色。所谓绿色建材又称生态建材、环保建材等，其本质内涵是相通的，即采用清洁生产技术，少用天然资源和能源，大量使用工农业或城市废弃物生产无毒无害、无污染、达生命周期后可回收在利用，有利于环境保护和人类健康的建筑材料。在当前的科学技术和社会生产力条件下，已经可以利用各类工业废渣生产水泥、砌块、装饰混凝土等：利用废弃的泡沫塑料生产保温墙体材料：利用无机抗菌剂生产各种抗菌涂料和建筑陶瓷等各种新型绿色功能建筑材料。

第4篇：土工合成材料功能范文

【关键词】建筑施工；施工技术；相变材料

传统的材料性能是固定的，相变材料是与这些材料相对，具有诸能功能的材料，它的英文描述为PhaseChangeMaterial，简称PCM。在建筑节能中应用相变材料，能利用材料的性能使建筑具有节能的功能。

1相变材料发展及在建筑节能工程中的特性

在20世纪60年代，美国宇航局为了发展航空技术开发了相变材料，以后这种材料被广泛的应用在太阳能利用、采暖和制冷、供电系统优化、医学工程、储热建筑工程领域中。相变材料的第一个特点为形态多样化，相变材料既可以固态的形式出现，又可以液态的形式出现，它便于生产、便于利用，应用的领域非常广泛；相变材料的第二个特点为恒定的特点，就是指无论相变材料在作业状态还是非作业状态，只要在它的相变范围内，它的状态就是恒定的，这种高稳定性能令它被人们频繁的使用；相变材料的第三个特点为具有其它物质状态的特点，即在相变材料的诸能范围内，它能吸收周围环境多余的能量，待环境改变后释放能力，这是相变材料最重要的特点，也是它被人们使用的主要原因。

2相变材料发展及在建筑节能工程中的分类

相变材料根据材料构成来分类，可分为无机相变材料、有机相变材料、复合相变材料。无机相变材料根据构成可为结晶水合盐构成、熔融盐类构成、金属相变材料构成、多元混合物质构成。有机相变材料根据构成可分为多元混合物构成（包含石蜡烷烃混合物及脂酸类这两种物质构成）、低共溶共晶混合物构成、其它有机物质构成。复合相变材料根据构成可分为高分子复合材料构成、微胶囊体复合材料构成、纳米复合材料构成。过去人们采用无机相变材料或有机相变材料，后来人们发现复合材料可以发挥两种相变材料的优势，克复相变材料的劣势，于是复合相变材料是目前被广泛应用的材料。相变材料根据形式来分，可分为固固相变、固液相变、固气相变、液气相变这四种形式。固气相变与固液相变对应用环境的要求较高，目前还被液究及开发中，较少在建筑施工领域中应用。不同熔点的相变材料被应用在建筑施工中不同的领域范围里。比如熔点为0~8℃及15~22℃的相变材料，一般应用在制冷的领域中；熔点为19~28℃的相变材料，一般应用在建筑围护结构中；熔点为30~55℃的相变材料，一般应用在地板采暖系统中；熔点为40~50℃的相变材料，一般应用在热泵蓄热系统中。

3相变材料发展及在建筑节能工程中的应用

3.1相变储能墙板

这是在80年代开发出的一种墙板。这种墙板的基材为石高、混凝土材料、保温隔热材料。这种墙板可以作为建筑物的围护结构，起到诸热、散热调节温度的作用。建筑围护结构应用了相变材料后，增加了围护结构的惰性，令建筑物的室内环境变得更舒服。

3.2相变储能混凝土

这是一种以混凝土材料为基材，混合有复合相变材料的智能混凝土。这种混凝土材料作为建筑物的外墙，可让建筑物具备节能的功能。相变混凝土材料之所以有储能的功能，是由于混凝土材料中混入了复合相变材料，这种材料本身会让混凝土的性质产生巨大的变化。混凝土施工中最常出现的质量问题为裂缝问题，如果混凝土材料裂缝过多，施工成品的质量就会出现问题。而混凝土出现裂缝的重要原因是混凝土材料易出现内外温差大的问题，特别是大型混凝土材料极易出现内外温差大的问题。如果在混凝土材料中添加了复合相变材料，它能智能的调节混凝土的温度，令混凝土内外温差恒定。目前相变混凝土的研发还存在一些技术问题，还需要继续研究。

3.3建筑保温隔热材料

如果在建筑保温隔热材料中添加相变材料，可强化保温隔热材料的性能。在保温隔热材料中加入相变材料有几种优势。第一种优势，发挥相变材料的特点，强化建筑保温隔热才料的性能；第二种优势，相变材料具有质轻的特点，应用相变材料可降低保温隔热材料的质量，便于施工单位施工；第三种优势，相变材料具有粘结能力强、耐久性强、强度高的特点，它能提高建筑保温隔热材料的整体质量。

3.4相变砂浆材料与涂料

这是在建筑砂浆材料及涂料中混合相变材料，使砂浆材料与涂料具备储能的性能。目前已经有多孔超细SIO2材料制作而成的复合相变隔热涂料，这种涂料比普通的涂料生产成本低、隔热性能强，以后会被广泛应用。

3.5相变蓄热地板

相变储热地板是指在铺设地板时，在地板材料中添加相变材料，使地板材料变成电加热相变蓄热地板，这种地板可以使用较少的能耗释放较多的热能，并且放热均匀、垂直温度梯度小，应与人体逐渐适应外部环境的节奏同步，能够令环境变得更舒服。我国南方大部分地区没有集中供暖的系统，如果在南方的建筑施工中应用相变蓄热地板，就可令南方的建筑具有冬暖夏凉的性能。

4总结

虽然相变材料具有生产成本小、应用领域广泛、储能性能高、无毒无腐蚀性、无异味、无降解的特点，可是相变材料的应用还存在一些问题。其中最主要的三个问题为相变材料的耐久性问题，部分相变材料有应用的年限，超过应用年限即失去储能的性能；相变材料与基体的相容性的问题，部分相变材料不能与基体材料融合，应用中会破坏建筑施工基体材料；相变材料的封装问题，如果相变材料泄露，建筑本身会失去储能的功能，并且相变材料会污染环境。虽然相变材料的应用还存在种种问题，但是在建筑施工中人们会逐渐加大相变材料应用的范围及比例，这是未来建筑施工技术发展的趋势。施工单位要结合施工项目的要求、施工成本、施工技术选择适合的相变材料，应用材料优化建筑施工的质量。

【参考文献】

[1]杜嘉雯,李勋峰.石蜡/膨胀石墨复合相变保温砂浆的制备及性能研究[J].建筑与文化.2015(12)

[2]曹洪吉,刘伟.相变材料在建筑上应用现状[J].江苏建筑.2013(06)

[3]杨茹,万勇,杨懿政,魏超.有机相变材料在建筑节能中的应用[J].材料导报.2015(S1)

第5篇：土工合成材料功能范文

 

   关 键 字:智能-混凝土  

随着现代材料科学的不断进步，作为最主要的建筑材料之一的混凝土已逐渐向高强、高性能、多功能和智能化发展。用它建造的混凝土结构也趋于大型化和复杂化。然而混凝土结构在使用过程中由于受环境荷载作用。疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故。为了有效地避免突发事故的发生，延长结构的使用寿命，必须对此类结构进行实时的“健康”监测，并及时进行修复。现有的无损检测方法，如声波检测x射线及c扫描等，只能定性检测，而不能定量、数据化处理，更主要的是不能实现实时监测。因而对结构内部状态的监测和损伤估计还比较困难，甚至是不可能的。传统的混凝土结构的维修方式主要是在损伤部位进行外部的加固，而对损伤的原结构进行维修比较困难，尤其是对结构内部的损伤修复更是非常困难。随着现代社会向智能化的发展，这种停留在被动和计划模式的检测与修复方式已不能适应现代多功能和智能建筑对混凝土材料提出的要求。因此，研究和开发具有主动、自动地对结构进行自诊断、自调节、自修复、恢复的智能混凝土已成为结构一功能（智能）一体化的发展趋势[1] 

1 智能混凝土的定义和发展历史 

智能材料，指的是“能感知环境条件，做出相应行动”的材料。它能模仿生命系统，同时具有感知和激励双重功能，能对外界环境变化因素产生感知，自动作出适时。灵敏和恰当的响应，并具有自我诊断、自我调节、自我修复和预报寿命等功能。智能混凝土是在混凝土原有组分基础上复合智能型组分，使混凝土具有自感知和记忆，自适应，自修复特性的多功能材料。根据这些特性可以有效地预报混凝土材料内部的损伤，满足结构自我安全检测需要，防止混凝土结构潜在脆性破坏，并能根据检测结果自动进行修复，显著提高混凝土结构的安全性和耐久性。正如上面所述，智能混凝士是自感知和记忆、自适应。自修复等多种功能的综合，缺一不可，以目前的科技水平制备完善的智能混凝土材料还相当困难。但近年来损伤自诊断混凝土、温度自调节混凝土。仿生自愈合混凝土等一系列智能混凝土的相继出现；为智能混凝土的研究打下了坚实的基础。 

1.1 损伤自诊断混凝土 

自诊断混凝土具有压敏性和温敏性等自感应功能。普通的混凝土材料本身不具有自感应功能，但在混凝土基材中复合部分其它材料组分使混凝土本身具备本征自感应功能。目前常用的材料组分有：聚合类、碳类、金属类和光纤。其中最常用的是碳类、金属类和光纤。下面主要介绍2种当前研究比较热门的损伤自诊断混凝土。 

1.1.1　碳纤维智能混凝土 

碳纤维是一种高强度、高弹性且导电性能良好的材料。在水泥基材料中掺入适量碳纤维不仅可以显著提高强度和韧性，而且其物理性能，尤其是电学性能也有明显的改善，可以作为传感器并以电信号输出的形式反映自身受力状况和内部的损伤程度。将一定形状、尺寸和掺量的短切碳纤维掺入到混凝土材料中，可以使混凝土具有自感知内部应力、应变和操作程度的功能。通过观测，发现水泥基复合材料的电阻变化与其内部结构变化是相对应的。碳纤维水泥基材料在结构构件受力的弹性阶段，其电阻变化率随内部应力线性增加，当接近构件的极限荷载时，电阻逐渐增大，预示构件即将破坏。而基准水泥基材料的导电性几乎无变化，直到临近破坏时，电阻变化率剧烈增大，反映了混凝土内部的应力一应变关系。根据纤维混凝土的这一特性，通过测试碳纤维混凝土所处的工作状态，可以实现对结构工作状态的在线监测[2]。在入碳纤维的损伤自诊断混凝土中，碳纤维混凝土本身就是传感器，可对混凝土内部在拉、压、弯静荷载和动荷载等外因作用下的弹性变形和塑性变形以及损伤开裂进行监测。试验发现，在水泥浆中掺加适量的碳纤维作为应变传感器，它的灵敏度远远高于一般的电阻应变片。在疲劳试验中还发现，无论在拉伸或是压缩状态下，碳纤维混凝土材料的体积电导率会随疲劳次数发生不可逆的降低。因此，可以应用这一现象对混凝土材料的疲劳损伤进行监测。通过标定这种自感应混凝土，研究人员决定阻抗和载重之间的关系，由此可确定以自感应混凝土修筑的公路上的车辆方位、载重和速度等参数，为交通管理的智能化提供材料基础。 

碳纤维混凝土除具有压敏性外，还具有温敏性，即温度变化引起电阻变化（温阻性）及碳纤维混凝土内部的温度差会产生电位差的热电性（seebeck效应）。试验表明，在最高温度为70℃，最大温差为15℃的范围内，温差电动势（e）与温差t之间具有良好稳定的线性关系。当碳纤维掺量达到一临界值时，其温差电动势率有极大值，且敏感性较高，因此可以利用这种材料实现对建筑物内部和周围环境变化的实时监控；也可以实现对大体积混凝土的温度自监控以及用于热敏元件和火警报警器等可望用于有温控和火灾预警要求的智能混凝土结构中。 

碳纤维混凝土除自感应功能外，还可应用于工业防静电构造。公路路面、机场跑道等处的化雪除冰。钢筋混凝土结构中的钢筋阴极保护。住宅及养殖场的电热结构等。 

1.1.2 光纤传感智能混凝土 

光纤传感智能混凝土[3]，即在混凝土结构的关键部位埋人入纤维传感器或其阵列，探测混凝土在碳化以及受载过程中内部应力、应变变化，并对由于外力、疲劳等产生的变形、裂纹及扩展等损伤进行实时监测。光在光纤的传输过程中易受到外界环境因素的影响，如温度、压力、电场、磁场等的变化而引起光波量如光强度、相位、频率、偏振态的变化。因此人们发现，如果能测量出光波量的变化，就可以知道导致光波量变化的温度、压力、磁场等物理量的大小。于是，出现了光纤传感技术。近年来，国内外进行了将光纤传感器用于钢筋混凝土结构和建筑检测这一领域的研究，开展了混凝土结构应力、应变及裂缝发生与发展等内部状态的光纤传感器技术的研究，这包括在混凝土的硬化过程中进行监测和结构的长期监测。光纤在传感器中的应用，提供了对土建结构智能及内部状态进行实时、在线无损检测手段，有利于结构的安全监测和整体评价和维护。到目前为止，光纤传感器已用于许多工程，典型的工程有加拿大caleary建设的一座名为beddington tail的一双跨公路桥内部应变状态监测；美国winooski的一座水电大坝的振动监测；国内工程有重庆渝长高速公路上的红槽房大桥监测和芜湖长江大桥长期监测与安全评估系统等。 

1.2 自调节智能混凝土 

自调节智能混凝土具有电力效应和电热效应等性能。混凝土结构除了正常负荷外，人们还希望它在受台风、地震等自然灾害期间，能够调整承载能力和减缓结构振动，但因混凝土本身是惰性材料，要达到自调节的目的，必须复合具有驱动功能的组件材料，如：形状记忆合金（sma）和电流变体（er）等。形状记忆合金具有形状记忆效应（sme），若在室温下给以超过弹性范围的拉伸塑性变形，当加热至少许超过相变温度，即可使原先出现的残余变形消失，并恢复到原来的尺寸。在混凝土中埋入形状记忆合金，利用形状记忆合金对温度的敏感性和不同温度下恢复相应形状的功能，在混凝土结构受到异常荷载于扰时，通过记忆合金形状的变化，使混凝土结构内部应力重分布并产生一定的预应力，从而提高混凝土结构的承载力。 

电流变体（er）是一种可通过外界电场作用来控制其粘性、弹性等流变性能双向变化的悬胶液。在外界电场的作用下，电流变体可于0.1ms级时间内组合成链状或网状结构的固凝胶，其初度随电场增加而变调到完全固化，当外界电场拆除时，仍可恢复其流变状态。在混凝土中复合电流变体，利用电流变体的这种流变作用，当混凝土结构受到台风，地震袭击时调整其内部的流变特性，改变结构的自振频率、阻尼特性以达到减缓结构振动的目的。 

有些建筑物对其室内的湿度有严格的要求，如各类展览馆、博物馆及美术馆等，为实现稳定的湿度控制，往往需要许多湿度传感器、控制系统及复杂的布线等，其成本和使用维持的费用都较高。日本学者研制的自动调节环境温度的混凝土材料自身即可完成对室内环境湿度的探测，并根据需要对其进行调控。这种混凝土材料带来自动调节环境湿度功能的关键组分是沸石粉。其机理为：沸石中的硅酸钙含有（3－9）x10－10m的孔隙。这些孔隙可以对水分、n0x和 s0x气体选择性的吸附。通过对沸石种类进行选择，可以制备符合实际应用需要的自动调节环境湿度的混凝土复合材料。它具有如下特点：优先吸附水分；水蒸气压力低的地方，其吸湿容量大；吸、放湿与温度相关，温度上升时放湿，温度下降时吸湿。 

1.3 自修复智能混凝土 

混凝土结构在使用过程中，大多数结构是带缝工作的。混凝土产生裂缝，不仅强度降低，而且空气中的co2、酸雨和氯化物等极易通过裂缝侵人混凝土内部，使混凝土发生碳化，并腐蚀混凝土内的钢筋，这对地下结构物或盛有危险品的处理设施尤为不利，一旦混凝土发生裂缝，要想检查和维修都很困难。自修复混凝土就是应这方面的需要而产生的。在人类现实生活中可以见到人的皮肤划破后，经一段时间皮肤会自然长好，而且修补得天衣无缝；骨头折断后，只要接好骨缝，断骨就会自动愈合。自愈合混凝土[4]就是模仿生物组织，对受创伤部位自动分泌某种物质，而使创伤部位得到愈合的机能，在混凝土传统组分中复合特性组分（如含有粘结剂的液芯纤维或胶囊）在混凝土内部形成智能型仿生自愈合神经网络系统，模仿动物的这种骨组织结构和受创伤后的再生、恢复机理。采用粘结材料和基材相复合的方法，使材料损伤破坏后，具有自行愈合和再生功能，恢复甚至提高材料性能的新型复合材料。在日本，以东北大学三桥博三教授为首的日本学者将内含粘结剂的胶囊或空心玻璃纤维掺入混凝土材料中，一旦混凝土在外力作用下发生开裂，部分胶囊或空心玻璃纤维破裂，粘结液流出并深人裂缝。粘结液可使混凝土裂缝重新愈合。美国伊利诺伊斯大学的carolyn dry在1994年采用类似的方法，将在空心玻璃纤维中注人缩醛高分子溶液作为粘结剂埋人混凝土中使混凝土具有自愈合功能。在此基础上carolyn dry还根据动物骨骼的结构和形成机理，尝试制备仿生混凝土材料，其基本原理是采用磷酸钙水泥（含有单聚物）为基体材料，在其中加人多孔的编织纤维网。在水泥水化和硬化过程中，多孔纤维释放出聚合反应引发剂与单聚物聚合成高聚物，聚合反应留下的水分参与水泥水化。这样便在纤维网的表面形成大量有机与无机物，它们相互穿插粘结，最终形成的复合材料是与动物骨骼结构相似的无机与有机相结合的材料，具有优异的强度及延性等性能。而且在材料使用过程中，如果发生损伤，多孔有机纤维会释放高聚物，愈合损伤。 

2 智能混凝规究现状和应注意的问题 

前面所述的自诊断、自调节和自修复混凝土是智能混凝土研究的初级阶段，它们只具备了智能混凝土的某一基本特征，是一种智能混凝土的简化形式。因此有人也称之为机敏混凝土。然而这种功能单一的混凝土并不能发挥智能混凝土作用，目前人们正致力于将2种以上功能进行组装的所谓智能组装混凝土材料的研究。智能组装混凝土材料是将具有自感应、自凋节和自修复组件材料等与混凝土基材复合并按照结构的需要进行排列，以实现混凝土结构的内部损伤自诊断、自修复和抗震减振的智能化。 

智能混凝土具有广阔的应用前景，但作为一种新型的功能材料，如果投入实际工程，还有很多问题需要进一步地研究：如碳纤维混凝土的电阻率稳定性、电极布置方式、耐久性等；光纤混凝土的光纤传感阵列的最优排布方式；自愈合混凝土的修复粘结剂的选择。封人的方法以及愈合后混凝土耐久性能的改善等。解决上述一系列问题将对智能混凝土今后的发展产生深远的影响。为促进智能混凝土研究工作的顺利开展有必要就以下几点形成共识： 

（1）开发应有针对性。所谓针对性就是要针对混凝土性能发生恶化和结构发生破坏等现象，考虑不同的智能方法，如针对这些现象，设想开发出一种能应对所有这些情况的手段是很困难的，因此，缩小智能化范围，以某种功能为对象，从而开发出相对最适应的方法是必要的。 

（2）实施中应具有可行性。浇注混凝土多在施工现场进行，因而作为智能混凝土的施工方法，对其技术与工艺要求不能过高。应以原有工艺为基础开发相应的较为简单的方法。选用的材料应具有化学稳定性，要有利于安全使用，不挥发任何有刺激的气味和其它有害物质，并能大量应用而且成本较低。 

（3）设计应具有综合性。采用智能化，虽然可以提高材料的耐久性，但也会带来负面作用。如由于使用了某种材料虽然能对某种恶化现象进行控制和改善，但是否会对强度等其它性能有所影响，所有这些正反两方面的问题都必须在判断和设计时进行综合考虑和权衡。 

第6篇：土工合成材料功能范文

1．1价值工程对象的选择价值工程对象的选择，应重点突出，根据产品的自身特点和目标，有针对性地选择那些在改善价值上有较大潜力，可以取得较大经济效益的服务或项目以及占收入或成本比重大的项目。以福清核电工程为例，常规岛C35S混凝土配合比见表1。根据混凝土配合比及现场实际情况，计算出混凝土成本，见表2。其中:材料费计取中，砂石损耗按2%;其他材料损耗按1%计取;材料采保费均按1．8%计取，砂含水率按6%计取，小石含水率按1．5%计取，大石含水率按1%计取。机械费用中生产设备摊销费是指搅拌机组、冷水机、制冰机的摊销费用，摊销按95%，90万m3摊销。设备运行费指运输设备的摊销及生产设备和运输设备的修理费，燃料动力费及其他费用。根据价值工程选择对象的原则，选择对混凝土成本有较大影响的原材料、生产人员、生产设备摊销、设备运行、现场管理五个影响因素为价值工程对象。

1．2系统分析与评价首先用01评分法进行影响因素重要性次序的评价，如表3所示。进一步用百分制度评定影响因素的功能系数，评定要点是按每人评分的多少进行排列，4位专家的评分结果，见表4。计算5项影响因素的成本系数，见表5。根据表4中的功能系数及表5中的成本系数计算影响因素的价值系数，见表6。1)原材料及生产人员的价值系数小于1，表明其影响因素的现实成本大于功能评价值，是主要改进对象;2)现场管理价值系数大于1，表明现场管理在满足其功能的条件下成本已较低，不是价值分析的主要目标;3)生产设备摊销、设备运行及现场管理的价值系数大于1，表明其功能现实成本低于功能评价值。尤其生产设备摊销的价值系数为5．000，价值系数离1越远功能与成本的匹配越差，说明生产设备摊销的匹配值需要重点分析与调整。

1．3改进措施根据以上分析及福清核电现场实际情况，做出以下分析并提出改进措施:1)原材料的价值分析及改进。由于核电工程的特殊性，对混凝土的性能要求非常严格，原材料的质量必须满足混凝土的性能要求，不存在功能过剩情况，因此，原材料价值系数小于1的原因是原材料成本偏高。为了降低原材料成本，可采取以下措施:a．合理选择供应商。在满足质保要求的前提下，优先选用离搅拌站现场较近的材料供应商，以减少材料的运输费用和运输损耗;b．优化混凝土配合比。如通过掺加高效减水剂、掺合料等措施来优化混凝土性能，降低原材料成本;c．加强现场材料管理，降低仓储损耗，以减少不必要的损耗和浪费。2)生产人员的价值分析及改进。合理配置生产人员，通过培训提高生产人员技术素质和操作水平，在满足生产需要的前提下，适当的减少生产人员数量，以降低生产人员成本费用。3)生产设备摊销，设备运行的价值分析及改进。对于价值系数大于1的因素，应该对具体情况加以分析。在本例中，福清核电搅拌站生产的混凝土的各项性能、合格率完全满足核电建设的需要。但有部分生产设备是进口设备，而在其他应用国产搅拌站生产设备的核电工程中，可以看出用国产设备生产的混凝土各项性能并不比进口设备生产的混凝土性能差，能够满足核电混凝土技术要求。因此可以得出本例中生产设备摊销和设备运行价值系数偏高的原因在于有不必要的功能存在，但对于已建成的搅拌站，更换设备费用相对较大，并不经济，只能在要求不高的搅拌站配件的采购及设备的维护保养方面采取措施以降低费用，但在新建搅拌站的设计及设备选用中可考虑使用性价比更高的国产设备。而设备的运行，应该根据实际情况，降低设备运行成本，并根据生产任务及施工进度合理配置，严控油料消耗，优化运输路径，以降低费用。

2结语

第7篇：土工合成材料功能范文

关键词：建筑材料 环保 可持续发展

引言：调查证实，在现代城市中，室内空气污染的程度比户外高出很多倍，更重要的是80%以上的城市人口，七成多的时间在室内度过，而儿童、孕妇和慢性病人，因为在室内停留的时间比其他人群更长，受到室内环境污染的危害就更加显著，特别是儿童，他们比成年人更容易受到室内空气污染的危害。？夏季是室内空气污染的高峰期，随着室温的升高，各种建筑材料和家具中的有害气体的释放量也随之增加。据有关资料显示，室内温度在30°C时，室内有害气体释放量最高。甲醛的沸点为19°C，往往秋冬季节感觉没有污染的房屋在夏季会感觉气味很大。甲醛已经被世界卫生组织确定为一类致癌物，并且认为甲醛与白血病发生之间存在着因果关系。目前甲醛是我国新装修家庭中的主要污染物，儿童是室内环境污染的高危人群，甲醛污染与儿童白血病之间的关系应该引起全社会关注。显然，积极倡导绿色建材势在必行、刻不容缓。

一、 绿色建材的分类

1、 气环境材料-净化空气材料

2、 水环境材料-净化水材料

3、 地环境材料-改良土地、利用废渣

4、 循环材料-零排放废气、废水和废渣

5、 保健环境材料

1）空气净化建材

2）饮水净化材料

3）保健抗菌材料

4）健康功能材

二、常见的绿色建材在建筑业中的应用

1、新型绿色墙体材新型墙体材料指的是用混凝土、水泥、砂等硅酸质材料，有的再掺加部分粉煤灰、煤矸石、炉渣等工业废料或建筑垃圾经过压制或烧结、蒸压等制成的非粘土砖、建筑砌块及建筑板材，一般具有保温、隔热、轻质、高强、节土、节能、利废、保护环境、改善建筑功能和增加房屋使用面积等一系列优点，其中相当一部分品种属于绿色建材。

2、新型绿色结构材料

结构材料主要包括木材、石材、粘土砖、钢材和混凝土。

1）木材和石材这两种材料是自然界提供给人类最直接的建筑材料，通过简单的加工就可以直接运用于建筑，如果合理的利用，上述两种材料可谓是最天然的绿色建筑材料。所谓合理利用，既是生产与消耗相平衡，不要不加节制的肆意开采。我国是森林资源比较匮乏的国家，但是我国的竹类资源比较丰富，因此可以考虑用竹资源来替代木材。

2）粘土砖虽然能耗很低，但是它是以破坏良田为代价而且是不可恢复的，因此它是最不绿色的建筑材料，目前粘土砖已经被禁止使用和生产。既然粘土砖被禁用，相应的我们也找到了它的良好的替代品，那就是利用工业废渣来替代粘土。由于工业废渣来源丰富，并且其力学性能普遍优于粘土砖，另外它还可以满足不同环境下的使用需求，其应用更加广

泛。

3）钢材是不可替代的一种建筑材料。由于钢材的不可替代性，因此“绿色钢材”成为了主要研究发展的目标。“绿色钢材”的主要发展方向是在生产过程中如何提高钢材的绿色指标上下功夫，研究发展新的技术、新的生产工艺，努力降低生产能耗，减少污染物排放对生产过程中产生的废弃物资源化，加快钢材的绿色化进程。

4）混凝土是由水泥和集料组成的一种复合材料，它的生产能耗主要是由水泥的生产能耗造成的。绿色混凝土，指既能减少对地球环境的负荷，又能与自然生态系统协调共生，为人类构造舒适环境的混凝土材料，即可理解为：节约资源、能源，不破坏环境，更有利于环境。一般说来，绿色混凝土应具有比传统混凝土更高的强度和耐久性，可以实现非再生性资源的可循环使用和有害物质的最低排放，既能减少环境污染，又能与自然生态系统协调共生。传统的水泥生产需要消耗大量的资源和能量，并且还会对环境造成不同程度的污染。因此，水泥生产工艺的改善是绿色混凝土得以发展的重要基石。绿色混凝土主要包含以下种类：1？绿色高性能混凝土将高性能混凝土与环境保护、生态保护和可持续发展结合起来考虑，则成为绿色高性能混凝土。真正的绿色高性能混凝土应该是节能型混凝土，所使用的水泥必须为绿色水泥。采用无熟料水泥或免烧水泥配制混凝土，就能显著降低能耗，达到节能的目的。2再生骨料混凝土再生骨料混凝土指以废混凝土、废砖块、废砂浆作骨料，加入水泥砂浆拌制的混凝土。可将废混凝土经过特殊处理工艺制成再生骨料，用其部分或全部代替天然骨料配制成再生混凝土。利用再生骨料配制再生混凝土是发展绿色混凝土的主要措施之一，可节省建筑原材料的消耗，保护生态环境，有利于混凝土工业的可持续发展。

3环保型混凝环保型的混凝土成为了混凝土的主要发展方向，其主要包括：低碱混凝土、透水混凝土。

3、新型绿色功能材料绿色功能材料主要体现在以下三个方面：

1） 节能功能材料。如各类的绿色保温隔热材料。1980年以前，我国保温材料的发展十分缓慢，无论从产品品种、规格还是质量等各方面来看，都不能满足国家建设的需求，与国外相比更是落后。自改革开放以来。我国隔热型建筑材料有了长远的进步。目前已发展成为品种齐全，初见规模的保温材料的生产和技术体系。目前还有节能保温玻璃如中空玻璃、太阳能热反射玻璃等。

2） 充分利用天然能源的功能材料。比如将太阳能发电、热能利用与建筑外墙材料、窗户材料、屋面材料和构件一体化，从而形成一种崭新的建筑材料，成为建筑材料发展的新方向。

3） 改善居室生态环境的绿色功能材料。

第8篇：土工合成材料功能范文

土工合成材料是土木工程应用的合成材料的总称，属新型土木工程材料。土工合成材料从学科上分属于高分子材料学科，从应用工程上分属于土木工程。作为一种土木工程材料，它以人工合成的聚合物（如塑料、化纤、合成橡胶等）为原材料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各种土体之间，发挥加强或保护土体的作用，具有反滤、排水、隔离、防渗、防护、加筋等多种功能。土工合成材料是继木材、钢筋和水泥的第四种建筑材料。目前，土工合成材料的应用范围已遍及水利、水电、水运、公路、铁路、港口、建筑、采矿、钢铁及军工等工程的各个领域。

土工格栅系土工合成材料中的一种，其按材质不同分为塑料拉伸格栅、钢塑格栅、玻璃纤维格栅和涤纶经编格栅。，它具有优越的加筋性能，可以广泛应用于铁路、公路、水利及环保工程等领域，用于加筋土地基、土边坡、土挡墙、土桥台、河岸和路堤，同时对于边坡生态防护、加筋路面抗裂和高速公路路基不均匀沉降控制起到很好的作用，对于提高工程质量，缩短施工周期，节约工程成本，延长大型基础设施寿命起到了关键性作用。

二、塑料土工格栅

在土工格栅中，塑料土工格栅和涤纶经编土工格栅是应用最广泛的格栅类土工合成材料，也是发展最快的土工格栅产品；而玻纤土工格栅和钢塑土工格栅的应用范围相对较小，发展偏缓。塑料拉伸格栅是用聚丙烯、聚乙烯等高分子聚合物经热塑或模压而成的二维网格状或具有一定高度的三维立体网格屏栅。上世纪80年代初期在英国开发成功，目前国内塑料土工格栅的生产厂家有20多家，但专业塑料土工格栅生产厂家不到10家，所生产的格栅大部分用于公路与铁路铺设及相关挡土墙、边坡防护、桥台等工程。2009年我国塑料土工格栅的消费量达到了1.4亿平方米。

土工格栅市场在四种土工格栅竞争中不断拓展。近年来，土工格栅的用量增长较快。2008年我国土工格栅市场规模20.75亿元。2009年我国土工格栅市场规模达26.07亿元。四类土工格栅中，塑料土工格栅面市时间最早，尽管在经编、玻纤和钢塑土工格栅进入市场时，塑料土工格栅的市场受到了较大冲击，但从近年来的市场接受情况看，随着塑料加工技术的突飞猛进，塑料土工格栅性能大大提升，其优越性能又重新得到市场的认可，市场增长较快。据相关统计，2009年塑料土工格栅市场规模达14.28亿元，在整个土工格栅使用量中所占比例接近55%。

三、土工格栅的市场及应用

土工格栅在工程基建中的作用已得到广泛的认可，根据铁道部、交通部、水利部颁布的《土工合成材料应用技术规范》（GB50290-98）、《铁路路基土工合成材料应用设计规范》（TB10118-2008J532-2006）、《铁路路基工程施工质量验收标准》、《铁路路基设计规范》、《公路土工合成材料应用技术规范》（JTJ/T019-98）、《公路软土地基路堤设计与施工技术规范》、《公路沥青路面设计规范》、《公路水泥混凝土路面设计规范》、《水利水电工程土工合成材料应用技术规范》（SL/T225-98）等设计、施工规范文件，土工合成材料及土工格栅可用于涉及交通领域的公路、铁路、民航机场建设等多个领域的施工建设。随着我国在铁路、公路及市政工程市场、水利投资等各项工程上大力投资，土工格栅的需求量将逐年增加。

1）铁路市场

《国家铁路“十二五”发展规划》中提出到到2015年，全国铁路营业里程达12万公里左右，其中西部地区铁路5万公里左右。西部地区城市密度和人口密度较小，铁路建设中路基里程较多，对土工合成材料的需求量会增加。

同时，《国家铁路“十二五”发展规划》提出加强绿色铁路建设，扩大新能源、新产品、新材料的应用，积极推广节地、节材技术，这些要求为土工合成材料提供了机会。

2）公路及市政工程市场

土工合成材料在公路工程中应用比较广泛，公路中主要采用土工合成材料来解决沥青路面反射裂缝病害问题，同时公路中隧道、挡墙比较多，所以应用的土工膜、土工格栅比较多，城市内的市政道路建设也采用土工合成材料，以减少道路返修率。港口建设、航道建设、机场建设等各项建设工程都需要使用土工合成材料，主要使用：土工格栅、非织造布、土工膜等土工合成材料。。

《高速公路“十二五”发展规划》中提出到2015年国地两网高速公路共计通车里程约达14万公里，5年建成国家高速公路网3.5万公里；这些工程项目增加了土工合成材料的需求。

3）水利市场

第9篇：土工合成材料功能范文

随着水利工程建设的不断发展，与水利工程相关的技术工艺也都在不断提高，新型材料施工技术也不断应用到了水利工程的建设当中。在水工建筑项目施工的过程里，土工合成材料因为具有施工效果好、成本低、抗腐蚀性、防渗性等优点得到了越来越广泛的应用和提升，与此同时，土工合成材料的应用也让水利工程建设的工程质量变得越来越有保障。

2土工合成材料

2．1意义与特点

作为土工工程材料当中的一种常见材料的土工合成材料，其是利用人工制造合成的聚合物作为原始材料，继而通过加工制造成各式合成产品，在施工的时候固定在岩石或土体表面或者里面来达到加强土体结构强度目的，并让土体结构有足够的保障且更加稳定。土工合成材料中的土工主要指的是岩石工程与土工工程，而合成材料即是通过合成材料加工制造出来的合成产品。土工合成材料在岩石与土工工程中的应用很广泛。通常来说，制造合成产品的原材料主要是高分子聚合物，且大部分是从煤、石油、天然气等提炼出来，再通过后续的加工将其处理成合成材料，继而制作成合成产品。土工合成材料在岩石工程、土工工程当中的应用，带来了很多方便之处。与类似的建筑施工材料进行对比，土工合成材料拥有施工效果好、施工成本低、自重轻等优点，此外，它还具有很好的抗腐蚀性，能够提高工程或产品的使用寿命。

2．2适用范围

因为土工合成材料的功能特性，其在水工建筑物施工中的应用尤为广泛，这也是缘于水利工程的基础、防渗墙结构等，使得它能够得到很好的施工效果并且能够让施工的成本与造价在一定程度上降低。水利工程基础建设的投资逐年加大，工程建设的规模和数量也同样不断在增加，在这样的情况下，如何保障施工的质量、发挥工程的防洪排涝功能，增加使用寿命等都是现阶段面对的重要的问题。土工合成材料的运用，无疑能够在一定程度上发挥出作用，促进水利工程建设事业的发展。

3水利工程中土工合成材料的应用和施工方法

3．1水利工程中水工合成材料的应用

(1)防渗。防渗亦即是防止流体渗透流失，在水利工程中的防渗可以利用复合土工膜来达到效果。一般情况下，水利工程都会有大量引水蓄水的工程建设，一般防渗处理最为重要，而土工合成材料具有很好的防渗性能，正好可以运用到水利工程当中。在这里，防渗性能的好坏需要通过物理力学指标来决定，而对于土工合成材料来说又大部分是弱透水材料，也就是土工膜以及复合水工膜，它们都具有预防渗水与气体侵蚀的作用。大多数的时候，利用土工合成材料进行的防渗都是在土石坝上游的坝面来进行的，这就需要先放干净水库里面的水，之后在坝的上游进行贴土工膜的处理，并且利用钢槽对其进行加固。现在，这种过去的方式逐渐在被水工网格粘贴土工膜进行处理，让土工合成材料的防渗效果变得更好了。除此之外，利用浆砌石坝或者是碾压混凝土坝的上游坝面也可以应用这种方式来进行防渗处理。

(2)防护。通常在水利工程的建设当中，堤坡或者岸坡被破坏的情况时有发生，这对于水利建设工程来说等于是埋下了安全隐患。堤坡或者岸坡被破坏的情况有来自于大自然的不可抗拒因素，也有人为导致的因素，无论如何，必须要加强对于堤坡和岸坡的保护才行。此外，采用的防护措施应该是具有持久性的，最好是无需长期进行维护更新的，从而减少成本的投入也提升对堤坡或者岸坡的保护效果。水工合成材料恰恰具有这样的优势，能够适合这方面的要求。采取在需要被保护的土面上进行土工织物覆盖，并且利用重物压住以防移动的可能。土工织物具有很好的反滤性能，对于预防水流冲刷对于堤坡、岸坡的破坏很有效用。同时，采用土工织物的办法比较简单可行，成本相对比较低，且无需维护维修，是一种十分可取的办法。

(3)排水。土工合成材料不但具有抗腐蚀性、能够防渗，起到防护以及隔离的作用之外，还能够帮助水利建筑物进行排水。通常来说，处理的办法就是用土工合成材料在水利建筑的土体中建立起一条专门的供土体中水流流动的通道，由此将水流导出水利建筑内。这种排水办法也需要在土坝内部垂直或者是防渗水工膜后面或者土坝内部水平排水以及土坝混凝土护面下部的排水才更具有可行性。

3．2水利工程中水工合成材料的施工方法

(1)坡面铺膜。坡面铺膜可以说是当下土工合成材料施工时最为普通的施工方式，但它在施工时的技术与质量的控制却起着重要作用。目前的水利工程施工项目是以土石坝坝体结构模式为主，在进行施工的过程中，土工膜的施工十分关键。一般来说，要进行坝体的水工膜铺设采用顺坝轴方向是没有问题的，但是垂直坝轴方向的效果要更加的好一些。只是，垂直坝轴方向铺设的焊缝长度要比顺坝轴方向铺设更长，综合来说，顺坝轴方向铺设的方案要更好一点。对于比较高的坝坡，水工膜铺设大部分利用坝上部分垂直坝轴线进行铺设，如此及能够让应力最小，还能够减少焊缝的长度;而坝底则可以利用顺坝轴方向铺设的方案，既减少焊缝长度也能够让基槽迈进不透水层。当铺膜完毕了之后，无论是回填堤脚还是上部护坡都应该动作迅速，免得出现开挖断面局面土质太差而出现滑坡现象。在铺膜的时候，更应该注意动作适度，尽量不要出现应力集中的情况，更要避免人为损伤，而这之外的土工膜和地基结合面应该保证平整无褶皱。

(2)堤脚的开挖和堤身削坡。在水利工程建设当中，如果要进行堤脚开挖或者是堤身削坡就必须涉及到机械的使用。同时，这也需要根据堤坝本身的情况来分析处理，不能够偏离了施工前的项目规划设计才行。如果进行了削坡，在那之后应该要把坡面进行清理，保证坡面的平整度没有受到破坏。对堤身以及堤顶进行开挖必须要分开进行，止滑槽堤脚基础必须根据原先规划好的断面来进行施工。当工程进行到抵达不透水层之后，还需要继续向下开挖一个深一米、宽一米的沟槽，并再次进行断面清理。基坑排水与边坡稳定的工作也要及时处理好，当这些都做好了以后，相关的工作人员再检查堤坡的规格并做好记录，最后报监理工程师来进行验收。

(3)土坝防渗。垂直铺膜与坡面铺膜都是为了达到防渗的目的，在这两个方向进行铺膜的施工与铺设的工艺也有所不同。如果存在尖棱物，水工合成材料很容易受到破坏，而水压力或者土压力过大也可能因为没有约束支撑而受到破坏，包括下层气体与液体的顶托作用都可能造成破坏，甚至是温度、浪击与水位线都可能会对薄膜造成破坏。因此，在施工的过程中，应该尽量避免类似的情况发生，严格按照施工规范与项目的规划设计来进行施工。

4结束语