土工合成材料特点精选(九篇)
第1篇：土工合成材料特点范文
【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)
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[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2篇：土工合成材料特点范文
关键词：土木工程；施工过程；新型材料；应用；分析
中图分类号：TU74 文献标识码：A
在我国土木工程施工过程中应用的施工材料具体来讲是一个总称，主要包括了在整个施工过程中应用的所有施工材料以及相应材料做成的半成品等。在土木工程施工过程中施工材料是一切施工的基础，没有施工材料就没有土木工程的项目施工；没有优质的施工材料，土木工程的项目施工质量就无法得到满足。因此在我国的土木工程施工中最基本的组成施工要素就是施工材料。作为一种施工过程中最基本的元素，施工材料的质量直接影响着整个施工现场的施工质量，因此要格外给予重视。伴随着我国科学技术的不断发展，我国关于土木工程的科学技术投入也在不断地发展过程中。正是在这样的大背景下，我国的土木工程的施工材料才得以不断地创新，新型材料不断地应用在土木工程的施工现场。在现阶段的施工材料市场中，大量的新型施工材料种类繁杂，性能各异，但是总体来讲主要有3个特点。第一个特点是新型材料在施工应用过程中具有非常好的节能效果；第二个特点是新型材料在施工应用过程中的应用能够保障施工过程高效；第三个特点是新型材料能够保障土木工程施工的全过程最大限度地保护环境，保护生态。正是上述的3个主要施工特点，我国的新型施工材料在土木工程施工过程中的应用已经非常广泛，并且取得了非常好的施工效果。本文结合现阶段最先进的土木工程施工过程中应用的施工材料进行详细地分析，通过分析能够在以后的土木工程施工过程中找出最适合施工使用的新型材料。
1.简要叙述土木工程施工过程中应用的高性能新型混凝土材料
在我国土木工程施工过程中应用的高性能新型混凝土施工材料，英文简写为HPC。高性能新型混凝土施工材料的主要有3个特点。第一个是在施工具有强耐久性能；第二个是在施工中具有很高的强度；第三个是在施工中便于施工，有利于施工效率的提升。高性能新型混凝土施工材料不仅仅能够保障施工过程中的施工强度，还能够在工程施工验收的过程中具有高强度。拥有高强度的同时还具有很好的弹性模量，这也是这种新型施工材料广泛应用的主要优势之一。高性能新型混凝土施工材料的耐久性能主要体现在在施工过程中能有有效的保障施工应用的钢筋不被施工混凝土腐蚀，即使在恶劣的施工环境下还能够让混凝土的施工质量保障在一个设计以及施工要求的范围之内。除去上述的特点以及优势，高性能新型混凝土还具有和易性能较高；可泵性能以及容易修正的优势。在施工过程中高性能的新型混凝土材料能够配制出流态的坍落度较大的混凝土而不发生离析的问题；在混凝土输送的过程中，这种材料的混凝土能够有效地降低输送泵的输送压力，同时还容易维修。土木工程在冬季施工的过程中，应用高强度高性能的新型混凝土施工材料能够保障混凝土的凝结时间长于普通的混凝土施工材料，能够保障在较低的温度下混凝土不出现结冰的问题。这种新型混凝土施工材料主要的种类有3种，下面进行详细地阐述以及分析。
1.1 简述高性能新型混凝土材料中的低强度混凝土
低强度的混凝土施工材料主要的应用环境是工程的基础施工；路基的填筑或者是孔洞的施工中。同时这种混凝土材料还可以应用在地下工程的结构改造过程中。低强度混凝土主要的作用是在施工过程中调节施工混凝土的施工密度以及施工过程中混凝土的抗压能力，调整混凝土的弹性模量参数等。最大的优点在于低强度的混凝土施工材料在施工完成后混凝土不容易出现收缩裂缝问题。
1.2 简述高性能新型混凝土材料中的轻质混凝土
轻质混凝土施工材料主要的原料主要有3种。第一种是天然的轻骨料，例如浮石或者是凝灰岩；第二种是工业废料制成的轻骨料，例如粉煤灰制成的陶粒；自燃煤制成的煤矸石；第三种是人造轻骨料，例如页岩陶粒以及黏土陶粒等。轻质混凝土的主要特点是密度小；施工强度较高，具有很好的保温效果以及抗冻性能。利用工业废料制成的轻质混凝土施工材料能够最大限度地降低工程的施工成本，同时还能够最大限度地保障施工的工程质量。保温提倡使用这种新型的施工材料。主要是由于这种施工新型材料变废为宝，二次利用，符合我国现阶段的环保倡议，能够有效地降低施工过程对环境的污染。
1.3 简述高性能新型混凝土材料中的自密实混凝土
自密实混凝土新型施工材料最主要的特点就是能够不借助振动棒的帮助仅仅由材料的自重实现密实的效果。虽然自密实混凝土在施工过程中具有很高的流动性，但是却不会出现离析的问题。此施工材料最大的优点在于振捣的过程不会出现很大的噪音，在完善应用自密实混凝土施工材料也能够施工，施工过程中不会对周边的居民造成干扰。对现场的施工人员来讲也没有健康方面的危害，如果处于现场的安全问题考量，自密实混凝土施工材料也是一种非常优质的施工材料。
第3篇：土工合成材料特点范文
关键词：水利施工；新型混凝土材料；材料优势；施工要点
混凝土是水利工程建设中最核心的施工材料。新型混凝土的应用，给水利施工企业带来了新的发展。
1新型混凝土的优异性能
与传统混凝土相比，新型混凝土不仅包括了其良好的特性，而且更胜一筹，拥有更多更优的性能。新型混凝土与时俱进，满足当前水利项目发展的新标准、高要求，与水利工程的创新前行步调一致。为了与时代同步，也为了满足施工企业的需求，新型混凝土以高强、轻质为发展宗旨，它的抗压能力更强，强度等级范围更广，耐久性更好，有较强的抗冻融能力，并且更加耐磨损、抗腐蚀，大幅度提高了防渗、防暴、防灾的性能。材质轻盈的新型混凝土有更好更佳的实用性能，它的出现受到了众多水利施工企业的欢迎，被有前瞻意识的水利人快速选择、接纳，成为施工现场最受欢迎的宠儿。
2新型混凝土的种类
2.1经济实惠的高性能混凝土
高性能混凝土材料适应性强，具备较高的强度，有利于体积的稳定。利用科学技术，大大提高了混凝土的力学性能和耐久性。制作时，采用低水胶比、优质原材料、足量的添加剂科学配置而成。值得一说的是，将耐久性比较强的高性能混凝土材料应用到工程建设中，可以适当延长水工建筑物的使用年限。与旧有的混凝土相比，高性能混凝土中加入了多种矿物掺和料和超塑化剂，配比和组成更为复杂，标准更高，要求更多。
2.2常被用于特殊结构中的高强混凝土
高强度混凝土的抗压轻度是普通混凝土的5倍左右。基于此，将其应用于水利施工中最合适，因为能够减小构件的截面。因为高强度混凝土具有密度大、抗变形能力强、抗压强度高3大优势，使得其被广泛应用于某些特殊结构中。作为高强度的新型人工建筑材料，高强度混凝土由原材料砂、石、水泥、硅粉、矿渣、减水剂等多种物质制作而成。
2.3耐久性不俗的轻集料混凝土
抗震性能佳且保温、隔热是轻集料混凝土的优势。它是由轻砂、轻粗集料（或普通砂与水泥和水）精心配制而成的。
2.4性能优良的自密实混凝土
较强的保水性、流动性、黏聚性是自密实混凝土的出色性能。正是源于自密实混凝土本身所具备的优势，大大降低了施工噪声，有效改善了周边的施工环境。自密实混凝土是指混凝土搅拌物主要依靠自重填充模型的。
3新型混凝土施工要点和关键因素
多个现实案例表明，选用合理的新型混凝土材料，并科学运用与之相匹配的新型混凝土施工技术，是为水利工程施工质量添石加瓦的不错选择。
3.1新型混凝土的施工要点
3.1.1施工前做好准备工作
运用新型混凝土施工前，要做好充分、周详的技术和知识准备工作。具体工作有以下几点：①观察施工场地的特征，选择适宜的原材料。②遵循混凝土配置方案，保证选择的合理性。科学、合理的选择能够有效缩短混凝土的水化时间。③与普通混凝土相比，新型混凝土的性能和材料具有一定的特殊性。所以，在配置新型混凝土时，要认真权衡，选用正确的配置环境和配置条件。秉承“经济适用”的配置原则，借用最新的科技成果，经过合力配置测试之后，即可配比出最科学的混凝土配置方案。如此配置的优点是，既能保证材料质量，又能降低配置成本。在此需要善意提醒的是，完成方案配比之后，要开始搅拌它。在搅拌期间，及时添加适量的外加剂和活性掺和料，以增强混凝土的特性。
3.1.2施工技术的重要环节
新型混凝土的浇筑作业较为复杂，所以，在施工过程中，要借助先进现代技术，制订科学的浇筑步骤。在浇筑前，务必依据施工要求和标准，正确操作，从严视之。
3.1.3专人监管，严把浇筑质量
在浇筑期间，交付专人监管，保证混凝土中无气泡产生，把好混凝土的浇筑质量关。
3.2新型混凝土施工关键因素
3.2.1水泥的水热化
搅拌混凝土时，水泥出现水热化现象。这是因为水泥本身的特殊性质。水泥水热化现象的产生，会带来较大的温差，导致裂缝线性度出现，进而影响建筑工程的稳定性和耐久性。
3.2.2材料质量
这是直接影响建筑质量的另一个重要因素。良好的施工工艺外加优质的施工材料，才能打造出优质工程。在配置混凝土时，除了要保证材料的配比，还要选择合理的生产材料，以确保工程的整体质量。
3.3注重新型混凝土的养护工作
板和梁的质量是水利施工钢筋、模板作业中需要重点考虑的问题。在作业过程中，混凝土是用来保护钢筋的，防止钢筋暴露在外而被腐蚀。正因如此，使用新型混凝土时，务必提前明晰其使用条件和特性。只有这样，才能用性能优异的新型混凝土呈现出最佳的施工效果。
4新型混凝土的具体运用
4.1微坍落度混凝土
灰浆量少、超干硬性是微坍落度混凝土的2大特性。这种混凝土之所以具备这2大特性，原因是在施工过程中，微坍落度混凝土会骨料分离，继而形成微小的渗漏通道，减小层间的结合力。凝胶材料碾压混凝土防渗是现在常用的防渗手段之一。在混凝土坝体的同一仓面和上下游坝面接近模板以及其他不易碾压的部位，借力微坍落度混凝土，用振捣棒振捣密实。这样做，不仅不会影响施工进度，还会加快施工精度，促使工程高质高效完成。
4.2聚丙烯纤维混凝土
为了防止混凝土表面形成收缩性裂缝，在一般的水利工程建筑设计中，都会设计一个间距为15～20mm的钢筋网。对于水利工程来说，使用聚丙烯纤维混凝土，能达到防收缩性裂缝的目的，并且效果喜人。干缩量小，且在初凝时足以抗衡塑性收缩裂纹，是聚丙烯纤维混凝土的显著特性。的确，工程建设运用聚丙烯纤维混凝土之后，施工难度减小，施工时间缩短。另外，与添加钢筋网相比，使用聚丙烯纤维混凝土能节约成本，减少经济支出。
4.3钢纤维混凝土
防腐蚀、抗磨损、抗水流冲刷是钢纤维混凝土优于其他类型混凝土的地方。但是，这种混凝土的缺点是造价高，施工不易，难度很大。可是，钢纤维混凝土的实用性很强，本身也很牢固。正是基于这种特质，钢纤维混凝土的使用十分受限。
5结束语
第4篇：土工合成材料特点范文
1.1硅粉混凝土
相比于普通混凝土，硅粉混凝土具有较高的强度和耐久性，但其水泥用量较大、水胶比小且不易泌水，容易发生塑性收缩，具有早期干缩率大，体积易变形等缺点。硅粉混凝土在施工中常常会发生早期开裂问题。为弥补硅粉混凝土存在的缺陷，可以考虑在配合比设计阶段，用粉煤灰和高效减水剂等活性矿物料来代替部分水泥，在满足各项要求的前提下，尽可能减少水泥的用量。此外，还可以通过降低混凝土绝热升温，以减轻温度控制的负担，降低混凝土开裂的几率。粉煤灰和高效减水剂的加入，可以显著提高硅粉混凝土的流动性和和易性，从而使其达到施工标准要求。
1.2聚丙烯纤维混凝土
聚丙烯纤维混凝土不仅可以有效防止混凝土浇筑后期的硬化，而且可以有效减少由于水分散失会泌水等而引起的混凝土开裂和塑性收缩问题，还可以减少混凝土硬化后期极易产生的裂缝与由温度变化所造成的微裂纹，具有改善混凝土抗冻、防渗和耐久性等性能的特点。另外，在聚丙烯纤维混凝土中，大量纤维随机分布于混凝土结构中，使得混凝土结构的韧性、强度和抗变形能力等都得到了显著的提高。同时，其还具有较高的粘稠性，可有效改善喷射混凝土的性能。聚丙烯纤维混凝土所具有的良好性价比使得其得到了广泛的应用。
1.3钢纤维混凝土
钢纤维混凝土近年来在水利水电工程领域得到了广泛的应用。它具有较高的初裂强度和极限强度。在混凝土中加入适量的钢纤维，可以有效改善钢筋混凝土结构的性能，也可以改变混凝土的破坏形态。钢纤维混凝土的掺量及质量具有明确的规定，在生产过程中，必须严格按照规定进行设计与生产。
2混凝土材料在水利水电工程施工中存在的问题
2.1拌合问题
混凝土在拌合阶段，混合料的质量对混凝土的质量具有巨大的影响。其中水泥和骨料是影响混凝土质量的两个关键原料。在实际施工当中，很多施工单位为追求利益最大化，而购买价格相对低廉的混凝土混合料。这些价格相对低廉的混合料往往在质量方面具有很大的不确定性，质量难以得到有效的保证，且强度通常也难以满足施工要求。同时，在水泥等混合料缺乏有效的防水措施情况下，混凝土的质量就会降低。此外，一些施工单位对骨料颗粒的大小没有进行严格的控制，也没有按照有关标准将其分级，从而严重影响了混凝土的强度和质量。
2.2施工问题
混凝土在施工过程中，主要包含浇筑、拆模和养护等过程，其各个施工环节之间的关联性程度，对混凝土施工的总体质量具有重要的影响。水利水电工程的建设依据不同的施工地点和施工要求而存在多种类型的构造，且不同的构造具有不同的功能，混凝土的施工质量和施工工艺等都决定着水利水电工程的最终质量。由于水利水电工程包括很多分工程，且很多分工程必须同时施工，这就造成了混凝土作业面的狭窄性，加之混凝土机械化水平不高等因素影响，使得混凝土施工质量存在严重的波动性。
3水利水电工程混凝土材料施工特点
根据水利水电工程的施工特点，在要求混凝土结构必须具备一定强度的同时，还应充分考虑其所处的位置，以对其防渗水、抗震、防冻和耐久性等进行合理的设计。一般情况下，水利水电工程施工规模都比较大、工期长，并且在其施工过程中，针对不同位置的混凝土结构也具有不同的要求，所以应特别重视大规模混凝土施工过程中产生的各种问题。裂缝和冻害作为混凝土施工中最常出现的两种问题，施工单位应对其给予高度的重视，并采取有效措施防止其在大规模混凝土施工中出现。混凝土结构的施工会贯穿整个工程的始终。在某些情况下，为赶施工进度，常会发生混凝土施工与其他工程交叉施工的现象，但仍需要花费较长的时间。在水利水电工程实际施工中，由于受诸多因素影响而导致工程间断是经常发生的现象，这就要求混凝土必须具有相应的强度，并进行科学的耐久性设计。
4水利水电工程混凝土材料施工技术
在水利水电工程建设当中，混凝土的拌合、运输和养护等都属于混凝土施工技术的范畴。混凝土在施工之前，必须要进行充分、均匀的搅拌，这是保证其质量的一个重要步骤。在科技日益发达的今天，混凝土的拌合已由传统的人工搅拌转变为机械搅拌。这不仅大大提高了混凝土搅拌的均匀性和充分性，提高了混凝土的品质和拌合效率，而且大幅减少了劳动力的投入。混凝土在运输过程中，要求运输工具必须具有良好的密实性，且不能同时装入多种混凝土原料，以避免运输过程中造成材料浪费。当拌合好的混凝土运输到施工现场以后，应马上进行施工，以避免混凝土出现硬化现象或是长期不施工现象，从而保证混凝土的施工质量。混凝土在施工过程中，要求施工人员必须明确混凝土的浇筑位置，并且在浇筑前还要确保浇筑位置既没有障碍物又是平整的。浇筑混凝土时必须要使用专业的压实设备，以确保混凝土的压实效果可以达到施工要求，浇筑作业完成后需对混凝土进行一段时期的养护，养护必须达到相关规范规定的期限。在保证养护时间的同时，确保养护充分到位，以为混凝土的施工质量提供可靠的保障。
5水利水电工程混凝土材料成本优化方法
混凝土材料具有明显的地方性特点，其经济性与当地、当时材料价格和经济水平具有极为紧密的联系，会随着当地经济和材料的市场价格变化而变化。这说明了混凝土材料没有通用的优化配合比，即对混凝土材料成本优化的分析应是针对当地、当时混凝土材料的市场价格而进行的。
5.1构建成本优化数学模型
混凝土材料成本优化隶属于数学的范畴内，因此构建成本优化的数学模型可以帮助水利水电工程混凝土材料的成本得到有效的优化。混凝土的自密实性是衡量混凝土质量的一个重要指标。自密实混凝土可以提高拌合物的工作性能，具有诸多优点，如显著提高混凝土的质量，包括混凝土的耐久性、密实性和力学性能等；充分利用工业废料，有利于节约资源、保护环境；大幅降低人工劳动力强度，节省人力资源投入；有效节约电能；减少环境噪音，改善工作环境，提高建筑安全性等。自密实混凝土不仅本身具有许多优点，而且在经济性方面也占有诸多优势，主要体现在以下几方面。其一，节约劳动力，节省电力和机械消耗。其二，高自动化水平，缩短工期，加快施工进度，产生巨大的经济效益。其三，在特殊条件下，可以解决现浇混凝土的施工难题，提高混凝土的耐久性和结构可靠度，从而提高混凝土的施工质量，减少后期维修费用。水利水电工程中混凝土材料的成本优化数学模型为min（fx），s.t.g（jx）≤0（j=1，2，……）其中，（fx）为目的函数，即混凝土的成本，g（jx）为各种约束条件，即满足混凝土材料工作性、力学性能及其他方面要求。利用这一函数可以在水利水电工程施工中得出混凝土材料优化后的成本。为了验证上述方法的可行性，本文以长沙市混凝土2013年市场价格与当前湖南省水利水电工程造价计算方法为例，采用上述通用成本优化算法计算自密实混凝土材料成本以及施工工程的最终成本，并与没有采用这种方法的材料成本和最终成本进行对比分析。计算结果如下：采用通用成本优化方法得出的自密实混凝土材料成本为30.68万元，较之正常预算节约5.25万元；采用通用成本优化算法得出的工程最终预算成本为416.3万元，与正常成本预算462.6万元，减少了46.3万元。这一实例说明，本文提出的通用成本优化程序具有可行性。
5.2采用成本优化通用程序
除了构建数学模型之外，还可以利用数学工具和现代化信息技术，如计算机技术。网络技术等来编制成本优化通用程序。在成本优化通用程序编制过程中，应确保混凝土材料的价格、基本物理性质可以随着市场的变化而进行及时更改，以使优化具有良好的通用性。为了提高成本优化通用程序的性能，需要对其进行多次的试验，并采用有关方法对混凝土材料参数合理范围和强度影响公式进行确定，从而将混凝土材料参数设置到成本优化通用程序当中。对水利水电工程混凝土材料使用成本优化通用程序，可以有效优化其成本。
5.3提高混凝土材料施工技术
在水利水电工程施工过程中，混凝土材料的施工技术对其成本具有一定的影响。因此，提高水利水电工程混凝土材料的施工技术可以有效降低成本，对成本优化起到一定的促进作用。施工单位应借鉴国外先进成功经验，积极引进先进施工技术和施工设备，并将现代化的信息技术融入其中。同时，积极引进专业的、技能型人才对现有施工技术进行改革与创新。
6总结
第5篇：土工合成材料特点范文
关键词：防渗材料 复合土工膜 渗漏计算
Abstract: the composite geomembrane as seepage control material has good anti-seepage effect, the characteristics of the high cost performance, is widely used in engineering, combined with material characteristics and engineering practice of the application of the control indicators, in order to guide the rational science of the material in the engineering application, give full play to the advantages of the material.
Keywords: impervious material composite geomembrane seepage calculation
中图分类号：TV143+.3 文献标识码：A文章编号：
1 前言
土工膜是以聚合物或沥青为基本原料制成的一种相对不透水薄膜，复合土工膜是以土工膜为防渗基材，与无纺布复合而成的复合土工防渗材料，一般工程常用的有一布一膜和两布一膜。防渗漠的主要功能是防止液体渗漏和气体挥发，其原材料是一种高分子化学柔性材料，比重较小，延伸性较强，适应变形能力高，耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好。适应变形能力高，耐腐蚀、耐低温、抗冻性能好。无纺布是一种高分子短纤维化学材料，通过针刺或热粘成形，具有较高的抗拉强度和延伸性；它与塑料薄膜结合后，不仅增大了塑料薄膜的抗拉强度和抗穿刺能力，而且由于无纺布表面粗糙，还增大了接触面的摩擦系数，有利于复合土工膜及保护层的稳定。同时，它们对细菌和化学作用有较好的耐侵蚀性，不怕酸、碱、盐类的侵蚀。主要用于土石坝、堆石坝、砌石坝、混凝土坝、尾矿坝、污水库坝及库区、河道、渠道、蓄液池等工程的防渗，地铁、地下室和隧道的防渗衬砌，公路、铁路地基的防渗等。
在同类防渗材料中，复合土工膜在河道治理中应用较为广泛，尤其在北方，由于多为季节性河道，河道常年无水，而根据治理要求，需要蓄水形成水面景观，对于北方缺水尤为突出，需要充分考虑防渗方案的合理性及经济性，以达到工程最终目标，复合土工膜性价比一般均优于其它的防渗材料，成为河道防渗优先考虑的材料。
2复合土工膜相关特性
2.1 物理力学特性
（1）密度 土工膜的密度取决于其制造材料，常用的防渗材料为聚乙烯土工膜，可分为超低密度、低密度、中等密度和高密度，密度应不小于900kg/m3；土工布常用密度在150g/m2~400g/m2。
（2）抗拉强度 指试样承受承受均匀拉伸直直至断裂时单位宽度的最大拉力。膜的破坏拉应力应不小于12MPa，
（3）撕裂强度 指沿规定切缝撕裂时，抵抗裂缝延伸至整个过程中出现的最大撕裂力。撕裂强度应大于40N/mm。
（4）刺破强度 指抵抗集中荷载刺穿能力的特性指标，用来模拟实际工程中材料受到尖锐棱角石场压入而刺破的情形。复合土工膜比土工膜的刺破强度有明显的提高，见图1。
（5）摩擦系数 土工膜与土的摩擦系数较小，一般为0.2～0.3，复合土工膜一般为0.4～0.6(砂性土)，与土的类别及膜料的粗糙度有关，一般采用界面直剪试验及拉拔试验确定。
2.2水力防渗性能
防渗是复合土工膜在工程应用中的主要功能，土工膜既不透水也不透气，规范要求其渗透系数小于10-11cm/s。由于土工膜的透水水机理与多孔介质不同，室内难以采用常规的渗透实验精确测量其水力渗透系数，一般采用WVT试验测定材料的渗透系数。
2.3耐久性
土工膜在阳光下特别容易老化，薄的膜较厚的膜容易老化。紫外线在短期内就可对材料强度及伸长率产生很大的影响。
3复合土工膜在河道防渗工程中的应用
工程区域属寒带大陆性季风气候区，四季特征明显，夏季凉爽短促，昼夜温差悬殊，降雨集中，冬季寒冷漫长，春秋季节少雨多风。全年大部分时间受西伯利亚冷空气南下影响，风多雨少，气候干燥。
多年平均气温2.9℃，一月最冷，月均气温-15.3℃，七月最热，月均气温18.5℃，极端最低气温-34.8℃，极端最高气温35.1℃；多年平均降雨量394mm，最大冻土深度2.12m，光照充足，多年平均日照时数2931.7h。
河道为季节河道，除汛期，其余月份均干旱，随着城市的发展，城区可利用水面极小，为尽可能提高人均水面率，为居民创造一个宜居、舒适的生活环境，当地政府因地制宜，对河道进行综合治理，打造一个适宜的城市水环境。
该河道地下水位低，河床土透水性较大，而当地水源较为紧张，需要进行防渗处理，以满足河道蓄水的要求，故采用全断面水平防渗。防渗常用材料有复合土工膜及土工毯。前者材料防渗效果较好，但施工质量影响大，防渗材料易被植物根系扎破，削弱材料自身的防渗能力；土工毯作为一种生态防渗材料，防渗效果与前者相当，且施工工艺简单，扎破具有自我修复能力，但价格较高。本工程河道防渗采用复合土工膜。标准断面做法见图2。
图2 标准断面图
（1）膜厚度的选择
根据我国规范SL/T225-1998，对于重要的水利工程，膜厚不应小于0.5mm;对于一般工程膜厚不小于0.3mm。从理论上分析，由于土工膜的渗透系数极小，从防渗角度及水压力作用下抗拉理论分析，计算的土工膜厚也比规范规定的小得多，故还应从其它方面加以考虑：
1）刺破、顶破强度的影响，施工过程中碎石及颗粒极易造成对膜的的破损，而膜的损伤随着厚度的加大逐渐削弱;
2）膜的焊接随着膜厚的加大，有利于焊缝质量的保证;
3）对于PVC土工膜，材质中含有大量的增塑剂，易于挥发，膜越厚，影响越小。
结合以上原因，一般河道防渗可采用膜厚不小于0.5mm，以保证防渗效果。本工程设计采用0.5mm膜厚的两布一膜。
（2）边坡覆膜摩擦系数的控制
复合土工膜对于一般砂土的摩擦系数大于0.4，考虑到河道岸坡的稳定及护坡稳定，河道边坡坡率采用3，复合土工膜与膜上土之间抗滑稳定采用以下公式进行计算:
k=f/tgα
式中 k——抗滑稳定安全系数;
f—— 复合土工膜与土的摩擦系数;
α——土坡坡角。
经计算，安全系数1.2，满足规范要求。考虑到复合土工膜摩擦系数在供货材料中没有明确，故通过现场采用斜板试验测定其摩擦系数，经验证，所购产品满足设计要求。
（3）渗漏量计算
按照规范，正常渗漏量的计算如下：
Q=kAΔH/δ
式中 Q——正常渗漏量;
k——渗透系数;
A——渗透面积;
ΔH——膜上下游水头差;
δ——膜的厚度。
经计算，渗漏量为4×10-6m3/d/m2。
土工膜存在或多或少的缺陷和不均匀性;在大面积上铺设时，施工过程中也会造成膜材出现一定数量的裂纹，甚至破损。当复合土工膜上下均为渗透性好的土层时，可用伯努利孔口自由出流公式估算渗流量：
Q=0.6a
式中q——经单个孔洞的流量;
a——孔洞上面积;
h——土工膜上水头。
按美国垦务局实践经验，在保证严格施工的前提下，土工膜出现疵点的频率约为4000m2有一处，尺寸约为10mm2，经计算，渗漏量为8×10-3m3/d/m2。考虑蒸发损失，与实际观测成果较为符合。
结语
第6篇：土工合成材料特点范文
关键词：混凝土 质量 前期控制
一、混凝土质量前期控制必要性
混凝土是由胶凝材料（水泥）、细骨料（如砂子）、粗骨料（石子）及必要时掺入的化学外加剂与矿物混合材料按一定比例混合，经搅拌成可塑性的拌和物，随着时间的增长而逐渐硬化，发展成为具有一定强度的块体。由于混凝土是一种多相、分散型的复合材料，若其中一项原材料达不到要求或比例不合适，均会对整个混凝土造成影响，从而引起混凝土的质量下降，浇筑以后很容易出现裂纹，甚至坍塌的现象。混凝土质量的前期控制，是指根据设计要求的混凝土的合格质量水平确定合理的原材料组成和各生产工序的最优工艺参数，它包括混凝土组成材料的质量检验与控制，以及混凝土配合比的设计、确定与控制，这些因素直接影响建筑工程的坚固，耐久，适用等性能。建筑材料的组成、结构、规格、使用及选择，直接影响建筑工程质量。材料的化学成分、矿物成分将影响一系列工程质量。因此，保证建筑工程质量，关键是正确选择材料、使用材料和进行合理的材料设计。
二、组成材料对混凝土工程质量的影响1.水
混凝土拌合用水按水源可以分为饮用水、地表水、地下水、海水以及经过适当处理或处置后的工业废水。未经处理的工业废水，污水及沼泽水不能使用，对钢筋混凝土及预应力混凝土工程不允许使用海水。对混凝土拌合及养护用水的质量要求是：a.不得影响混凝土的和易性及凝结；b.不得有损于混凝土强度发展；c.不得降低混凝土的耐久性、加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断；d.不得污染混凝土表面。2.水泥
不同品种水泥具有不同的性能特点，应用时，应根据混凝土的质量要求，混凝土工程的特点与所处环境条件等，结合水泥的性能特点，综合考虑，正确选择适当品种的水泥与适当标号。水泥品种的选择主要决定于工程使用性质、施工时气候条件、所处使用环境、成本等因素。不同品种水泥或同一种品种水泥由于其成分的差别其性能也不尽相同，甚至相差很大。水泥品种的误用可以引起很多工程缺陷；如抗冻性差、抗干缩能力差、易起粉、早期强度低、抗侵蚀能力差、抗干湿交替变化的能力低等。使用时如果不采取任何技术措施，很容易因控制不当而产生大的体积收缩引起开裂等工程质量问题。另外，水泥凝结硬化后由于水泥中某些有害成分的作用，在水泥石内部产生剧烈的不均匀的体积变化，在建筑物内部会产生破坏应力，导致建筑物强度下降、开裂、坍塌等事故。水泥的凝结时间、水化热及强度等方面的性质，对混凝土结构工程的质量也有一定的影响，如水化热高，会导致混凝土结构物形成巨大温度应力，使混凝土开裂，给工程带来危害。3.骨料
混凝土是一种复合材料，由胶凝材料和砂石材料组成，砂石材料一般占混凝土体积的3/4。粗骨料的强度、颗粒的形状和表面特征、粗骨料的级配与质量将直接影响混凝土的强度、变形和耐久性。细骨料的颗粒形状与表面特征、粗细程度与质量也对混凝土的质量有着重要的影响，如骨料的含泥量太大，将增大用水量，降低混凝土强度和耐久性，并增大混凝土的干缩。骨料的粒径也将影响骨料比表面积的大小、新拌混凝土成型性能、硬化混凝土性能、施工设备的寿命。骨料颗粒越大单位重量骨料需润湿的表面积越小，从而可降低拌和物用水量，当达到某一工作性时可以降低水灰比，其强度可以随之提高。但粒径过大，将减少粘结面积形成界面应力集中且运输及施工中会增加离析的危险；同时大颗粒骨料，也可能阻塞钢筋之间或钢筋与模板之间的窄缝，浇灌时引起离析，也会降低工作性和混凝土抗拉强度。
三、防范原材料使用导致混凝土质量问题的措施1.水泥材料的使用
正如上文所述，不同的水泥品种，具有不同的特点，必须根据工程的具体环境条件合理选择水泥品种，以满足结构耐久性的要求。水泥在施工过程中应注意做到以下几点：⑴优先使用散装水泥。⑵运到工地的水泥，应按标明水泥的品种、强度等级、生产厂家和出厂批号，分别储存到有明显标志的仓库中，不得混装。⑶水泥在运输和储存过程中应防水、防潮，已经受潮结块的水泥经检验合格后方可使用。⑷水泥库房应有排水、通风措施，保持干燥。堆放袋装水泥时，应设防潮层。防潮层应距地面、边墙至少30cm，堆放高度不得超过15袋，并留出运输通道。⑸先出厂的水泥先用。⑹应避免水泥的散失浪费，作好环境保护工作。2.骨料的使用
施工中应统筹规划，认真研究砂石骨料储量、物理力学指标、杂质含量及开采、储存和加工等各个环节。使用的骨料应根据优质、经济、就地取材的原则进行选择。可以选用天然骨料、人工骨料，或者互相补充。选用人工骨料时，有条件的地方宜选用石灰岩质的料源。骨料分为粗骨料和细骨料。骨料的质量要求包括：强度、抗冻、化学成分、颗粒形状、级配和杂质含量。对粗骨料质量要求：（1）粗骨料最大粒径：不应超过钢筋净间距的2/3、构件断面最小边长的1/4、素混凝土板厚的1/2。对少筋或无筋的混凝土结构，应选用较大的粗骨料粒径。（2）在施工中，宜将粗骨料按粒径分成下列几种粒径组合：当最大粒径为40mm时，分成D20、D40两级；当最大粒径为80mm时，分成D20、D40、D80三级；当最大粒径为150（120）mm时，分成D20、D40、D80、D150（D120）四级；（3）采用连续级配或间断级配，应由实验确定。（4）粗骨料表面应洁净，如有裹粉、裹泥或被污染等应清除。细骨料质量要求：⑴细骨料应质地坚硬、清洁、级配良好；人工砂的细度模数宜在2.4～2.8范围内，天然砂的细度模数宜在2.2～3.0范围内。使用山砂、粗砂、特细砂应经实验确定。⑵细骨料的含水率应保持稳定，在施工期间应根据天气变化随时测定，人工砂饱和面干含水率不宜超过6%，必要时应采取加速脱水措施。
参考文献：
第7篇：土工合成材料特点范文
1加筋土的概念
土工合成材料的主要功能之一——加筋功能是指将土工合成材料铺设于土中形成加筋土,形成复合体结构,从而使整个结构系统的力学性能得到较大改善。土体本身具有一定的抗压和抗剪强度,而其抗拉强度却很低,将适当的筋材掺入或铺设于土中后,可以扩散土体所受的力,传递拉应力,限制土体的侧向移动,从而可以提高土与周围建筑物的结构稳定性。
2加筋土的机理
将筋材沿主应变方向铺设来提高土体的抗拉强度,其原理与在混凝土中加入钢筋的类似,土与筋材形成复合体,共同承担外力,筋材与土体的相互作用是其抗拉强度增加的主要原因。根据工程实践可知,加入筋材以后的松砂可保持一定的高度和直立状态而不倒塌,这说明加筋土的力学性能与稳定性与加筋前相比,都得到了较大的改善。
到目前为止,对筋材与土体之间相互作用原理的解释大致可总结为两类:一是摩擦加筋原理;二是准粘聚力原理或似粘聚力原理。
试验发现:加筋土的抗剪强度包络线是呈双直线的,转折点对应压力即为临界周围压力。临界周围压力的大小和加筋土界面的摩擦抗剪强度以及筋材的抗拉强度有关:筋材与土体之间界面的摩擦抗剪强度越大,临界周围压力越小。(1)当周围压力小于临界周围压力时,加筋土的破坏形式是筋土相对滑动破坏,这主要是由于筋材的摩擦角增加提高了加筋土的抗剪强度;(2)当周围压力大于临界周围压力时,加筋土的破坏形式为筋材拉断破坏,这主要是由于粘聚力的增加使得加筋土抗剪强度得到了提高。
3加筋土在公路工程中的应用
3.1 路堤加筋
当在路堤中加入筋材,路堤的整体稳定性可以得到提高,并且其不均匀沉降有所减小并得到控制,因此加筋土在路堤中得到了较为广泛的应用。其工作原理是利用筋材具有抗拉能力,通过土与加筋材料之间的摩擦力,限制土体的侧向移动从而提高路堤的稳定性,路堤的整体性得到提高,均匀分散荷载,减小不均匀沉降。在工程中,主要采用土工格栅、土工织物、土工网等土工合成材料作为路堤加筋的筋材,这些土工合成材料应该具有足够的抗拉强度,具有较高的刺破强度、顶破强度等特性。只有填方压实度良好时,筋材与土体之间才具有足够的摩擦力,才能最大发挥其加筋效果。因此在施工中,应加强路堤的压实,使得填方路堤得到充分压实,以保证加筋土的加筋效果。
3.2 软土地基处理
软土具有天然含水量大、可压缩性高、承载能力低的特点,因此在软土地基上修建公路,必须对其进行加固处理。采用土工合成材料对垫层和路堤下部加筋处理,不但可以提高路堤的稳定性,还可以改变其力学性能,因此进行软基处理时会经常采用加筋土技术。将土工合成材料设置在路堤底部,除了具有上述的加筋效果外,还兼有过滤、排水、隔离等多种功能。筋材应在路基全宽范围内满铺,并且将其铺设于排水垫层之上,同时尽可能设置于路堤底部。
3.3 路面加筋
将加筋技术应用于路面工程中,主要由于其可以减少或延缓反射裂缝的数量,减少沥青路面的车辙等优点,且在半刚性基层沥青路面中基层的疲劳寿命还可得到适当的提高。沥青路面加筋是利用筋材的抗拉强度和抗拉模量较大来阻止裂缝向路面延伸。目前主要选择土工织物和玻纤网等土工合成材料应用于沥青路面加筋的,这些选用的筋材必须具备强度高,延伸率小,同时要求材料耐高温,否则材料的性能会在高温摊铺沥青混凝土时发生明显变化。
3.4 加筋土挡土墙
在公路工程中,路基挡土墙、加筋土桥台以及护坡工程等是加筋土挡土墙的主要应用形式。墙面板、填料、筋材这三部分组合而成形成加筋土挡土墙。在加筋土挡土墙结构中,其作用机理是由于填料自重和外力能共同产生侧压力,墙面板由于受侧压力的作用,通过面板上连接件将此侧压力传递给筋材,该力有将筋材从填料中拉出的趋势,而筋材又被填料与筋材之间的摩擦力阻止。由此可见填料和筋材由于摩擦力的存在从而被联结起来,加上墙面板,即形成一重力式挡土墙。
加筋土挡土墙结构的特点:(1)施工中可以预先制作面板和筋材,从而使加筋挡土墙的施工变得简便、快速,可以节省劳力和缩短工期;(2)加筋土挡土墙是一种很好的抗震结构物,主要是由于其结构物柔性,能够适应地基轻微的变形;(3)加筋土挡土墙同时具有节约用地,造型美观的特点;(4)加筋挡土墙的造价比较低;(5)加筋土挡土墙的安全性能较好。
4结语
加筋土的效果不仅和筋土界面的摩擦特性有关,同时还与加筋材料的层数或间距、布置、强度和刚度等多种因素有关。一般认为加筋的间距越小,筋土界面的摩擦强度越高,加筋效果越显著。在一定的范围内,抗剪强度随着加筋层数的增加而近似线性增加,但超过某一加筋层数后,抗剪强度不再有明显的增加。
用于加筋土工程中的土工合成材料非常广泛,新型材料在不断的推出,加筋土的应用领域在不断扩展,其应用是一项不断发展完善的新技术。但是加筋土的实践应用和理论计算方法并不是同步发展的。有些加筋土应用技术有着较丰富的经验,且建立了一套相对成熟的设计计算方法;但还是有很多经实践应用反映出有较好的加筋技术,但其基本理论研究还不够成熟,目前完整的设计计算方法还没有建立起来。所有在今后的设计、研究及施工应用中,需要通过不断的实践经验总结和理论研究,来进一步提高和完善。
参考文献
[1] 土工合成材料工程应用手册编写委员会.土工合成材料工程应用手册(第2版)[M].北京:中国建筑出版社,2000.
第8篇：土工合成材料特点范文
关键词:复合材料；混凝土；加固机理；耐久性
建筑物中主要以混凝土结构为主，因其造价低、施工便捷、适应性广等特点而被广泛应用。但随着时间的变化，混凝土结构会因自身及外界损坏等原因降低自身的作用力，造成安全隐患。因此，近年来人们开始关注混凝土结构的耐久性，其加固材料种类繁多，其中复合材料以其自身膨胀系数接近混凝土膨胀系数、施工便捷、造价低等特点在建筑行业混凝土结构加固中应用广泛。近年来相对于复合材料加固混凝土构件耐久性的研究来说，对加固之后的混凝土结构承载力研究较多，所以就导致对加固后混凝土结构的耐久性了解不够。同时，由于复合材料加固的混凝土结构长时间受到阳光照射，将会遭受紫外线的辐射，致使复合材料及其他的材料产生老化问题。而在目前的加固设计中，对于外界条件造成的材料老化及降低结构的承载力等问题考虑较少，不能保证加固结构的安全性。复合材料加固的方法在耐久性方面存在缺陷，结构的承载力因为耐久性达不到要求而降低会，从而使得加固的结构达不到混凝土结构的加固设计标准。本文将会分析复合材料的耐久性，找出问题，提出解决方法。
1技术应用现状
复合材料开始时用于航空、航天、医学等领域。随着材料科学的发展，其优良的力学性能被人们所熟知，20世纪80年代开始运用于土木工程行业。复合材料可适用于多种结构部位的加固并对此结构部位无影响，且其具有高强度、施工便捷、适应性广等特点，所以应用广泛。与传统的结构加固相比，复合材料加固混凝土结构的技术有多个优点，如施工方便、效率高及有广泛的适用性等。目前，复合材料加固混凝土这项新技术得到广泛的应用，如国外的房屋、桥梁及隧道等建筑工程都应用此项技术来加固混凝土结构。我国同时也在研究应用这项技术，若将复合材料应用于沿海工程及海上油气田的开发，将会创造巨大的经济收益，只是当下比较热门的一个发展方向。因为一些沿海的建筑物会经常遭受化学物品的侵蚀及核电站的辐射等，因此耐侵蚀、防辐射是沿海工程选用材料时的重要指标。
2复合材料加固混凝土的机理分析
2．1FRP加固混凝土的机理分析
根据约束混凝土的轴压试验知，混凝土在达到其屈服应力之前，δ－ε曲线和没被约束的δ－ε曲线类似，当混凝土达到其屈服强度时开始膨胀，纤维聚合物产生拉应变，核心混凝土被约束。通过复合材料的环向应力，增强了混凝土的承载力。
2．2PVC－FRP加固混凝土的机理分析
对PVC－FRP加固混凝土进行轴压试验，弹性阶段PVC管和混凝土之间没有产生应力，当塑性阶段时，PVC管与混凝土之间就产生了应力，混凝土开始膨胀并有裂缝产生。FRP随PVC管的变形而产生应变，给混凝土一个约束力。通过PVC－FRP共同作用，提高了混凝土的承载力。
3复合材料加固混凝土结构耐久性
3．1腐蚀介质
由于复合材料加固混凝土工程中复合材料自身所具有的特性，需要考虑复合材料在不同的环境条件下其力学及物理特性的变化等问题，通常会考虑以下几种环境条件:水、盐水、酸碱、高温、紫外线等。以下为格林与方坦纳提出的腐蚀模型，A是溶于水的酸液，B是受腐物形成表面保护膜的浸析模型。由图中可以看出，当介质浓度变高时，腐蚀率变小。如图是由Uhlig提出，主要表示了不同介质腐蚀率与时间的关系。
3．2耐久性问题
混凝土加固的复合材料主要有纤维，纤维有玻璃、碳及复合纤维，热酸液可以将这些纤维溶解，所以耐久性是亟待解决的问题。通过实验表明结构树脂在氢氧化钙的饱和溶液中放置两年，其抗压强度减小较少，为35.8%;将结构树脂放置水中两年，其抗压强度降低了36.6%。将树脂的微观结构用红外线谱测试发现C－H、C－O键变化较大。从以上的陈述可以看出，复合材料自身的结构特性对加固的混凝土耐久性产生影响，应予以重视。国外在复合材料加固混凝土结构耐久性方面研究地较早。Steckel等人通过对三种E玻璃纤维增强复合材料系统以及四种碳纤维增强复合材料系统在100%的湿度、盐水、碱溶液、柴油、紫外线等的试验研究，得出以下结论:经过一万个小时上述实验后，绝大数的碳纤维增强复合材料耐久性能良好。四种碳纤维中有一种的抗剪承载力在耐潮湿实验中温度达到五十摄氏度时下降了很大，但玻璃纤维与碳纤维的弹性模量在经过耐久性实验后都没有降低。
3．3解决途径
复合材料的耐久性问题主要从四个方面来解决。第一，提高构成复合材料的其他组成材料的质量，如各种纤维、树脂的质量。由于纤维外表面吸附着基体，所以在配置复合材料时应对纤维表面进行妥善的处理，易于基体吸附。通常情况下，会使用硝酸、双氧水及高锰酸钾等水溶液来氧化纤维表面的附着体，或是用沉淀法将纤维表面的附着体沉淀，便于基体吸附于纤维表面，提高了纤维与基体结合的质量。同时也可在复合材料中加入增韧剂，提高耐久性。第二，结构设计时应选择合适的力学性能系数，综合整体进行设计。因为复合材料对于条件恶劣(例如腐蚀性的酸、碱环境等)比混凝土敏感，所以应根据不同的环境制定出相应的结构设计方案。第三，复合材料加固混凝土结构施工时需提前规划出详细的施工流程，对于复合材料加固混凝土结构耐久性来说，合理的施工顺序及良好的施工质量将是其可靠的保障。在施工时对复合纤维需要进行防护，避免受到损伤。对于基层的混凝土，需要进行去脂以及去除疏松层;对于裂缝的地方，应注意小心剔除其周围的混凝土并且用环氧胶填补;应把垂直转角做成大于20mm的圆角。纤维布条一般搭接长度不小于150mm;固化前要进行检查，有空鼓处需灌胶补满;底胶要饱满。
4结语
文章对复合材料加固混凝土的机理做了分析，得出FRP、PVC－FRP两种加固方法能够提高混凝土承载力。复合材料加固混凝土结构存在耐久性，这种耐久性不仅与加固采用的复合材料有关，而且还与设计、施工和维护管理等有关，需要引起工程技术人员的高度重视。文章从三方面阐述了复合材料加固混凝土构件耐久性问题，提出四个解决方法来提高耐久性，为之后的复合材料加固混凝土耐久性深层问题探索提供了参考依据。
参考文献
［1］张琦，黄故．紫外线对玻璃纤维增强复合材料力学性能的老化研究［J］．湖南科技大学学报(自然科学版)，2009，24(4):35－37．
第9篇：土工合成材料特点范文
关键词：土木工程材料，发展趋势
0引言
随着人类文明及科学技术的发展，土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中，尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。
1 土木工程材料现状及要求
与以往相比，当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善，随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围也有明显的变化。例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善。随着现代陶瓷与玻璃的性能改进，其应用范围与使用功能已经大大拓宽。此外，随着技术的进步，传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。首先工程中的性能表现比以往好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础。尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的进步，但与人们对于其性能要求的期望值还有较大差距。
1.1 从土木工程材料的来源来看
鉴于土木工程材料的用量巨大，尤其在应用方面，经过长期使用的不断累积，单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求。尤其是历史发展到今天，以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担。论文参考网。从另一方面来看，由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高，传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求。为此，以天然材料为主要材料的时代即将结束，取而代之的将是各种人工材料，这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展。
1.2 从土木工程对材料技术性能要求的方面来看
技术性能的要求也越来越多，各种物理性能指标的要求也越来越高，从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点。具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展。
1.3 从土木工程材料应用的发展趋势来看
为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料应用也向着工业化的方向发展。例如，水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展，材料向着半成品或成品的方向延伸，材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高，劳动强度逐渐下降。这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现，也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念。
2新型土木工程材料——绿色建材
土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置，在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户，为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展对环境造成危害，因此“绿色建材”应运而生。目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种：
第一、利用废渣类物质为原料生产的建材，这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料，其优点是节能利废，但仍需依靠科技进步，继续研究和开发更为成熟的生产技术，使这类产品无论是成本上，还是性能方面真正能达到绿色建材标准。
第二、利用化学石膏生产的建材产品，用工业废石膏代替天然石膏，利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品。这些产品具有石膏的许多优良性能，开辟石膏建材的新来源，并且消除了化工废石膏对环境的危害，符合可持续发展战略。
第三、利用废弃的有机物生产的建材产品，以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料，如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料。这些材料消除了有机物对环境的污染，还节约了石油等资源，符合在资源可持续发展方面的基本要求。
第四、利用各种代木材料，用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康，利用高兴技术使其成本和能耗降低，将是未来绿色建材的主要发展方向。
第五、利用来源广泛的地方材料为原料，利用高科技生产的低成本健康建材，不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料，根据这些地方的性质和特点，利用现代技术，可生产各种性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向。
3 土木工程材料的发展趋向
众多现象表明进入21世纪以后，在我国甚至是全世界范围内，土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向：
研制高性能材料，例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术，制造出具有特殊功能的复合材料。
充分利用地方材料，尽量减少天然资源，大量使用尾矿、废渣、垃圾等废弃物作为生产土木工程材料的资源，以及保护自然资源和维护生态环境的平衡。论文参考网。
节约能源，采用低能耗、无环境污染的生产技术，优先开发、生产低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。论文参考网。
材料生产中不得使用有损人体健康的添加剂和颜料，如甲醛、铅、镉、铬及其化合物等，同时要开发对人体有益的材料，如抗菌、灭菌、除臭、除霉、防火、调温、消磁、防辐射、抗静电等。
产品可循环在再生和回收利用，无污染废弃物，以防止二次污染。
总结：总而言之，土木工程材料往往标志一个时代的特点。土木工程材料的发展的过程是随着社会生产力一起进行的，它和工程技术的进步有着不可分割的联系。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换，在未来，基于材料原有的性质的基础上，“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献：
[1]《土木工程材料》中国建材工业出版社 王福川著
[2]《土木工程材料》重庆大学出版社 彭小芹主编
[3]《土木工程材料》武汉理工大学出版社 陈志源、李启令主编
[4]《土木工程概论》武汉理工大学出版社 罗福午著
[5]《土木工程材料》天津大学出版社 阎西康、赵方冉、伉景富、韩龙军
