土木材料特點(diǎn)以及在土木建筑中的推廣應(yīng)用【摘要】所謂土木材料是在土木建筑中使用的各種材料。在土木建筑中我們需要充分熟悉各種建筑材料的基本性能和特點(diǎn)，本文通過對(duì)基本點(diǎn)土木材料特點(diǎn)的分析來剖析其在土木建筑中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】土木材料；工程建筑；推廣應(yīng)用

1土木材料的概述

土木材料是建筑工程的基礎(chǔ)所在，其質(zhì)量與性能的差異在很大程度上決定了該土木建筑性質(zhì)的優(yōu)劣，在土木建筑中通常以土木材料的特點(diǎn)來選擇，分析，和評(píng)定材料。土木材料的特點(diǎn)具體表現(xiàn)如下：

1.1具有彈性和塑性的特點(diǎn)

所謂彈性是指材料在外力作用下產(chǎn)生了變形而當(dāng)外力消失后又能恢復(fù)到原來形狀的物理現(xiàn)象。塑性是指材料在外力消失后仍能恢復(fù)原狀，并且在尺寸和形狀不變的情形下不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。在土木建筑中任何一種土木材料都應(yīng)具備優(yōu)良的彈性性能，能承受一定的變形，此種性能以鋼結(jié)構(gòu)為最常見。土木材料的變形范圍以虎克定律為準(zhǔn)，其變形的范圍與受力的范圍成正比。這就涉及到彈性模量的概念，即縱向應(yīng)力與縱向應(yīng)變的比例的常數(shù)，常數(shù)越高時(shí)，當(dāng)受熱或產(chǎn)生形變時(shí)材料越不容易發(fā)生形變，會(huì)在基體內(nèi)形成相應(yīng)的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超出變形的范圍后便發(fā)生脆斷。常數(shù)越低時(shí)，就容易變形，基體內(nèi)的做功便把應(yīng)力消耗。

1.2具有脆性和韌性的特點(diǎn)

所謂脆性就是土木材料在受到一定的外力的時(shí)候突然發(fā)生斷裂或裂痕的性質(zhì)。而韌性是指材料在受到外力或者沖擊時(shí)能吸收大面積的力而不發(fā)生破壞的性能。在土木材料中大部分屬于脆性材質(zhì)，如石材，磚結(jié)構(gòu)，陶瓷玻璃以及混凝土等，然而在高強(qiáng)混凝土普遍應(yīng)用的今天仍然會(huì)發(fā)生混凝土結(jié)構(gòu)破壞現(xiàn)象，因此混凝土的脆性日益受到人們的關(guān)注，針對(duì)混凝土這一缺陷便出現(xiàn)了有高韌性復(fù)合材料的水泥進(jìn)行改良，經(jīng)過改良后的混凝土具有高韌性和耐久性的特點(diǎn)。

1.3具有硬度和耐磨性的特點(diǎn)

材料的硬度是抵抗其他硬物對(duì)其表面進(jìn)行破壞的能力，是材料表面的堅(jiān)硬程度的表現(xiàn)。而耐磨性是材料抵抗外來磨損的能力。

2土木材料遇水的特性

2.1憎水性和親水性

所謂憎水性和親水性是根據(jù)材料在與空氣的接觸中能否被水濕潤(rùn)的現(xiàn)象分類的。大部分土木材料屬于親水材料，而且可以通過材料的毛細(xì)血管滲透到材料的內(nèi)部，如石料，混凝土，集料以及木材等，而瀝青石蠟等材料等表面不能被水浸濕，屬于憎水性的材料，該種材質(zhì)可用作防水材料使用。在特殊要求的情況下，親水材料經(jīng)過防水處理也能達(dá)到防滲透的功效，以降低其吸水性。

2.2吸濕性和吸水性

材料的吸濕性是指隨著空氣濕度的變化材料既能吸收水分又能擴(kuò)散水分的特性，如混凝土和木質(zhì)材料。在吸收與擴(kuò)散中最終達(dá)到水分的平衡。而吸水性是材料在浸水狀態(tài)下吸收水分的能力，由于這種現(xiàn)象的影響使得材料的強(qiáng)度降低，體積增大，影響材料的正常性能。

2.3耐水性和抗?jié)B性

耐水性是材料在長(zhǎng)期水的作用下其性能不改變，強(qiáng)度不降低的性質(zhì)。這種性質(zhì)的材料適用于長(zhǎng)期處于水中或潮濕的環(huán)境中的建筑結(jié)構(gòu)。而抗?jié)B性是材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)，這種性質(zhì)的材料一般用于地下建筑和水工構(gòu)建筑這些經(jīng)常受到壓力水的作用的結(jié)構(gòu)。

2.4抗凍性

即材料在水的作用下經(jīng)過多次的冷凍和溶解而性能不改變的材料，一般來說，材料經(jīng)過多次凍融后期強(qiáng)度和性能會(huì)受到嚴(yán)重的損壞，因此，為確保建筑物質(zhì)量和性能，有時(shí)對(duì)建筑材料的抗凍性也會(huì)有特殊的要求。

3材料遇熱的特性

3.1導(dǎo)熱性能

當(dāng)材料受潮或吸水后會(huì)大大降低對(duì)熱的傳導(dǎo)，因此絕熱材料應(yīng)被保證時(shí)長(zhǎng)處在一個(gè)干燥的環(huán)境中比便發(fā)揮其應(yīng)有的絕熱效果。

3.2熱變形性

一些材料當(dāng)遇熱時(shí)會(huì)發(fā)生變形，這類材料對(duì)溫度是相當(dāng)敏感的，當(dāng)熱引起的不勻會(huì)產(chǎn)生附加熱應(yīng)力，這種應(yīng)力在通往超過薄弱區(qū)的剪應(yīng)力強(qiáng)度時(shí)可能會(huì)發(fā)生斷裂。因此，熱變形的性質(zhì)對(duì)材料的穩(wěn)定性有重要的意義。

4土木材料在土木建筑中的引用

4.1混凝土的應(yīng)用

普通混凝土是由膠結(jié)材料，細(xì)骨料，粗骨料和水組成，混凝土在土木建筑中是應(yīng)用最普遍最重要的材料，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了新型的混凝土，下面做簡(jiǎn)要介紹；

高性能混凝土，是通過先進(jìn)的技術(shù)加以改良而來的具有如下優(yōu)勢(shì)的一種土木材料，首先，由于高性能混凝土具有高強(qiáng)和超高強(qiáng)的特點(diǎn)，從而減小了混凝土結(jié)構(gòu)的尺寸，減輕了本身的質(zhì)量以及對(duì)地面的荷載，節(jié)約了施工成本等，其次，高效能混凝土能增加對(duì)外部環(huán)境的抵抗力，保證建筑的使用壽命，減少維修費(fèi)用等由于此種混凝土優(yōu)良的性能使得近幾年在建筑領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

4.2纖維材料在土木建筑中的應(yīng)用

4.2.1纖維材料在混凝土中的應(yīng)用

混凝土在建筑業(yè)中是一種不可缺少的材料，上面已經(jīng)闡述過其重要性，一般用鋼筋來增強(qiáng)其強(qiáng)度和硬度，但鋼筋易受酸堿作用的腐蝕從而造成混凝土的破壞。纖維混凝土是對(duì)原有混凝土的一種創(chuàng)新和改良，通過在混凝土中加入纖維來增強(qiáng)混凝土，如今常見的有碳纖維，芳綸，丙綸混凝土，纖維的強(qiáng)度，空間結(jié)構(gòu)以及量的多少都決定著混凝土的性能，與傳統(tǒng)的混凝土相比它的拉伸和抗彎強(qiáng)度好，不易發(fā)生斷裂等優(yōu)點(diǎn)。

4.2.2纖維復(fù)合材料的應(yīng)用

纖維復(fù)合材料作為土木材料使用時(shí)，既可以保持原材料的特點(diǎn)，又可以滿足單一材料無法滿足的性能。首先在使用的過程中，復(fù)合材料有高的比強(qiáng)度和比剛度，如碳纖維T300環(huán)氧樹脂的比強(qiáng)度是鉛材料的6倍，比剛度是4倍，其次復(fù)合材料的抗疲勞性好，普通的金屬的抗疲勞度為40%左右，而復(fù)合材料的疲勞強(qiáng)度可達(dá)80%以上，抗疲勞性能優(yōu)異，再次，復(fù)合材料對(duì)化學(xué)腐蝕有良好的抵抗功能，尤其在一些近海工程中建筑易于周圍的海水空氣以及污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而引起土木材料破壞，而復(fù)合材料就不需要擔(dān)心這個(gè)問題。最后，復(fù)合材料的抗震性能強(qiáng)，也不易出現(xiàn)由于共振而引發(fā)的脆斷現(xiàn)象，同時(shí)其存在大面積的界面，一旦激起振動(dòng)衰減速度也快。由于復(fù)合材料的這些優(yōu)異性能使得其在土木建筑中被廣泛應(yīng)用。

4.3鋼結(jié)構(gòu)在土木建筑中的應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)材料是土木建筑中極為重要的一種材料，越來越受到廣泛的關(guān)注，鋼結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的土木建筑中優(yōu)勢(shì)明顯，首先它由于質(zhì)量較輕，在承受靜力荷載時(shí)吸收變形的能力強(qiáng)，不易發(fā)生脆裂，抗震性能好。其次是承載能較強(qiáng)，其構(gòu)件重量大大輕于同質(zhì)量的鋼筋混凝土構(gòu)件，而且還可以根據(jù)建筑工程的要求進(jìn)行靈活的分割，提高使用的面積。另外鋼結(jié)構(gòu)在施工和安裝過程中簡(jiǎn)單而迅速，即節(jié)省了完工時(shí)間又節(jié)約了施工成本。最后，從環(huán)保的方面來看，建筑的建造和（下轉(zhuǎn)第125頁）（上接第135頁）拆除對(duì)環(huán)境的影響小，且環(huán)保節(jié)能，一方面大大的減少了土地的使用面積又降低了在土木建筑中能耗。

總之，本文通過對(duì)土木材料的基本特點(diǎn)和性能的分析以便使土木建筑領(lǐng)域的同行們能更好的更有效的利用土木材料，推廣和應(yīng)用新型的土木材料，為土木建筑行業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王彩樺，吳建芬，張麗