土工合成材料性能范文第1篇

【关键词】土工合成材料 应用现状 发展趋势

中图分类号：TU3文献标识码： A

土工合成材料是近几十年发展起来的一种新型岩土工程材料。它以人工合成的聚合物，如塑料、化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面和各层土体之间，起着加强和保护土体的作用。虽然土工合成材料问世历史不长，然而整个土木工程却因之发生了巨大变化，许多土木工程领域中的新概念也应运而生。土工合成材料是一种多功能的材料，利用合成纤维高强性、整体连续性、良好水理性和抗腐蚀等特性，可开发成透水的工程材料。目前已在水利、公路、铁路、工业与民用建筑、海港、采矿、军工等工程的各个领域得到广泛的应用。

一、土工合成材料的种类

土工合成材料（Geosynthetics）是一种新的岩土工程材料，它以人工合成的聚合物，如化纤、合成橡胶等为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间， 发挥增强或保护土体的作用。“土工合成材料”是一概括性术语，标识很广泛的产品，土工合成材可分为土工织物、土工膜、复合型土工合成材料和特种土工合成材料等类型。目前已广泛应于水利、水电、公路、铁路、建筑、海港、采矿、军工等各个领域的工程建设。

1、土工织物。土工合成材料是以高分子聚合物等制成的新型建筑材料。目前大致可分为：（1）有纺土工织物；（2）针织土工织物；（3）无纺土工织物；（4）复合土工织物。

2、土工膜。它主要是由透水性低的聚合物、沥青以及合成纤维和织物另加一定的填充料和外加剂制成的材料。它具有很好的防渗和防水性能及很强的抗变形能力和耐久性。它的厚度一般为0.25~7.50mm，它主要有以下优点：（1）改进荷载分布状况；（2）减少填料层厚度，并能满足抗剪强度的要求；（3）限制土体的侧向位移；（4）抗拉性能高，能避免产生裂缝；（5）增加土层刚度。

3、复合型土工合成材料。它包括土工格栅、土工网、超轻型土工合成材料、土工膜袋、土工垫、土工格栅等。常用的土工合成材料为前3种。

4、特种土工合成材料。土工特种材料包括土工格栅、土工带、土工格室、土工网、土工石笼、土工管、土工模袋、三维网垫、E P S 等, 均由聚合物按需要分别以不同加工方法制成。如土工格栅是聚合物片材经冲孔和单向或双向拉伸，形成具有条格形或长方形格栅状的抗拉材料；土工带由聚合物经挤压拉伸，再加筋材复合制成的条带抗拉材料；土工网由聚合物经挤塑成网或由粗股条编织或由合成树脂压制成的具有较大孔眼和一定刚度的平面结构网状材料；土工模袋由双层化纤织物(织造型)制成连续的不同间距(厚度)的平面袋状结构材料。

二、工材料应用现状

1、加筋

（1）加筋土坡

将土工合成材料(土工格栅或土工织物)加入土坡中可以起加筋作用。就加筋功能而言,同针织土工织物相比,土工格栅和有纺土工织物可以在较小的应变下发挥作用,针织土工织物则具有土工格栅和有纺土工织物所不具有的土工合成材料平面内的透水性。在实际应用过程中,可将不同的土工合成材料组合使用,使得加筋效果更加良好。例如可将针织土工织物与土工格栅叠合铺设、针织土工织物与有纺土工织物叠合铺设结合,具有加筋和排水功能;土工合成材料作为土坡内排水系统(竖向和水平向)和土工格栅、有纺土工织物结合。土工合成材料在加筋土坡中的应用前景是将土工合成材料作为含有活性炭纤维的载体,使土工合成材料成为具有导水性的填充聚合物或金属纤维。从而,通过电泳、离子转移和电渗改善加筋区内细粒土的性质。

（2）加筋土挡墙

与加筋土坡类似,加筋土挡墙可以形成直立墙面。加筋材料可以是土工织物,但采用更多的是土工格栅。土工合成材料在加筋土挡墙中的应用前景是在锚固区设置聚合绳、条带和锚具(或土钉),将墙面单元通过加筋体锚固在锚固区。实质上,这一概念在20 世纪80 年代在我国的加筋土挡墙上已经采用。如果加筋土挡墙距岩体较近,也可以将锚具(或土钉)锚固在岩石上。

2、排水

土工织物主要是无纺织物，是良好的透水材料。无论是织物的法向或水平向，均具有较好的排水能力，能将土体内的水积聚到织物内部, 形成一排水通道，排出土体。较厚的针刺无纺土工布和一些具有较多孔隙的复合土工布都可以起排水作用。在岩土工程中很多情况下需要采取排水措施, 以降低渗透压力，或加速土体的固结,或降低无压渗流场的浸润线的位置。过去所采用的常规措施是在适当的部位(如两种透水性不同的土层的交界面，或土料与混凝土建筑物表面的交界面等)铺放在碎石层进行排水。用土工织物则可取代这种碎石层。这种取代不仅可以收到排水效果，而且施工特别简单(特别对倾斜或垂直方向的施工面) ，工程造价也可以大为节省。可用于土坝内垂直或水平排水，土坝或土堤中的防渗土工膜后面或混凝土护面下部的排水，埋入土体中消散孔隙水压力，软基处理中垂直排水，挡土墙后面的排水等。

3、防渗

（1）混凝土坝防渗

在混凝土坝的上游面粘贴土工膜。沿垂直方向每隔2 米设一水平不锈钢槽,以夹紧土工膜。该方法的改善是先在混凝土坝上游面设置土工网格,然后将土工膜粘贴在土工网格上。由于紫外线和氧化作用,土工膜的寿命受到限制。如遇高温,这些作用对大多数聚合材料的影响非常大。这方面的发展前景应是开发改善型的聚合材料,以提供寿命更长的土工膜。

（2）隧道防渗

现行的方法是将土工膜用于永久性混凝土里侧的防渗体,与克重较大的针刺非织造土工织物一起,将水导入设在隧道底脚的排水出口,形成封闭的排水系统。然而,土工膜及其下面的土工织物的布置是很困难的。土工合成材料会从临时的护顶下垂,在永久性混凝土衬砌施工时容易遭到破坏。土工合成材料应和永久性混凝土衬砌同时施工,以避免在永久性混凝土衬砌施工时损坏土工合成材料。将来的发展是开发寿命在100 年以上的土工合成材料,以抵抗隧道周围的不利环境,因而施工方法的改进和材料的寿命是最关键的问题。

4、隔离

将土工合成材料放在不同的材料之间或同一材料不同粒径之间及土体表面与上部建筑结构之间，使其隔离开来。当受外部荷载作用时,虽然材料受力互相挤压，而由于土工织物在中间隔开，不使互相混杂或流失，保持材料的整体结构和功能。隔离用的土工织物必须有较高的强度来承受外部荷载作用时而产生的应力，保证结构的整体性。可用于道路基层与路基之间或路基与地基之间的隔离层，在土石混合坝中隔离不同的筑坝材料，用作坝体与地基之间的隔离体，堆场与地基间的隔离层等。

工程土工合成材料的发展趋势

目前国内一些较大的工程，跨世纪工程中均不同程度地应用了土工合成材料。如长江三峡工程，长江口深水航道整治工程，上海浦东国际机场等，由此可以看出中国正成为土工合成材料应用与销售的最大市场。世界各国对中国土工合成材料的应用与发展都十分关注，积极筹划将设备和产品打入中国市场，这也充分说明中国土工合成材料市场的潜在能力很大。虽然近几十年来土工合成材料总的发展趋势是不管在产品的种类、数量和质量上都有大幅度的提高，而对这一新型材料的认识和应用还不普及，土工合成材料的利用和研究还比较少，有些材料的品种还是空白，与世界上的先进国家相比，还有一定的差距。但是随着工程建设的大规模发展，土工合成材料的推广应用必将在工程建设中得以迅速发挥，发挥巨大的经济效益和社会效益。

四、结束语

土工合成材料具有其独特的力学性能,应用范围广泛，各类土工合成材料已经应用到水利、土建所有的领域中。在某些种类的特定工程中应用土工合成材料，不仅可以减少造价，而且效果都优于其他材料。

参考文献

土工合成材料性能范文第2篇

关键词：新型建筑材料 生态 绿色环保 绿色建材

一．现代绿色建材是指具有优异的质量、使用性能和环境协调性的建筑材料。其性能必须符合或优于该产品的国家标准；在其生产过程中必须全部采用符合国家规定允许使用的原、燃材料，并尽量少用天然原燃材料，同时排出的废气、废液、废渣、烟尘、粉尘等的数量、成份达到或严于国家允许的排放标准；在其使用过程中达到或优于国家规定的无毒、无害标准，并在组合成建筑部品时不会引发污染和安全隐患；其使用后的废弃物对人体、大气、水质、土壤等造成较小的污染，并能在一定程度上可再资源化和重复使用。现代绿色建筑材料种类和数量很多，主要有：

1．现代绿色混凝土材料

混凝土是现代建筑的主要建筑用材，所以发展绿色混凝土材料对于绿色建筑至关重要。①高性能混凝土材料。高性能混凝土是一种新型的高技术的混凝土，其大幅度的提高常规混凝土性能的基础上，具有优良的耐久性、适用性、工作性、各种力学性能、体积稳定性和经济合理性等性能。高性能混凝土除采用优质水泥、水、集料外，还必须采用低水胶比掺加足够数量的矿物细掺料和高效外加剂，采用现代混凝土技术，选用优质原材料，在妥善的质量控制下制成。②利用废弃混凝土生产的绿色混凝土。现在大量的研究表明,废弃混凝土可用作再生混凝土的骨料，也可取代部分优质石灰石生产水泥。将废弃混凝土清洗、破碎、分级并按一定比例配合后得到的骨料称为“再生骨料”，将再生骨料作为部分或全部骨料配置的混凝土成为“再生混凝土”。实验表明再生混凝土的抗压强度可满足设计要求,其它力学性能指标和耐久性指标与普通混凝土基本接近（抗压强度、弹性模量有所降低），用水量比普通混凝土多。③加气混凝土。加气混凝土（其中一类）是以石英沙为基础，以水泥和石灰为胶凝材料，以石膏为硬化剂，铝粉为发泡剂，经高温高压养护后形成的多孔状材料。④合成纤维混凝土。合成纤维混凝土现已得到广泛应用。对增强混凝土早期抗拉强度，防止早期由沉陷、水化热、干缩而产生的内蕴微裂纹，减少表面裂缝和开裂宽度，增强混凝土的防渗性能、抗磨损抗冲击性能及增强结构整体性有显著作用。⑥多孔预制块植栽混凝土。植栽混凝土有连续的空隙，在空隙部分，使用特殊的工艺技术填充无机培养土、肥料和种子等混合生长基料，施工后，种子发芽和生长所需要的水分，除靠保存在生长基料中的雨水外，还可吸收植栽混凝土下面的基层培养土中的水分，不需要另外浇水，这样既实现了绿化，有能防止构筑物表面被污染和侵蚀。植栽混凝土还具有相当好的透水性能，雨水可向地下渗透，这样有可以补充地下水资源，有可以减少城市市政雨水管道的排水压力。

2．木材

木材成为现代绿色建材的亮点，其随着技术的进步出现了许多新的使用形式。①彩色木材：利用先进的染色技术，使原生树木中所没有的色彩渗透在木材组织中，形成彩色木材。它又可分为两种，一种先天着色木材。即在树木生长各个时期，往树木根部浇灌或在树干部位灌注无害的水溶性配色营养液，色彩沿树木内部导管传输并被吸收、着色，形成彩色的木纹。另一种是后天着色木材。即选择富于纹理的木材切片，先脱色处理，然后染上合适的颜色。彩色木材适合作家具、天花板、墙面等大面积表面装饰，别有情调。②瓷化木材：用饱含钡离子的化学溶液浸泡木材使钡离子扩散、渗透到木材组织和细胞内，采用一定的工艺处理过程，木材变成瓷化木材。瓷化木材疏水、稳定、阻燃性能优异。经喷射火焰试验，不出火苗、几乎无烟，只产生低度碳化。这种超级阻燃木材适合大厅家具和装饰，适合车辆内部尤其是大型公共娱乐场所的内部装修。③塑化木材：将乙烯类树脂加压注入木材内部，形成塑化木材。塑化木材具有很强的压缩、弯曲、剪切综合强度，大大地缩小了诸如劈裂等缺陷，具有转自省略很强的耐磨强度和硬度。塑化木材将广泛用于地板装修工程中。④疏水木材：疏水木材在潮湿空气中膨胀率只有普通木材的一半，吸水率只有普通木材的1/5，疏水材料的原理是将木材中亲水性的活性羟基转化成疏水性的乙酰基。疏水木材可以用作浴室内装修、桌面和船舶内家具等，还可用于露天的装修。

3.保温隔热材料

保温材料根据其在围护结构的使用部位不同，可分为内、外保温隔热材料；根据其状态的不同分为板块状、浆体状保温隔热材料。保温隔热材料的主要性能指标有：导热系数、表观密度、压缩强度、尺寸变化率、吸水率、水蒸气渗透系数、粘结强度、氧指数。板块状保温隔热是材料，可以用于内、外保温工程；以其形状的特点，具有使用简便、能保证保温隔热层的厚度要求，性能比较稳定。优良的板块状保温隔热材料有：发泡型聚苯乙烯板（EPS），挤出型聚苯乙烯板（XPS），岩棉板，玻璃棉板等不同材料。浆体状保温隔热材料目前主要用于外墙内保温，也用于隔墙和分户墙的保温隔热。浆体状材料有两种类型，以胶凝材料为主的固化型和以水分蒸发为主的干燥型。其主要成分是由聚苯粒、矿物纤维、硅酸盐为主的多种材料，经一定的生产工艺复合而成的轻质保温材料。此外保温隔热材料还包括其它一些常用材料：空隙性材料，如空心砖、加气混凝土块；断桥隔热铝合金窗框，用导热性远远低于铝的隔条将铝型材隔断，形成铝材―隔热条―铝材组成的铝合金门窗型材；LOW―E低辐射保温玻璃、中空玻璃、夹胶玻璃等。

4.防水材料

现代绿色建筑防水材料不仅具有基本的防水功能还具有其它如保温、去污等功能，并在生产是使用的过程中对环境的影响较小。①聚合物水泥防水涂料。聚合物水泥防水涂料以水泥和丙烯酸等（乳液或其它类）水性聚合物为主原料，加入其它外加剂制得的双组份水性建筑防水涂料。两组份在现场搅拌成均匀、细腻浆料，涂刷或喷涂于基体表面，固化后形成柔韧、高强的防水涂膜。这种涂料既有水泥类胶凝材料高强度，易与潮湿基面粘结的性能，又兼有聚合物涂膜弹性大，防水性好的优点，尤其是以水作为载体，克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水材料易造成环境污染的弊端，是一种无毒无害、可湿作业、施工简便的新型绿色环保防水材料。它不仅适用于各种防水工程，还可用于修补、界面处理、混凝土防护、装饰、结构密封等工程。②渗透结晶型防水材料。渗透结晶型防水材料是指材料中含有的活性化学物质向混凝土内部渗透，在混凝土中形成不溶于水的结晶体，堵塞毛细孔道，从而使混凝土致密的防水材料。其防水性能及其优良。③塑料防渗补漏剂。塑料防渗补漏剂是一种能够迅速防止房屋渗漏的新型建筑化工涂料。其以废旧塑料纺织袋、塑料薄膜、泡沫塑料等废塑料为原料，再配以合理的增塑剂、固化剂，采用低压冷溶反应生产而成，具有塑化快，干燥迅速以及良好的平滑性、密封性、粘接性、防水性、弹塑性和耐热、耐寒、耐腐蚀、抗老化等特点。其生产过程不仅设备投资少、节约能源，而且彻底消除了废旧塑料对环境的污染。④聚乙烯双面复合防水卷材。聚乙烯双面复合防水卷材采用高压法生产低密度线性聚乙烯树脂为主要原料，两面复合化学纤维无纺布，并经特殊的工艺加工而成。具有较好的综合技术性能，如抗拉强度高、抗透气能力大、低温柔性好，适应温度范围宽,-45℃～110℃无变化，抗自然老化能力强，有较好的气密性，耐酸和碱腐蚀，使用寿命长等特出优点，是新建房屋或旧房维修较好的新材料。

总之，现代绿色建筑材料具有其发展的必要性，是现代建筑材料的发展方向，日益的受到各界的重视。现代绿色建筑材料的发展现状与发展速度都呈现良好的态势，表明其将有非常好的发展前景，将有越来越多的新型、高质量的绿色建筑材料被开发和使用。

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。

参考文献：

[1]伍兹.绿色住宅设计方法与实例，中国电力出版社.2005.

[2]克里尚.建筑节能设计手册.中国建筑工业出版社.2005.

土工合成材料性能范文第3篇

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

土工合成材料性能范文第4篇

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

土工合成材料性能范文第5篇

关键词； 形成裂缝；处理技术；控制裂缝；下室结构

Abstract：The author mainly introduces the construction of concrete structure basement of cracks causes of cracks and material defects formed by ground fissure is analyzed, and the construction period of the various problems in the basement of the concrete cracks caused by the reasons put forward the effective solutions.

Keywords：Form the crack; Processing technology; Control crack; Room structure under

中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：

1 施工期间形成的裂缝

施工是工程建设中的主要环节，施工期间出现的各种问题都是会造成地下室混凝土裂缝。从勘测结果来看，施工人员在作业时对于地下室结构没有详细了解， 导致所采用的工艺流程不符合图纸的要求，这就是引起混凝土结构裂缝出现的主要原因。为了控制施工阶段混凝土结构裂缝的形成，对施工阶段产生的裂缝详细分析是很有必要的。

（1）沉降裂缝

从建筑物构造形式可知，地下室处于建筑的最底层， 特别是高层建筑的地下室承受的荷载更大。沉降裂缝形成的根本原因是由于荷载超标，引起地下室结构整体下沉而出现裂缝，施工期间钢筋混凝土强度性能不足， 受到荷载力影响后会出现明显的沉降，且裂缝的外形较宽。

（2）收缩裂缝

收缩裂缝常出现于两个阶段，即凝固、硬化。凝固时由于混凝土材料的水分大多数被蒸发掉， 混凝土材料收缩产生裂缝。硬化时受到地下室构建的限制，混凝土收缩效果不一致易造成裂缝。收缩裂缝不仅破坏了混凝土结构的稳定性， 对钢筋材料也会造成锈蚀或损坏。

（3）龟裂裂缝

按照建筑施工的标准，钢筋混凝土浇注之后要及时养护处理，以保证地下室结构的稳定性。但由于施工单位在浇注混凝土后未采取表面处理、结构养护等措施，造成龟裂裂缝的形成。如：对于刚浇注的混凝土应注意洒水养护，若缺乏保养使得混凝土初凝时出现结构性裂缝。

（4）配筋裂缝

钢筋混凝土推广之后，配筋是混凝土材料配制的重点环节。施工人员在配筋时操作不当也会引起地下室多个位置开裂， 破坏了地下室结构的稳定性。如：上层钢筋网间隙过大、数量过少、应力集中等，均会造成裂缝的出现。随着建筑物层数的增多，配筋裂缝的破坏力更大。

（5）温差裂缝

温度差异会造成“热胀冷缩”，这是混凝土结构裂缝产生的常见因素。当混凝土结构内部温度不一时，施工阶段的温差裂缝现象则更为严重。正常情况下， 温差裂缝是水泥水化热或因环境温度造成。地下室混凝土结构温差过大会在表面形成条状裂缝，保持一段时间后混凝土会不断扩散开。

2 材料缺陷造成的裂缝

地下室混凝土结构裂缝与材料性质也有很大的关联，若混凝土材料配制不当会造成材料性能受损，无法承受过大的载荷而形成裂缝。施工阶段产生的收缩裂缝基本上都是由于混凝土材料性质不稳定引起。一般情况下，收缩裂缝在变形裂缝里占有的比例高达85%左右，对混凝土材料引起的裂缝深入分析有助于地下室结构的加固处理。从材料性质分析收缩裂缝成因表现为：

（1）干燥收缩混凝土材料试验显示，

水泥添加水分则变为水泥硬化体，并且体积明显减小。通常每100g水泥水化后的化学减缩值为7～9ml， 这种特点影响了混凝土抗拉强度，使得干燥收缩现象更为严重。此时，水泥砂浆的干缩值为0.1%～0.2%，混凝土的干缩值为0.04%～0.06%， 对比标准干缩值0.01%～0.02%相差甚远，从而引起的干缩裂缝的形成。

（2）温差收缩

材料内部温度变化会造成水泥水化不均衡，温差收缩产生的裂缝宽度更大。若施工单位采用高性能混凝土，其水泥用量比常规混凝土多3倍以上，水泥水化的放热量更大， 放热前后的温度相差50℃。但混凝土材料的标准为温差在10℃时会造成冷缩值εC=T/α=10/l10-5=0.01%， 超出了混凝土的极限拉伸值。

（3）塑性收缩

塑性收缩是由于混凝土材料内的水分散失过多，对混合料的初凝、硬化效果造成不利影响。地下室混凝土结构塑性收缩现象会引起水分的快速蒸发，骨料、水泥之间的伸缩变形更多。塑性收缩造成的裂缝宽度在2~3mm，若是不及时处理会逐渐向周围扩散。此外，地下室混凝土材料的水灰比超标，水泥超量使用， 粗骨料过少等也会引起塑性收缩裂缝。

3 从材料性能控制裂缝

地下室裂缝的形成受材料因素影响较多，混凝土材料是地下室构造的基本要素，鉴于材料性能异常对地下室造成的不利影响，工程单位在施工期间要注意混凝土材料的质量控制。材料性能的控制应从基本原料构成及钢筋材料配合等方面入手，配制混凝土之后应现场取样检测，合格之后才能运用于地下室施工。

（1）控制混凝土配合比

水泥是混凝土的重要原料，在配制混合料时要严格检测水泥原材料的质量、型号、性能。对于不同品种的水泥所采用的配制工艺是不一样的， 如：采用低水化热水泥应确保混凝土强度符合标准要求，且尽量减少用量以防止低水化热造成的不利影响，避免收缩裂缝的形成。骨料大小的控制决定了混凝土材料的伸缩性能，为防止混凝土结构裂缝的产生需合理控制骨料的大小、级配等。如：对于高强度的混凝土材料，应适当增大其粗骨料的比例，通过改善级配效果减轻低水化热的不利影响，这种方法对改善地下室结构的整体性能大有帮助。另外，对水灰比综合控制可减低材料使用后裂缝的发生率，维持地下室结构性能处于正常状态，厂家在配制混合料时要控制好水分的添加量。

（2）材料性能检测

当配制好的混凝土运输至施工现场时，施工单位要安排专业检查人员抽样检查，待混凝土性能合格之后才能运用于地下室施工。对于材料性能检查应掌握多个方面的指标，特别是混凝土的原料搭配应满足地下室结构性能的需求。掺合料、外加剂是混凝土材料的重要参数，对掺合料、外加剂的控制可显著改善材料的性能。如：粉煤灰具有减水、作用，对混凝土的粘聚性、流动性有改善作用；选择具备减水、增强、缓凝功能的外加剂，也能增强混凝土抗裂、抗渗的性能。

（3）使用高性能材料

伴随着建筑行业技术的进步，许多新型的混凝土材料得到了广泛运用，给建筑施工创造了有利的条件。因混凝土材料性能对地下室裂缝形成有较大的影响，施工单位可通过引进高性能混凝土材料的方式控制裂缝的形成。高性能混凝土可以从和易性、强度、耐久性、变形等多个方面增强材料的抗裂性能，提高了地下室施工的质量。如：地下室施工可采用发泡混凝土，这种材料具备良好的特性。国内对于泡沫混凝土的运用集中于屋面泡沫混凝土保温层现浇、泡沫混凝土面块、泡沫混凝土轻质墙板、泡沫混凝土补偿地基。

（4）把握浇筑工艺

地下室混凝土结构裂缝的防治需把握好浇注环节，采用先进的施工工艺维持良好的结构质量。目前，地下室混凝土浇注工艺应重点控制浇注速度、浇筑量两大指标。首先，混凝土浇筑量的控制应根据地下室施工图纸而定，对混凝土结构详细掌握后选择施工工艺，以保证混凝土发挥最佳凝固效果；其次，浇注速度，地下室处于建筑物底层， 其会受到潮湿环境的限制而影响凝固效果，在浇筑时要注意速度的把握，以免速度过快浇筑量过大影响了混凝土性能的发挥，使之出现裂缝现象。

4 其他常用的处理技术

先进的施工技术是避免裂缝的根本措施。施工单位不仅要从材料性能方面防范裂缝的形成，还应结合先进的裂缝处理技术减小其不利的影响。我国建筑行业经过几十年的发展已经形成了一套完整的裂缝处理方案，对低层或高层建筑物结构的裂缝处理发挥了理想的效果。当前，建筑行业常用的裂缝处理技术包括：修补技术、加固技术、开凿技术、温控技术等。

（1）修补技术

修补技术常用于微细裂缝的表面涂膜，以达到修补混凝土微细裂缝的目的（如图2，灌缝加固结构胶处理）。修补技术可采用表面覆盖法，其选择的修补材料要根据地下室混凝土裂缝的实际情况而定，普遍使用的材料为弹性涂膜防水材料，如：聚合物水泥膏、聚合物薄膜等。施工人员在修补之前要对混凝土表面进行清理，再用水冲洗表面杂质，待混凝土完全干燥之后用树脂充填混凝土表面的气孔即可（见图2）。

（2）加固技术

加固技术需配合注浆工艺才能完成。处理地下室裂缝时先在裂缝位置上贴医用白胶布， 再用窄毛刷沾浆沿裂缝来回涂刷封缝。当裂缝封闭时间超过10min把胶布条拿掉，露出小缝，粘贴注浆嘴用键包严。加固技术处理裂缝会造成周围产生新的裂口，此时需反复灌浆处理。正确的加固流程是由上往下注浆，灌浆结束后可进行1~2次的补浆加固处理。

（3）开凿技术

此处理方法是对原先的裂缝进行扩大处理，为裂缝修补操作提供方便。开凿技术适用于宽度超过0.5mm的裂缝，配合环氧树脂、聚硫橡胶、水泥、砂等完成修补。如：对砂、水泥按照标准的比例调配混合，再把环氧树脂、聚硫橡胶等均匀调配。通过抽样检测确定修补材料符合要求，再将其注入已开凿的裂缝里，对于宽度较大的裂缝也可结合开凿技术处理。

5 结论

总之，混凝土是建筑工程必备材料，在行业技术改革的推动下混凝土材料的性能显著改善，钢筋混凝土成为了高层建筑的常用混合料。考虑到地下室的特殊性，施工单位采用钢筋混凝土加固地下室结构以保证整体建筑物的稳定性，对维护高层建筑的使用性能发挥了重要作用。

参考文献：

［1］J.T.Katsikadelis，A.J.Yiotis.The BEM forplates of variable thickness on nonlinear biparametric

elastic foundation.An analog equation solution ［J］Journal of Engineering Mathematics，2003，46，（3-4）