土建施工中的新型材料应用与性能研究

引言

城市化进程持续推进，土建工程的规模随之逐步增大，对建筑材料性能的要求变得更高，传统材料在某些方面已无法适应现代工程的需求，新型材料的出现成了土建施工领域发展的必然走向，新型材料的应用既可以改善工程质量与安全性，又能够达成节能环保的目的，进而促使建筑行业可持续发展，所以，针对土建施工中新型材料的应用及性能实施研究具备重要的现实意义。

1 土建施工中新型材料的技术背景与分类

1.1 土建工程材料技术革新的驱动因素

传统土建工程材料在现代工程应用时存在不少局限之处，普通混凝土的耐久性短缺，长时间使用时极易产生裂缝，剥落等情况，进而影响到建筑物的结构安全及其使用寿命，传统钢材的耐腐蚀性不好，处于潮湿或者存有腐蚀性介质的环境中就很容易生锈，从而削减结构的承载能力。现代建筑对材料性能有着更高要求，城市之中高层，超高层建筑以及大型基础设施不断涌现，这便对材料的强度，刚度以及稳定性提出了更高标准，而且，人们对于建筑的功能性与舒适性越发重视，隔声，隔热，防水等性能需求正在日益增长。

1.2 土建施工中新型材料的分类及特性研究

高性能混凝土属于土建施工较为常见的新型材料，包含高性能混凝土，自修理混凝土以及超高性能混凝土等类型，高性能混凝土具备高强度，高耐久性和良好的工作性能，可以适应复杂工程结构的需求。自修理混凝土是在混凝土当中加入特别添加剂，这样在产生裂缝的时候就能够自动修补，从而提升结构的耐久性，而超高性能混凝土有着非常高的强度和耐久性，被普遍应用到桥梁，高层建筑物等重要结构之中。新型金属材料如高强钢、耐腐蚀合金，纤维增强复合材料具备出色的力学性能与耐腐蚀性能，高强钢的屈服强度较高，可以承担更大的荷载，缩减结构自重，在恶劣环境下，耐腐蚀合金仍然能够保留较好的力学性能，适合应用于海洋工程，化工设施等领域，纤维增强复合材料包含纤维和基体材料，具有轻质，高强，耐腐蚀等特性，其早已在航空航天，汽车等领域全面应用，近年来，在土建施工中的应用也渐渐增多。建筑功能材料包含防水涂料，保温隔热材料以及智能调光玻璃等等，这些材料给建筑物带来了更多的功能特性，防水涂料可以有效地防止水分渗透，守护建筑物的结构安全。保温隔热材料能够缩减建筑物的热量传递，削减能源的损耗，智能调光玻璃则会依照外界光线和温度的改变自动调节透光率以及隔热性能，从而改善室内环境的舒适程度。

2 新型材料的工程适用性与核心性能研究

2.1 新型材料性能的测试与评估方法

力学性能评定是考量新型材料的关键手段之一，其中涵盖抗压强度，抗拉强度，弯曲强度等指标的评定，经由标准的试验方法，在实验室或者施工现场对材料执行加载试验，从而得到材料的力学性能数据，这些数据能够给材料的设计选型以及施工应用给予按照。新型材料性能评定包含耐久性评价，该评价覆盖抗渗性，抗冻融性，化学侵蚀性这些方面。抗渗性试验能检测材料的防水性能，抗冻融性试验会模拟材料在严寒地区的使用环境，评定材料在多次冻融交替状况下的性能改变，化学侵蚀性试验用于探究材料处于不同化学介质环境时的耐久性及其抵抗侵蚀的能力。环境适应性指标评价同样不可或缺，其中涵盖抗火性，抗震性以及长期稳定性等方面，抗火性试验能够探究材料处于高温时性能的改变状况，进而为建筑防火设计赋予参考依循，抗震性试验可凭借模拟地震作用来检测材料的抗震性能，而长期稳定性试验则是对材料长时间使用后的性能变化展开监测，

以此来评定其使用年限。

2.2 关键性能指标与工程应用的关联性分析

材料的强度及承载力会给工程结构的安全性带来直接影响，高性能混凝土具备高强度这一特性，可被应用到大跨度桥梁以及中高层建筑当中，其不但能减小结构自身重量，还能优化建筑空间的利用率，在执行结构设计的时候，需遵照结构的受力特征以及承载需求，合理选取材料的强度等级。材料的性能指标同工程功能联系紧密，相变材料具备蓄热调温能力，这种特性可被应用到建筑节能设计当中，它可以调节室内温度，削减空调和供暖所产生的能源消耗。在高寒地区的建筑里，保温隔热材料的性能会直接左右室内热环境状况，所以要选取导热系数较低的材料来提升建筑的保温水平。全生命时段成本评定必要把材料的初期投入和后期守护成本一并纳入考量范围，部分新型材料虽售价偏高，但其使用年限长且守护成本低，如果从全生命时段的视角出发，这种材料在经济上的优势颇为突出，在挑选材料时，要综合评定其成本效益，进而选出性价比高的材料。

3 新型材料施工工艺适配及工程案例分析

3.1 材料与工艺协同技术创新

混凝土作为土建工程中最主要的建筑原材料，其各方面的性能指标对于整个建筑工程的可靠性与稳定性具有至关重要的影响。新型混凝土材料是在原有混凝土基础上进行改进的，性能更具优势，能在一定程度上满足不同建筑的需求。新型混凝土在土建原材料当中非常重要，在建筑工程中有非常高的应用价值，高性能混凝土的预拌与泵送技术需遵照其特性加以改良，高性能混凝土的配合比设计要顾及工作性能和耐久性需求，以保证它在泵送时具备良好的流动性和稳定性，而且，要想保障混凝土的质量，就得巩固生产及运输环节中的质量把控。智能材料的安装与调试标准需符合工程特点，自感知混凝土传感器的安装位置及接线方式要合乎设计要求，在调试时应精准校正传感器参数，保证其达成预期功能。

3.2 工程应用与性能表现实证研究

阿联酋阿布扎比卢浮宫的穹顶结构采用了超高性能混凝土，这种混凝土的抗压强度胜过150MPa，从而做到了大跨度，超大悬挑的穹顶结构设计。这项工程体现出超高性能混凝土在高承载，大跨度结构中的应用长处，也证实了它在改良结构承载能力和改良建筑造型方面的性能状况。新加坡某绿色建筑，其外墙使用了相变材料来隔热保温，这种材料在不同温度下会发生相变，期间它可吸收并放出热量，从而有效地调控室内温度。同传统幕墙比起来，含有相变材料的外墙在削减空调能耗上成果突出，这彰显出材料和绿色建筑理念之间的有机融合。

结语

土建施工里新型材料的应用很关键，其技术革新的动力源于诸多因素，传统材料存在局限，现代工程有需求，还有国家政策等。新型材料包含高性能混凝土，新型金属材料，建筑功能材料，复合材料，纳米材料等等，各类别均具备独有的特点，经由科学的性能考量与评定手段，可以精准地评判新型材料的性能，并且把它同工程应用密切联系起来，材料和工艺一起开展技术更新带动了施工工艺的提升，不少工程实例证实了新型材料的优良性能，以后，伴随技术持续发展，新型材料在土建施工中的应用会有着更为宽广的前景，给建筑行业的高质量发展给予强有力的支持。

参考文献

[1]李国虎.新型混凝土材料在土建工程中的应用研究[J].造纸装备及材料，2022，51（05）：72-74.

[2]刘倩，陆雁飞，李瑞玲，等.对土建工程新型混凝土材料的应用探讨[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2021，（02）：190-191.