¿Qué son los "nuevos materiales" en ingeniería civil?
Los nuevos materiales en ingeniería civil incluyen los siguientes materiales: \x0d\1 El hormigón de alto rendimiento (HPC) \x0d\ requiere alta durabilidad, alta resistencia y excelente trabajabilidad, lo que se refleja primero en las primeras etapas. etapa Resistencia, alta resistencia a la aceptación, alto módulo elástico seguido de alta durabilidad. Puede proteger las barras de acero de la oxidación y también puede mantener el concreto fuerte y duradero cuando se usa en otras condiciones difíciles. Finalmente, tiene alta trabajabilidad, bombeabilidad y fácil reparación. El hormigón fluido con gran asentamiento se puede preparar sin segregación; se puede reducir la presión de bombeo y el recorte es fácil. Cuando se vierte en invierno, el concreto tiene un tiempo de fraguado normal, aumenta su resistencia más rápido que el concreto ordinario, no se congela en ambientes de baja temperatura y mantiene un asentamiento normal cuando se vierte en ambientes de alta temperatura y puede controlar el calor de hidratación. \x0d\1.1 Hormigón de baja resistencia\x0d\ Este material se puede utilizar para relleno, acolchado, aislamiento de cimientos y cimientos de pilotes, así como para firmes de carreteras o relleno de huecos, y también se puede utilizar para estructuras subterráneas. En algunos casos específicos, el hormigón de baja resistencia se puede utilizar para ajustar la densidad relativa, la trabajabilidad, la resistencia a la compresión, el módulo elástico y otros indicadores de rendimiento del hormigón, y es menos probable que produzca grietas por contracción. \x0d\1.2 Hormigón liviano\x0d\ Utiliza agregados livianos naturales (como piedra pómez, toba, etc.), agregados livianos de desechos industriales (como escorias, ceramsita de cenizas volantes, ganga de carbón de combustión espontánea, etc.), agregados livianos artificiales ( El hormigón ligero hecho de ceramsita de esquisto, ceramsita de arcilla, perlita expandida, etc.) tiene las ventajas de baja densidad, alta resistencia relativa y buenas propiedades de aislamiento térmico y resistencia a las heladas. El uso de residuos industriales, como cenizas de calderas abandonadas, ganga de carbón, cenizas volantes de centrales térmicas, etc., para preparar hormigón ligero puede reducir el coste de producción del hormigón, convertir los residuos en tesoros y reducir la contaminación en ciudades o zonas industriales. y reducir la acumulación de materiales de desecho. La tierra ocupada también es beneficiosa para la protección del medio ambiente. \x0d\1.3 Hormigón autocompactante\x0d\El hormigón autocompactante no requiere vibración mecánica, pero depende de su propio peso para hacer que el hormigón sea denso. Aunque este tipo de hormigón tiene alta fluidez, aún puede evitar la segregación. Los métodos para preparar este tipo de concreto son: (1) El volumen de agregado grueso es el 50% del volumen de concreto sólido (2) El volumen de agregado fino es el 40% del volumen de mortero; -la proporción de cemento es 0,9~1,0; (4) Realizar una prueba de fluidez para determinar la cantidad de superplastificante y la proporción final agua-cemento para obtener la composición óptima del material. Las ventajas de este tipo de hormigón son: no hay vibraciones ni ruidos durante la construcción en la obra, y se puede construir de noche sin molestar al público; es inofensivo para la salud de los trabajadores; la calidad del hormigón es uniforme y; duradero; es fácil de verter cuando las barras de acero están dispuestas densamente o los componentes son complejos, la velocidad de construcción es rápida y la carga de trabajo en el sitio es pequeña; \x0d\2 Hormigón con alto contenido de cenizas volantes\x0d\ Con la creciente comprensión por parte de la gente del potencial inherente del efecto de la morfología de las partículas de las cenizas volantes, el efecto de la actividad de las cenizas volcánicas y el efecto de los microagregados, así como el rápido desarrollo de la tecnología de aditivos para el hormigón, el Cada vez más personas aceptan la opinión de que las cenizas volantes se han convertido en otro componente esencial del hormigón después de los aditivos. La cantidad de cenizas volantes también está aumentando. Países como Estados Unidos, Gran Bretaña y Canadá, que están más avanzados en tecnología del concreto, han comenzado a investigar sobre concreto con alto contenido de cenizas volantes (el contenido de cenizas volantes representa más del 55% del material cementante total) desde mediados -Década de 1980 y aplicaciones. \x0d\La importancia de utilizar grandes cantidades de cenizas volantes radica no solo en el ahorro de costos limitados de materiales de ingeniería, sino también en sus beneficios ambientales y sociales. El cemento es un producto con un alto consumo energético y una alta contaminación ambiental. Utilizar la menor cantidad de cemento posible y utilizar la mayor cantidad de residuos industriales es una tendencia inevitable para que el hormigón se convierta en un material para el desarrollo sostenible de la humanidad. En los países occidentales industriales de TI, con requisitos de protección ambiental particularmente estrictos, se pone especial énfasis en el desarrollo secundario y la plena utilización de diversos residuos industriales. Con el rápido desarrollo de la economía de mi país y la rápida mejora del nivel de vida de la gente, los beneficios ambientales y sociales recibirán cada vez más atención, y el pleno desarrollo y utilización de los residuos industriales se convertirá en una opción inevitable. \x0d\3 Nuevos materiales de pared que ahorran energía\x0d\3.1 Nuevos materiales de mampostería\x0d\Las paredes con estructuras de mampostería generalmente dependen de la selección de materiales de mampostería con baja conductividad térmica y buenas propiedades de aislamiento térmico para lograr la pared El propósito de la transferencia de calor corporal es pequeño. Dichos materiales incluyen principalmente materiales de mampostería como ladrillos huecos de tierra perforada, bloques de hormigón celular, hormigón ordinario y pequeños bloques huecos de hormigón como cenizas volantes, piedra de afilar de carbón y mortero aislante que se utiliza como material de cementación de mampostería. \x0d\En los últimos años, se han utilizado muros ahorradores de energía compuestos por materiales de aislamiento térmico y materiales de pared tradicionales (como ladrillos macizos de arcilla, hormigón, etc.) o nuevos materiales de pared (como ladrillos huecos, bloques huecos, etc.). desarrollado y aplicado. Los materiales aislantes térmicos más utilizados son lana mineral, lana de vidrio, espuma plástica, perlita expandida, hormigón celular y otros materiales compuestos, como ladrillos macizos de arcilla, ladrillos huecos de hormigón, bloques huecos y otros materiales de mampostería. La pared compuesta tiene una capa de material de aislamiento térmico con una conductividad térmica muy pequeña. El rendimiento de aislamiento térmico de la pared es mejor que el de una pared hecha de un solo material y el efecto de ahorro de energía es más significativo. Sin embargo, el precio de los materiales de aislamiento térmico es alto y, al mismo tiempo, requiere una forma estructural principal coincidente del edificio. Es mejor adoptar una estructura de marco y una estructura de muro sin carga. \x0d\3.2 Nuevos paneles de pared compuestos\x0d\ Los nuevos paneles de pared compuestos que ahorran energía están hechos de materiales de aislamiento térmico de alta eficiencia, paneles de pared exteriores y paneles de pared interiores. Se producen industrialmente en fábricas de acuerdo con tamaños o módulos estándar. incluyendo puertas y ventanas. Estos componentes pueden integrarse con paneles de pared y transportarse al sitio de construcción para ser instalados en el marco estructural para formar la envoltura exterior del edificio. Esta es la principal forma de construcción adoptada por los países desarrollados en los últimos años.
Los paneles de pared compuestos utilizados para este tipo de construcción no soportan fuerzas externas, generalmente tienen un espesor de 100 a 150 mm, son livianos, tienen buenas propiedades de aislamiento térmico, tienen un tamaño preciso y una alta eficiencia de construcción. \x0d\4 Compuestos de FRP\x0d\ Las estructuras civiles están plagadas principalmente de dos problemas principales: degradación prematura y funcionalidad estructural insuficiente. En los últimos años, los polímeros reforzados con fibras (FRP) se han convertido en una forma factible de resolver estos problemas estructurales. La práctica de la ingeniería muestra que los materiales compuestos de FRP pueden adaptarse a las necesidades de las estructuras de ingeniería modernas para desarrollarse hacia estructuras de gran envergadura, gran altura, carga pesada, alta resistencia y peso ligero y soportar condiciones duras, y cumplir con los requisitos de industrialización de la moderna. tecnología de construcción, por lo que se utilizan cada vez más ampliamente. Adecuado para puentes, diversos tipos de edificios civiles, marinos y marinos, ingeniería subterránea y otras estructuras. Hay dos formas de aplicación: una es reemplazar barras de acero o tubos de acero y aplicarlas directamente a estructuras nuevas; la otra es utilizarlas para reparar y reforzar estructuras antiguas para lograr buenos efectos arquitectónicos. \x0d\5 Materiales inteligentes\x0d\ La vida útil de las estructuras e infraestructuras de ingeniería civil a gran escala puede durar décadas o incluso cientos de años. Durante su uso, debido a la influencia de cargas ambientales, efectos de fatiga, efectos de corrosión, envejecimiento del material y otros factores desfavorables, la estructura inevitablemente provocará acumulación de daños, atenuación de la resistencia e incluso provocará accidentes inesperados. Para evitar eficazmente emergencias, es necesario reforzar la vigilancia sanitaria de dichas estructuras e instalaciones. \x0d\Un material inteligente llamado material de hormigón inteligente de fibra de carbono se ha utilizado en el control del estado de salud de grandes proyectos de ingeniería civil. \x0d\Es un material compuesto a base de cemento reforzado con fibras con fibras de carbono cortadas o continuas como fase de relleno y lechada de cemento, mortero u hormigón como matriz. La resistividad de este tipo de material tiene una cierta relación correspondiente con su estado de deformación y daño. Por lo tanto, el estado de deformación y daño del concreto de fibra de carbono se puede monitorear probando los cambios en su resistividad. El hormigón de fibra de carbono también tiene las características de una tecnología de construcción simple, excelentes propiedades mecánicas y buena compatibilidad con estructuras de hormigón. Por lo tanto, no solo puede usarse para el flujo de tráfico y el monitoreo de carga en carreteras, sino que también puede satisfacer mejor las necesidades de grandes obras civiles. Estructuras de ingeniería y cimientos. Requisitos para la tecnología de monitoreo de la salud de las instalaciones. Además, el efecto electrotérmico y las propiedades de blindaje electromagnético del hormigón con fibra de carbono también tienen un importante valor de aplicación en la adaptación de la temperatura y la interferencia antielectromagnética de las estructuras de hormigón. \x0d\Debido a su tamaño de partícula ultrafino, los nanomateriales tienen una resistencia ultraalta, superplasticidad y algunas propiedades eléctricas especiales que los objetos convencionales no tienen. Los nanomateriales se utilizan en muchos campos y han logrado importantes efectos de mejora, endurecimiento e inteligencia. Como material tradicional, el rendimiento del hormigón es cada vez más incapaz de cumplir con los requisitos más elevados del desarrollo social. El hormigón inteligente se ha convertido en una nueva dirección de desarrollo. Los nanomateriales también confieren al hormigón propiedades inteligentes. La resistividad de los nanocompuestos a base de cemento cambia linealmente con la tensión y tiene una alta sensibilidad y repetibilidad. Como material intrínsecamente inteligente, los nanocompuestos a base de cemento tienen alta resistencia y buenas propiedades de detección, y tienen amplias perspectivas de desarrollo.