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土木工程材料范文1
中圖分類號：S969.1 文獻標識碼：A 文章編號：
土木工程材料是指在土木工程中所使用的各種材料及其制品的總稱。它是一切建筑工程的奠基石。隨著科學技術的發展特別是小康社會的建設和城鎮化的全面推進，預示著我國未來幾十年的經濟發展和社會進步對土木工程材料有著更大的市場需求，也意味著我國土木工程材料領域有著巨大的發展空間。因此，了解土木工程材料的發展狀況、了解土木工程材料的發展狀況、把握土木工程材料的發展趨勢顯得尤為重要。土木工程新型材料表現出節能、高效、環保的特點，并呈現出種類多、性質各異、用途不同等特點。
1 高性能混凝土(HPC)
HPC 要求具有高耐久性和高強度、優良的工作性，首先體現在較高的早期強度、高驗收強度、高彈性模量;其次是高耐久性?？杀Ｗo鋼筋不被銹蝕，在其他惡劣條件下使用，同樣可保持混凝土堅固耐久；最后是高的和易性、可泵性、易修整性。可配制大坍落度的流態混凝土，而不發生離析；可降低泵送壓力，修整容易。冬天澆筑時，混凝土凝結時間正常，強度增長快于普通混凝土，低溫環境下不冰凍，高溫環境下澆筑混凝土保持正常的坍落度，并可控制水化熱。
1.1低強混凝土
這種材料可用于基礎、樁基的填、墊、隔離及作路基或填充孔洞之用, 也可用于地下構造。在一些特定情況下,可用低強混凝土調整混凝土的相對密度、工作度、抗壓強度、彈性模量等性能指標,而且不易產生收縮裂縫。
1.2 輕質混凝土
利用天然輕骨料(如浮石、凝灰巖等)、工業廢料輕骨料(如爐渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造輕骨料(頁巖陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠巖等) 制成的輕質混凝土具有密度較小、相對強度高以及保溫、抗凍性能好等優點。利用工業廢渣,如廢棄鍋爐煤渣、煤礦的煤矸石、火力發電站的粉煤灰等制備輕質混凝土,可降低混凝土的生產成本,并變廢為寶,減少城市或廠區的污染, 減少堆積廢料占用的土地,對環境保護也是有利的。
1.3 自密實混凝土
自密實混凝土不需機械振搗, 而是依靠自重使混凝土密實。該種混凝土的流動度雖然高,但仍可以防止離析。配制這種混凝土的方法有:(1) 粗骨料的體積為固體混凝土體積的50%;(2) 細骨料的體積為砂漿體積的40%;(3)水灰比為0.9-1.0;(4)進行流動性試驗,確定超塑化劑用量及最終的水灰比, 使材料獲得最優的組成。這種混凝土的優點有: 現場施工無振動噪音,可進行夜間施工,不擾民;對工人健康無害;混凝土質量均勻、耐久;鋼筋布置較密或構件體型復雜時也易于澆筑;施工速度快,現場勞動量小。
2 高摻量粉煤灰混凝土
隨著人們對粉煤灰的顆粒形態效應、火山灰活性效應和微集料效應等內在潛能的認識日漸深入，以及混凝土外加劑技術的迅速發展，粉煤灰成為繼外加劑之后混凝土的又一必需組分的觀點正在被越來越多的人接受.粉煤灰的摻量也有不斷增大的趨勢。在混凝土技術方面較先進的美、英、加等國，自20世紀80 年代中期就開始了高摻量粉煤灰混凝土(粉煤灰摻量占總膠凝材料用量的55%以上)的研究與應用。大量使用粉煤灰的重要意義并不僅在于節約有限的工程材料費，還在于它的環境效益與社會效益. 水泥是一種高能耗與高環境污染產品，盡可能地少用水泥，盡可能地多用各種工業廢渣，是使混凝土成為一種人類可持續發展材料的必然趨勢。在環保要求特別嚴格的西方工業國家，尤其重視各種工業廢料的二次開發與充分利用。隨著我國經濟 的快速發展與人民生活水平的迅速提高，環境與社會效益將日益受到重視，工業廢渣的充分開發利用將成為必然的選擇。
3 新型節能墻體材料
3.1 新型砌體材料
采用砌筑結構的墻體，通常依靠選用導熱系數小、保溫隔熱性能好的砌體材料，以此來達到墻體傳熱量小的目的。這類材料主要有空心鉆土磚、加氣混凝土砌塊、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌塊等砌體材料，采用保溫砂漿作為砌體膠凝材料。近年來發展應用由保溫絕熱材料與傳統的墻體材料(例如實心黏土磚、混凝土等)或新型墻體材料〔例如空心磚、空心砌塊等)復合而成的節能墻體。常用的絕熱材料有礦物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨脹珍珠巖、加氣混凝土等材料，與之復合的有黏土實心磚、混凝土類空心磚、空心砌塊等砌體材料.復合墻體有一層導熱系數很小的絕熱保溫材料，墻體的保溫隔熱性能比單一材料砌筑的墻體更加優秀，節能效果更加顯著。但是，絕熱材料價格較高，同時需要與之相配套的建筑主體結構形式，最好采用框架結構、墻體不承重的結構形式。
3.2 新型復合墻板
新型節能復合墻板是由高效絕熱保溫材料、外墻板、內墻板復合而成，按照標準尺寸或模數在工廠實現工業化生產，包括門、窗等構件均可和墻板一體化制造，運送到施工現場安裝在結構框架上，即形成房屋建筑的護結構，這是近年來發達國家采取的主要建筑形式。用于這種建筑物的復合墻板不承受外力，厚度一般在100～150mm，質量輕，保溫性能好，尺寸精確，施工效率高。
4 FRP 復合材料
土木結構主要受兩大問題困擾，過早退化和結構功能不足。近些年來，纖維增強聚合物(FRP)已經成為解決這些結構問題的一種可行途徑。工程實踐表明，FRP 復合材料能適應現代工程結構向大跨、高聳、重載、高強和輕質發展以及承受惡劣條件的需要，符合現代施工技術的工業化要求，因而正被越來越廣泛地應用于橋梁、各類民用建筑、海洋和近海、地下工程等結構。應用的方式有兩種一是替換鋼筋或鋼管直接應用于新建結構中;二是用于舊有結構的維修加固，以取得良好的建筑效果。
5 智能材料
大型土木工程結構和基礎設施的使用期都長達幾十年、甚至上百年。在其使用過程中，由于環境載荷作用、疲勞效應、腐蝕效應和材料老化等不利因素的影響，結構將不可避免地產生損傷積累、抗力衰減，甚至導致突發事故.為了有效地避免突發事件故的發生，就必須加強對此類結構和設施的健康監測。一種稱為碳纖維機敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康監測中已得到應用。它是以短切或連續的碳纖維作為填充相，以水泥漿、砂漿或混凝土為基體復合而成的纖維增強水泥基復合材料。此類材料的電阻率與其應變和損傷狀況具有一定的對應關系，因此，可以通過測試其電阻率的變化來監測碳纖維混凝土的應變和損傷狀況。碳纖維混凝土還具有施工工藝簡單、力學性能優良、與混凝土結構相容性好等特性，因此，它不僅可以用于道 路的交通車輛流和載重監控，而且可較好地滿足大型土木工程結構和基礎設施的健康監測技術的要求。此外，碳纖維混凝土的電熱效應和電磁屏蔽特性在混凝土結構的溫度自適應以及抗電磁干擾方面也具有重要的應用價值。
總之，今后土木工程材料必將在原材料方面最大限度的節約有限資源，充分利用可再生資源工農業廢料。工程中選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換，在未來，基于材料原有的性質的基礎上“可持續發展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
參考文獻：
[1]張正雄.土木工程材料[M].人民交通出版社， 2008
[2]王海波.土木工程材料[M].江西科學技術出版社，2010
土木工程材料范文2
1)教學內容繁雜，邏輯性差土木工程材料課程內容繁雜，涉及面廣，各類材料之間缺乏橫向聯系，敘述性內容偏多，知識點之間銜接不緊密，邏輯性差。學生學起來難以抓住重點，導致影響學習興趣，學習積極性不高，這種狀況在某種程度上也影響了教學效果。
2)教材內容相對滯后近年來，我國經濟快速發展，重大工程項目不斷建造，土木工程領域新材料、新技術不斷涌現，建材技術標準由于其種類繁多而不斷推陳出新。然而，由于教材的編制和出版周期較長，教材的內容往往滯后于建材技術標準的推出，落后于工程實際。
3)綜合性、設計性實驗周期長，開設繁瑣傳統的材料試驗都是隨著課程進度而進行的課中實驗，這種模式的優勢是實驗與理論課同步進行，有助于學生對知識的及時消化和理解，但是由于受時間所限，只適合開設一些耗時短的驗證性實驗，而綜合性、設計性實驗往往由于過程繁瑣、費時費力、周期長而受到限制。
4)傳統教學方法已不適應教學目標的要求由于土木工程材料課程內容涉及材料的性能檢測及工程應用，實踐性強，應用強，傳統的教學方法和手段不能充分展示材料的外觀特征、技術性質指標及工程應用，也會影響教學效果。因此，傳統的土木工程材料課程體系和教學模式遠不能適應時代的發展和應用型人才培養的需要，必須進行全方位改革。
2土木工程材料課程改革與實踐
2.1優化教學內容
土木工程材料課程教學內容應緊跟行業發展動態，保持教學內容的先進性?？梢赃m時講授土木工程領域新材料、新技術、新標準。如在講“建筑鋼材”內容時，介紹了“鳥巢”用鋼的由來及鋼號Q460E－Z35;在解“混凝土”內容時，講解高性能混凝土的性能及工程應用，并及時向學生介紹最新技術標準和技術規程。通過向學生傳授新知識、新信息，可以開闊學生視野，培養學生的創新意識。
2.2強化實踐教學環節，注重能力培養
1)優化實驗教學內容，形成分層次、遞進式的實驗教學模式優化實驗教學內容，削減驗證性實驗，整合綜合性實驗，增加設計性實驗，開辟提高(應用研究)型實驗，逐步形成“基本型實驗－綜合型實驗－提高(應用研究)型實驗”多層次遞進式的實驗教學體系。為此，在原來課內實驗的基礎上，增加了一周的土木工程材料課程實踐，通過課內實驗來完成大綱規定必做的基本實驗項目，通過一周的課程實踐和適當占用業余時間來完成綜合型實驗和提高(應用研究)型實驗，以課內基本實驗為基礎，綜合型實驗為強化，提高(應用研究)型實驗(自選)為引領，形成一套完整的遞進式實驗教學模式。其中基本實驗是大綱要求必須完成的基本教學內容，綜合型實驗主要是指一些綜合性設計性實驗，如“混凝土配合比設計”;利用本溪地區工業廢渣部分做為原材料配制泵送混凝土實驗既屬于綜合性設計性試驗，又屬于提高(應用研究)型實驗。
2)通過開展工程實驗培養學生的初步應用研究能力和創新精神結合本溪地區資源優勢，引導學生利用當地工業廢渣配制混凝土，并觀察不同小組在不同摻量下混凝土的性能改變程度，通過數據共享，來分析變化趨勢，得出結論。事實證明，這一做法在很大程度上激發了學生學習的好奇心和對廢渣合理利用的探究興趣，也培養了學生的初步應用研究能力和創新精神。
3)培養學生的工程意識、材料檢測技能及質量控制的初步能力首先給學生講解材料質量控制對于保證工程質量的重要性，然后模擬工程質量檢測中心，要求學生對常用建筑材料進行性能檢測，從現場取樣、試驗操作、數據處理，到填寫檢測報告，做出結論，使學生了解材料檢測方法和質量控制及合格性評定的全部過程，掌握常用土木工程材料的檢測技能，培養學生的工程意識、材料檢測技能及質量控制的初步能力。
2.3改革教學方法和手段
土木工程材料課程內容涉及材料種類繁多，不同材料有不同的外觀特征、性能特點和適用范圍，單純的板書教學效果不佳，只有通過采用立體化的教學方法和手段才能收到良好的效果。
1)利用多媒體教學、實物觀察、現場參觀和實驗操作等多種方式開展教學利用多媒體課件向學生展示材料的外觀特征、尺寸規格及工程應用，對于條件受限無法完成的實驗可以通過視頻向學生展示說明，通過實物觀察和現場參觀可以使得教學更加生動直觀，有利于增強感性認識，通過實驗操作可以培養學生的動手能力和檢測技能。通過采取多種方式立體化的教學手段，極大地調動了學生的學習興趣。
2)采用案例教學有許多工程質量事故是由于材料原因而引發。據此，適時引入相關的工程案例說明問題更具有說服力。如:在講授“混凝土配合比設計”內容時，引入一個工程案例，某攪拌站錯把粉煤灰當做水泥投料，導致混凝土強度不合格，部分混凝土工程被迫拆除重澆，造成四十萬元的經濟損失。通過此案例的分析，引起學生對所學內容的重視，可以強化理解混凝土配合比設計的基本要求及設計方法，了解混凝土配合比設計對于滿足混凝土強度、降低工程造價及保證工程質量的重要性。同時，也通過讓學生利用所學理論進行原因分析，來提高學習能力及分析問題和解決問題的能力。
3)結合大學生創新創業競賽組織開展課程實踐教學混凝土材料的設計不僅決定混凝土的性能、質量和生產成本，而且對混凝土結構性能及使用壽命乃至我國經濟社會的可持續發展有重大影響;同時混凝土材料設計又是混凝土行業技術人員必須掌握的重要能力。為此，充分利用本課程的實踐環節在學生當中開展混凝土材料設計大賽，可以將課堂理論知識與實踐緊密結合，提高大學生的混凝土材料設計能力和操作技能。通過競賽，激發學生學習專業知識的積極性，提高對專業知識的綜合運用能力，培養學生的實踐能力、創新精神及團隊意識。
2.4在課堂教學中培養學生的職業素質
基于面向施工現場培養施工技術與管理復合型人才的培養目標，我們在培養方案中借鑒《注冊建造師管理規定》提出了職業素質要求，如:具有良好的土木工程職業道德和操守，擁有土木工程師的倫理責任，使土木工程與自然及社會發展相協調;遵守法律、法規和有關管理規定;執行技術標準、規范和規程;誠實守信;接受繼續教育，努力提高執業水準。為了將這些理念融入課堂教學，深入學生心中，我們結合土木工程材料課程內容，采取了一些列措施。通過介紹各種材料檢測標準和應用技術規程讓學生懂得如何遵守行業技術法規;通過介紹本溪市做為資源型城市特點，講解利用工業廢渣做為建筑原材料和發展循環經濟的意義，引導學生樹立可持續發展的理念;通過介紹不合理使用材料引發的工程質量事故教育學生保證工程質量和承擔責任的重要性，培養學生的社會責任感;通過介紹土木工程材料的更新換代，特別是新材料的應用可以開闊學生的視野，啟發學生樹立繼續教育的理念。這些做法對于培養學生做為未來建造師的職業素質會無形中起到潛移默化的作用。
3結語
土木工程材料范文3
1.1國內外研究現狀
國外對碳纖維復合材料的研究起步比較早。結合研究需要成立了相應的碳纖維復合材料研究協會，制訂了相應的測量標準、實施規范、檢測標準、施工規程等，制訂了研究發展方向，加大經碳纖維復合材料再實際中的應用研究，經過多年的研究，目前國外發達國家已經有較為成熟的碳纖維復合材料理論、研究體系和研究成果，并且通過實驗性應用獲得了第一手資料，通過大量實驗已經有了一定的應用實例。目前由于碳纖維復合材料特有的可根據工程需要加工成各種織物材料，滿足工程需要，而且織物表現出很高的強度的特點，因此碳纖維復合材料大量應用在房屋建筑工程的加固工程中、橋梁工程等的加固、維修和保養上。從研究現狀來看，我國對碳纖維復合材料的研究起步比較晚，缺少系統化、本土化的研究體系，主要理論和研究標準、方法借鑒先進國家的研究成果，缺少實際使用經驗的搜集和整理，施工規范上過于依賴國外成熟經驗，缺少本土化的實踐經驗和研究體系，研究方向主要集中碳纖維增強聚合物片材加固和修復鋼筋混凝土結構，而且應用也比較成熟。例如采用碳纖維增強聚合物片材對上海財經大學24m跨度的木結構進行加固，采用碳纖維布對天安門城樓上的大型木柱進行加固[1]；等等。單麗萍《碳纖維布在建筑結構加固中的施工措施淺析》（民營科技2012.8）研究指出，碳纖維增強聚合物加固技術是一種新型高效的土木工程加固修復技術，具有質量輕、強度高強、施工簡單等優點。并對碳纖維布在加固和維護建筑結構中的施工措施進行分析，之處隨著對新材料碳纖維(CFRP)的研究的深入，用CFRP取代鋼板作為外貼對建筑物進行加固是一種必然趨勢。并現針對碳纖維加固的原理、依據、前提進行了探討，并對施工工藝進行了簡要的論述。張勇《CFRP加固混凝土梁的凍融試驗研究》（河北建筑工程學院學報2012.1），碳纖維(CFRP)雖然在加固工程中已得到廣泛應用，但其長期的加固性能尚未得到證實。尤其在我國北方較寒冷地區，因此研究凍融循環對碳纖維加固的混凝土構件的影響。試驗研究顯示碳纖維基本能夠滿足寒冷地區的加固要求。舒亞《碼頭改造工程中碳纖維加固技術的運用》（水利建設與管理2014.3）一文中研究指出：伴隨著材料研究的深入，混凝土結構的加固技術也日益提高，結合工程實例，闡述在碼頭改造工程中如何將碳纖維加固技術運用到水工結構物的主要受力構件，為碼頭水工結構物的加固修復帶來新的舉措，保障了碼頭水工建筑物的安全。整體上來說，碳纖維復合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土結構的修復和加固上，相信隨著研究的深入，碳纖維加固技術在土木工程結構的運用日益廣泛。
1.2最新研究進展和趨勢
日本開發研制成功一種帶有鋁合金接頭碳纖維聚合卷管。研究發現這種聚合卷管具有高效的結構體系，在實際應用中可以獲得特殊的建筑效果[1]。也有學者提出利用碳纖維優良的導電性，通過相應手段監測碳纖維復合材料加固部位導電性能的變化情況，實現對對土木建筑物或橋梁等的無創口健康監測和診斷，而目前利用碳纖維優良的導電性，實現對建筑結構的實時監測應用研究不多，鄭立霞《局部疊層碳纖維水泥基材料的應變電阻效應研究》（四川大學學報(工程科學版)2011.2）研究指出利用不同將碳纖維所具有的特有的導電特性，將不同碳纖維取代鋼筋加入普通混凝土中，普通混凝土便成為具有自診斷功能特性的智能混凝土。利用這些功能特性可望實現土木工程結構和基礎設施的健康監測。并通過實驗研究局部疊層碳纖維取代鋼筋形成的三點彎曲梁在單調和循環拉應力作用下電阻的變化規律，分析了局部疊層碳纖維水泥基材料的應變-電阻效應，在此基礎上進行橫向對比，實驗結果表明，局部疊層碳纖維水泥基材料的應變靈敏系數是連續碳纖維水泥基材料應變靈敏系數的近23倍，但穩定性要差一些；局部疊層碳纖維水泥基材料的電阻和拉伸應變成正比例，因此利用這一特性把可望把局部疊層碳纖維用于土木工程，便于實現在結構和基礎設施的健康監測。
2碳纖維復合材料在構件承載力不足的情況下的應用
雖然在土木工程施工過程中在施工階段，從上到下有嚴格的施工規范和要求，但是實際過程中卻常常存在由于施工管理不嚴、施工人員能力缺陷、致使施工質量不能達到要求，特別是混凝土構件承載力不足導致在建工程或建成工程使用時在安全隱患，存在一定的潛在質量風險，可能導致傷害事故的發生，在這種情況下，如何在不拆除現有混凝土結構的條件下對混凝土構件進行范圍內的加固和修復是要解決的問題，使用碳纖維復合材料為主要原料的纖維增強聚合布進行加固，可以在不毀壞現有結構的基礎上，使混凝土結構得到理想的增補效果。加上纖維增強聚合布施工過程中無需任何重型機械，施工空間不受限制的優點，因此在維護和加固現有建筑中得到大量應用。
2.1碳纖維復合材料在民用建筑加固方面的應用
由于碳纖維增強聚合布的材料性能的特點，碳纖維增強聚合布大量應用在民用建筑中，如梁、板、柱、頂、梁腹裂縫發展過大的構件加固中。碳纖維增強聚合布加固可有效控制裂縫的發展。在使用碳纖維復合材料對不同部位進行加固時，操作手段、方法有一定差異。目前通常使用碳纖維布對鋼筋混凝土裂縫等進行加固時首先選取合適粘合劑，以免造成粘合不緊密，加固效果差，在此基礎上注意粘貼在混凝土裂縫處。在對鋼筋混凝土抗彎構件進行加固時，通常采用特殊粘合劑將碳纖維布粘貼于混凝土構件強力受拉區，通過碳纖維布增加受拉區域強度，實現碳纖維布分擔工程結構中混凝土鋼筋的承受拉力，提高混凝土構件的抗彎承載力和受拉承載力。碳纖維復合材料加固損傷的受彎構件時，結果表明，通過碳纖維布的加固，檢驗結果顯示，加固部位剛度恢復非常顯著，加固部位強度和加固量、損傷程度具有一定關系，通過加固，兩者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纖維復合材料進行抗剪力加固時，一般要求將碳纖維復合材料粘貼于加固構件的受剪力區，力求形成整體的拉力，促使碳纖維復合材料的作用類似于箍筋，從而形成一定的加固力量，有效控制混凝土結構裂縫的進一步發展。目前研究結果表明，理論上推算碳纖維復合材料的隨著外界條件變化應變發展比較緩慢，在實踐中用于加固混凝土構件時，碳纖維復合材料達到的最大應變值比較小。在加固混凝土構件屈服后，碳纖維復合材料逐漸取代混凝土構件箍筋的作用逐，從而有效提高構件抗剪承載力，碳纖維復合材料對工程質量提高程度與加固方式、加固量、帶間距及粘貼層數密切相關。因此實踐中使用碳纖維復合材料對一定的混凝土結構進行維修和加固時，要區別對待，不同位置、強度的部件進行加強所需粘貼量不同，過多過少都不利于加固效果的最優化，如粘貼過量碳纖維增強聚合布，可能會導致不能充分的發揮碳纖維增強聚合布的優勢。由于碳纖維增強聚合布的可設計性的優勢它與所加固構建之間粘貼比較緊密，可以在不改變現有建筑外觀形狀的基礎上進行整體加固，因此在一些對整體構件加固質量要求比較高，碳纖維聚合布在得到大量應用，如對歷史建筑的搶救、保護和維護和原有建筑，同時構件的整體抗震性能得到提高。
2.2橋梁建設加固方面碳纖維復合材料的應用
由于碳纖維復合材料的使用特點，碳纖維增強聚合布可以應用在橋梁加固方面。如磨損、裂縫、局部塌陷的橋面，可以在保持現有混凝土構件的情況下，通過適當修補后加貼碳纖維增強聚合布，從而提高橋面堅固程度和增加使用壽命，如一般采用將碳纖維增強聚合布粘貼于橋面板下面，在提高橋面整體平整的基礎上可以增強橋面板的抗彎及抗剪能力，延長橋梁使用壽命，目前碳纖維復合材料在橋梁建設方面的用途主要有兩類，現有橋梁的加固方面和新橋梁的建設使用。在橋梁加固方面碳纖維復合材料主要用于混凝土橋梁的基本構件、節點、裂縫受彎構件、抗彎構件等的加固，加固的目的主要是提高橋梁的面板、構件的抗彎、受彎、抗剪、軸向抗壓承載力等，橋梁建設加固方面碳纖維復合材料的應用在國外應用廣泛，我國在這方面的工程實踐是在引進吸收國外先進經驗的基礎上，結合我國橋梁工程和新材料發展狀況，2003年7月對1971年建成的“寶成橋”進行了加固維修。提高了大橋承載強度，同時對大橋基本構件提供了抗裂防腐的保護作用[2-5]。但是碳纖維增強聚合布加固混凝土橋柱、橋梁時，應注意原有混凝土構件橫向膨脹性能促使外包碳纖維增強聚合布的局部環向剛度增大，導致混凝土原有構件的脆性破壞，因此在應用碳纖維增強聚合布維修橋梁加固混凝土柱時要注意完全粘貼整個構件。
3結論和建議
土木工程材料范文4
在《土木工程材料》教學過程中，實驗教學往往依附于理論課程，隨理論課程開設實驗。通常是主講教師講授基本理論和基本特性后，由實驗室安排學生進行實驗。實驗室的硬件設施、實驗教學組織與管理、實驗教學方法和手段、實驗教學理念等對實驗教學效果都有不同程度的影響。具體表現有以下幾個方面。
1.1實驗教學內容陳舊。目前大多數高等院校的試驗教學項目仍然是以驗證性試驗為基本授課內容，所驗證的材料也僅僅局限于水泥、砂石骨料、混凝土和瀝青、粘土磚等主材。而近幾年在工程上大規模使用的新型材料、裝飾材料、復合材料之類在學校實驗室較為少見，有的實驗室幾乎沒有，更談不上試驗了。這些實驗內容不能使學生對土木工程材料這門課形成較完整的認識體系，不能與工程實踐緊密地結合起來[2]。在某種程度上限制了學生思維的發展，也束縛了學生創新意識的發揮，更不利于培養學生全面分析問題、解決問題的能力，大大降低了實驗課的教學效果。
1.2教學模式單一，難以激發學生興趣。由于課時的限制，在實驗課上，指導老師只能簡單地講解實驗儀器的操作方法和實驗中的注意事項，并根據儀器和學生的數量進行分組，指導學生進行實驗。學生則根據實驗指導書，按部就班完成實驗操作，填寫實驗報告。由于師資力量、儀器設備及實驗場地等方面的原因，學生在實驗過程中不能充分發揮自己的主導作用，部分學生甚至沒有動手操作的機會，只是站在一邊觀看，這種灌入式的教學模式造成了學生不愿動腦思考，只是被動地接受，抹殺了學生的主動性和創造性，試驗效果很不理想。因此，培養學生的動手能力和創新能力仍然是大多數高校應用型本科人才培養的薄弱環節[3]。
1.3實驗成績考核缺乏公正性。實驗教學質量保證體系普遍缺乏，學生實驗成績往往只是依據實驗報告的質量進行評定，每位學生在實驗過程中的表現不能給出客觀的評價。這種考核方法導致部分學生上課缺乏主觀能動性，實驗報告抄襲現象比較嚴重，這對于部分理論知識扎實、動手能力強的學生來說很不公平，對培養學生的競爭意識和創新意識極為不利。
2實驗教學改革
《土木工程材料》這門課課理論學時數36學時，實驗12學時。如何在完成教學內容的情況下又能很好地保證教學質量，提高學生的學習熱情，拓寬學生的視野，培養學生的責任心和創新能力，已成為實驗教學改革關注的重點和關鍵。為此，我們根據實驗中心的現有條件，對實驗教學進行了一系列改革。
2.1優化實驗教學內容，建立開放式教學體制
通過對教學目標的分析，我們對實驗教學大綱進行了修訂，刪除了部分較為簡單的驗證性實驗，增加了設計性和綜合性實驗，編寫了新型的實驗指導書。在實驗課時不足的情況下，我們增設了開放實驗，學生根據自己的興趣與實驗指導老師預約進行實驗，解決了實驗教學時間與學生課程的沖突。在設置開放實驗時，力求使實驗內容與實際聯系起來，突出其在以后工作中的實用價值。例如，水泥是當今建筑行業最主要的建筑材料，而且在將來的相當長的時間里仍然是如此。因此，在掌握基本性能之外，適當添加相關的新型材料，如涉及環保問題的復合型材料。指導老師引導學生查資料，配置不同配比的秸稈粉煤灰復合材料，經過養護，測定此材料的抗折和抗壓強度，并分析強度的影響因素。我們經過一屆學生的實驗，學生普遍反映綜合能力得到了一定的提高。由于本科生在大三要開設混凝土課程，鑒于實驗課時的限制，我們把混凝土實驗作為課內和開放實驗的重要內容。從骨料、水泥的選取、配合比的計算、試件的制作養護、試件的抗壓劈裂強度等過程，全部是學生在指導老師的指導下完成，并對試驗結果進行分析。在開放實驗中，我們還把部分研究生的論文實驗方法介紹給本科生，使他們對科研工作有一個初步的了解，為以后的工作和學習打基礎。如植被混凝土、瀝青混凝土。
2.2運用多媒體教學手段，增強實驗教學的生動性
隨著全球信息技術的迅速發展，計算機多媒體已成為現代化社會的基礎設施，它在學校的教學活動中得到了日益廣泛的應用。傳統的實驗課教學模式缺乏趣味，容易使學生感到枯燥，不易激發學生學習的興趣。近幾年，我們指導老師把多媒體引入實驗教學，具體辦法是制作和搜集相關的實驗動畫和錄像，通過課堂播放，使學生熟悉實驗操作過程，通時引導學生觀察實驗現象，理解材料的基本性能，提高對材料的感性認識。使講課、演示、實驗等均在實驗室進行，既為教師授課提供了方便，又加深了學生的印象，保證了教學效果。同時使學生對實驗儀器設備和實驗內容做到心中有數，對實驗全過程進行充分了解[4]。例如：混凝土的坍落度、在振動臺上制作水泥膠砂試件、回彈儀測混凝土強度等實驗采用flas演示，把實驗具體操作過程用圖像反映出來，既形象又直觀也便于學生理解。避免了學生自己操作時的盲目性。同時，多媒體技術的運用可以讓實驗內容得到有效的補充，讓學生及時接觸到在課堂無法完成而在實際工程又常用的先進實驗測試技術。
2.3建立公平合理的實驗成績評定制度
實驗考核是對學生實驗學習的檢查，是促進學生學習積極性的一種有效方式，因此建立合理的考核方式也是必要的。土木工程材料實驗成績有四部分組成：（1）實驗考勤（10%）：實行簽到制，保證學生的出勤率和充分的試驗時間。（2）實驗預習（10%）：指導老師針對實驗內容進行提問，檢查學生的預習情況。（3）實驗操作（40%）：觀察實驗操作過程，記錄學生的表現。（4）實驗數據的處理（40%）：按統一的規范格式按組上交試驗報告，根據試驗結果的處理和分析質量、思考題等評定成績。課堂提問的方式既檢查了學生的預習效果，又調動了課堂的氣氛。由于實驗課的教學目標是培養學生的動手能力和分析問題、解決問題的能力，實驗操作和實驗數據處理分析兩項是實驗成績考核的重要部分。
2.4走向生產，實現理論與工程實際的結合
為了讓學生充分而深刻地理解材料的特性以及實用價值，一方面，我們實驗中心的指導老師利用業余時間到施工現場拍攝照片，制作多媒體課件，以便在上課時，將理論的講解融入到工程實際，與工程實例緊密的結合起來。另一方面，我們利用假期時間把學生安排到施工現場進行實習，回校后寫出實習報告，作為實踐教學環節的一部分。讓學生帶著問題到工程實際中尋找答案，在親身體驗中鞏固理論知識的學習，可以大大地激發學生的求知欲望，提高他們分析問題、解決問題的能力。
土木工程材料范文5
土木工程材料是土木工程專業的專業課程，也是基礎課程。對一項土木工程的建設來說，工程材料的質量直接影響了工程和建設的質量，土木工程材料的價格對該工程的成本造價的高低產生著重要的影響。可以說，土木工程材料的選擇和使用是土木工程專業學習的重點課程，能否在最大程度上利用好工程材料，是目前本科院校應用型土木工程專業教學的重點內容。本科院校土木工程材料實驗教學模式就是基于培養學生對學習的土木工程材料的有關知識的實際操作能力而探索出的一種教學方法。土木工程材料是土木工程專業的基礎課程，對常用的土木工程材料的相關問題進行研究和論述是該課程的主要內容。土木工程材料課程是學生學習后續的土木工程專業課程的理論基礎。土木工程材料課程設置的主要目的就是幫助學生提高專業的應用能力，能夠做到合理使用和選擇工程建設使用的建筑材料，并保證材料的質量，進而控制好建筑工程的整體質量。土木工程材料實驗教學模式能夠幫助學生提高動手能力，加深學生對該專業知識的理論研究，是培養土木工程應用型人才的重要方式。但其在目前的課程教學當中存在著諸多問題急需解決。
二、本科院校土木工程材料課程教學當中存在的問題分析
1.課程內容復雜、缺乏邏輯性。土木工程材料教學的內容繁雜，涉及到許多方面，教學內容當中的各種材料之間缺乏必要的聯系，教學內容敘述性過強，專業知識之間缺乏緊密的聯系，缺乏必要的邏輯性。學生在學習相關知識的時候由于內容過于繁雜，專業知識的邏輯性缺乏，難以抓住專業知識的重點，學習的過程中總是處于一種對相關知識時，對其只有一個模糊認識，這影響了學生學習的效果，對學生學習的積極性提高十分不利。2.教學方法陳舊。土木工程課程開設的內容涉及到材料的選用、質量與性能的研究、在工程當中的實際應用等方面，對學生的應用能力和實踐能力要求較高。但是，傳統的土木工程材料課程的教學手段依舊停留在教師在課堂上針對教材當中的相關知識進行講授，實踐性和應用性不強，學生對材料的相關特性、性質以及在工程當中的實際應用并不了解，這對學生的應用能力培養十分不利。傳統的土木工程材料課程教學方式和內容已經不能適應當前社會經濟發展的需要，為了培養具有綜合素質的應用型人才，就必須要對本科院校土木工程材料課程進行相關的方法改革和教學模式的探索。3.土木工程材料課本內容滯后。我國經濟的快速發展催生了許多重大工程項目的開工建造，在土木工程建設方面，科技發展研究出的許多新材料應用于土木工程當中，新能源和新興建筑材料不斷更新與發展，土木工程材料也開始向著綠色環保、節能高效的方向發展，目前我國建設材料的標準由于其種類的繁雜以及新材料的出現而不斷更改。更新一個版本的土木工程材料教材的編制工作和出版時間長，在當前經濟的迅速發展，建筑材料新技術的推陳出新速度加快的情況下，教材內容時常滯后于國家對建筑材料標準的制定，落后于建筑工程行業發展的實際需求。這些對本科院校土木工程材料課程的教學工作十分不利。4.土木工程材料實驗課程學時短。目前本科院校土木工程材料實驗教學課程開設的學時較短，許多院校由于設備陳舊落后、教學實驗場地較少等問題難以增加實驗教學課程的學時。因此產生了其基礎實驗的演示性效果較差、學生在觀看實驗操作和自身實際操作時留下的印象不深等問題。雖然許多院校已經將課堂實驗部分加入到了學生的平時成績考核當中，土木工程材料課程的實驗都是具有驗證性和演示性的，高校雖然要求學生進行一些綜合性的實驗設計來提高學生對土木工程材料知識的學習和應用能力的提高，但是，由于綜合性的實驗設計和操作需要持續較長時間，許多高校實驗課程學時短這個問題已經嚴重影響了學生進行實驗操作和應用能力的提高。
三、應用型本科院校土木工程材料試驗教學中應用能力探究
1.更新本科院校土木工程材料實驗教學理念。高校的土木工程材料實驗教學理念要緊跟建筑工程市場和工程材料發展的方向。教師要更新自己的教學理念，改變傳統的教師把實驗內容演示一遍之后讓學生模仿的方法。在土木工程材料實驗的課堂上，教師可以利用較少的時間把實驗的重點內容和實驗操作的注意事項告訴學生，然后將大部分時間教給學生，讓學生根據教材和知識點自主設計實驗內容和方法，重點培養學生的實驗操作能力，讓學生在自己動手操作的過程中加深對教材知識的理解和對工程建設材料的認知，提高學生的實際應用能力，培養學生的職業素養。2.高校加大對本校的土木工程材料實驗器材和場地的投入。目前，很多高校都存在著土木工程材料實驗器材落后、實驗場地少的問題，這對該院校的土木工程材料實驗教學十分不利。高校要加大對本校的土木工程材料實驗器材和場地的投入，根據目前建筑行業和建筑材料的發展更新實驗設備，增加實驗場地的面積，提高土木工程材料實驗室的建設水平，合理購入目前新興的建設材料，為本校的土木工程材料實驗教學提供必要的物質基礎。同時，高校還可以選擇與本地的建筑企業進行合作，及時更新土木工程材料的實驗教學內容，防止因為建筑行業的發展和材料的標準的更新，教材內容出現落后的現象發生。以此來提高土木工程材料實驗教學水平，幫助學生培養自身的動手操作能力。3.利用多媒體進行教學，增強學生對土木工程材料知識的理解。很多土木工程專業的學生對土木工程材料缺乏感性認識，因此，教師土木工程材料實驗教學手段上要進行必要的更新，利用當前豐富的互聯網資源和便捷的多媒體手段進行教學。教師根據實驗課程的內容收集、整理相關的土木工程材料實驗的視頻、圖像等，將其在課堂上展示給學生，增強學生對土木工程材料的感知能力，提高學生學習相關知識的興趣。采用多媒體教學的方法能夠有效幫助學生認識很多身邊沒有的建筑材料，擴大了學生的知識范圍，增強了學生的好奇心。4.改革土木工程材料實驗教學的方法。土木工程材料實驗教學要重視其教學方法的更新。在實驗課程開設之前，教師要提前布置下實驗的任務和內容，讓學生在實驗之前就掌握實驗方案的設計、操作、實驗誤差和結果的分析方法等知識。在實驗的過程當中，教師要減少對學生的干預，只要學生在保證課堂理論教學和實驗操作的一致性原則下，讓學生進行實驗操作。教師要在土木工程材料實驗教學課堂上重視實驗的過程和學生實驗的操作能力培養，通過讓學生結合自身學習的理論知識和預習的實驗內容自主進行實驗探究和學習，激發學生學習的興趣，幫助學生在動手進行實驗操作的過程中提高自己的應用能力和創新能力。5.引導學生自主進行科學探索，培養創新意識和應用能力。在土木工程材料實驗教學過程中，教師要注意培養學生的創新能力，加強培養學生綜合運用能力和科研訓練。在實驗的教學過程中強化對學生嚴謹的科學態度的培養，鼓勵學生在符合教師開放實驗的整體框架、和遵守實驗操作規范的情況之下進行實驗的自主設計，并在實驗的過程中認真記錄實驗的數據，對實驗當中出現的一些問題進行客觀分析。學生在自主進行科學探索、實驗設計的過程中，提高了自己對土木工程材料知識的認識，培養了創新能力和實際應用能力，為今后自身的發展打下了良好的基礎。
四、總結
土木工程材料范文6
1.智能材料的概念
智能材料是科學家在以此偶然中融合了碳纖維和光導纖維所得到了一種新型材料，它具有感知應力和抗斷性，隨后，科學家們針對這一次的偶然事件進行了更深入的研究，使得更多具備生物學特性的新型智能材料得到了誕生。智能材料作為一種新型材料，它具有很多優勢，例如傳感功能，結合傳感數據進行反饋，通過識別各類相關信息做出判斷，并根據所產生的問題進行自動修復和適應。同時也可以感知外界的環境變化，進而判斷可能出現的危險情況，隨之做出對應避免危險情況出現的恰當相應，而且智能材料該劇由高靈敏性，反應時間短，當刺激消失后，智能材料能夠迅速做出響應，及時還原到最初狀態。它的應用可以讓工作操作任務量得到有效降低，進而在一定程度上解放勞動力資源。
2.智能材料的類型
根據智能材料的特點和功能，可以將其分為感知材料和驅動材料兩類，其中感知材料就是能夠感知外界環境變化的材料，它所能感知的環境變化包括光、電、熱、聲、化學等方面，其功能實現主要是利用各類傳感器來完成，這類材料包括壓電陶瓷和光導纖維等。而驅動材料包括壓電材料和形狀記憶合金等。它主要是響應建筑內部結構的變化和環境變化。智能材料的不同，其具體功能和優勢也會有所差異，因此其應用場合也會有所差異。例如將光導安裝在纖維混凝土中所形成的感光智能材料主要適用于通訊等建筑，進行智能樓宇的建設，實現辦公智能化。而一些新型傳感器則可以安置在各類土木工程中，主要對溫度進行自動控制，相應火災應急，進一步提高工程建筑的安全性。
二、智能材料在土木工程中的應用
智能材料在土木工程中的應用主要是對工程建筑進行實時評估和監控，將智能材料應用在實際的土木工程中，可以有效防止一些事故的產生，進而確保工程建筑的安全性，同時也能確保人員的人身安全和財產安全，避免因事故而出現重新施工等情況，從而保證施工成本。而且智能材料和土木工程的融合所形成的智能土木結構是土木工程建設中的一大技術進步，為土木工程各項指標的監控提供了有效的手段和依據。就以對土木工程建筑檢測來說，傳統評估方法的檢測判斷需要從外到內，但是在進行內部構造檢測的時候卻很難順利開展，這樣就容易導致評估結果等出現誤差，同時內部構造存在的一些安全隱患也容易被遺漏。即使利用其他檢測設備，也會存在一定測量誤差，使得測量精度不高、不精確，并且測量效率也不高。但是在智能材料的運用下，將傳感器安裝在材料內部就可以達到對工程由里到外的檢測目的，還能實現對項目的實時檢測評估，進而掌握項目在每一時段的狀態。而且智能材料對于諸如水利水電設施、高層建筑以及大型橋梁等重大工程項目也具有很大現實意義的。在國外，通常會利用傳感器來檢測大型橋梁的安全性能評估，尤其是在完工后的運行階段中，這樣通過傳感器就能對橋梁關鍵部位的受力和損壞狀態加以全面掌握，進而采取有效修復措施，避免橋梁出現重大損壞而致使交通事故的產生。在我國，一些高性能的傳感器也得到了研發和誕生，促進了我國建筑智能化的進一步發展，例如分布式傳感器、碳纖維傳感器等。但是智能材料的應用需要投入較高的成本，再加上其技術要求較高，一般土木工程建筑施工人員不滿足其技術要求，因此當前智能材料主要應用在重要水利水電設施和重大工程中，而在普通民用建筑中還沒有得到推廣和普及。
三、結語
