有关土木工程材料的学习

有关《土木工程材料》的学习

摘要：纵观国内外古代、现代的著名土木建筑（房屋、桥梁、道路、古迹等），说明土木工程材料在各种建筑工程中的地位与作用；学习它，我们必须掌握土木工程材料的学习方法，明白实践的重要性与方法，了解各专业方向与材料科学的关系。

关键词：材料，建设，发展,学习，心得。

前言：

土木工程是一门古老而新兴的科学，它推动了整个人类社会的前进和发展，而土木工程材料构筑了整个土木工程的基础，是推动土木工程不断优越的不竭动力。从传统的土木工程材料到近现代的土木工程材料，他们一代又一代默默地替换着，淘汰着，又一代一代地发展着。但他们都有一个共同的目的，那就是不断克服缺点，用尽全部的优点来服务人类的生活。从简单而粗糙的石器到复杂而精密的现代的建材，见证了土木工程经历的无数历史变革，也见证了人类文明史的兴盛与衰落。人类正是以他们为基础统治着整个世界。我们要深入地了解他们，让他们更好的发挥优点服务土木工程建设，服务人类社会。

百万年人类发展史默默无声，但各式的建筑材料构筑的建筑却诉说着人类文明的发展，也向世人展示着建材一路走来的足迹。对于土木工程材料的英文名是什么，起源于什么时代等问题，我就不废话凑字数了，直接进入正题，开门见山好一些。

土木工程材料简介：

土木工程材料的简单分类方法：按材料来源，可分为天然材料和人造材料；按使用功能，可分为结构材料和功能材料。按组成材料的物质和化学成分，土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三大类，每大类又有更细的类别，如下所示： 无机材料： （1）金属材料

黑色金属——钢、铁、不锈钢等 有色金属——铝、铜及其合金等 （2）非金属材料

天然石材——砂、石及石材制品等 烧土制品——砖、瓦、玻璃、陶瓷等

胶凝材料及其制品——石灰、石膏、水玻璃、水泥、混凝土、砂浆及硅酸盐制品等

有机材料：

天然高分子材料——木材、竹材、石油沥青、煤沥青等 高合成分子材料——塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶等 复合材料：

有机材料基复合材料——玻璃纤维增强塑料、沥青混合料等

无机材料基复合材料——钢纤维增强混凝土、聚合物水泥混凝土等

传统土木工程材料：

土木工程材料一般分为传统土木工程材料，近代土木工程材料，现代土木工程材料。这三代材料并无严格的界限，从前想后不断继承和发展的同时又有渗透，一步一步更加适应土

木工程建设中承载安全，尺寸规模，功能和使用寿命以及资源环境中能耗，美观，生态等的要求，（所以叫“三代材料”）就如长江后浪推前浪，一代更比一代强。以下先从它“爷爷”那代说起。

土木工程材料主要有砖，瓦，石，木材，灰等。其中石的“资格”最老。石分为毛石，料石，饰面材料，色石渣，石子。由于抗压强度高，耐磨，加工后富于装饰性加上蕴藏丰富等优点，很早就为人们广泛采用。高耸的宫殿，宽敞的祭台；闻名遐迩的法国凡尔赛宫；举世瞩目的金字塔都是石家一族的杰作。再到后来还有桥梁，道路，水利工程建设也都很多以石为主体。“小河上的石拱桥”是江南水乡的代言人，而且给人以人老岁月不老的古朴的哲理和感怀。洛阳桥，泸沟桥，都江堰等等。在现代，石还用到了采矿中——用它来加固洞身，给采矿作业人员一个“紧钟罩”。

石家一族有很多优点，但太笨重，劳动效率低，不再适应人们建设的要求，于是砖出现了。砖一般分烧结和非烧结砖，虽不及石那么坚硬，但其抗压强度已经可以满足当时土木工程建设中的需要，加上它有规则的尺寸，轻巧，施工很容易进行，所以很快边代替了石成为主要的土木工程建材。

砖筑造了我国古代从秦到清的绝大多数宫殿，大名鼎鼎的万里长城以及北方那些传统的四合院等等。到了近现代，砖在民用建筑中依然占有主要地位。虽然出现了混凝土砖等非烧结砖，但人们还是较普遍的使用青砖。与原来不同的是在烧制的过程中往其中加了矿渣，煤渣尤其是铁矿渣使其更加耐压，寿命更长。烧结砖能耗高且对环境和资源有较大的负面影响，必然会被新型的非烧结砖替代，只是时间问题。

和砖同时出现的是瓦，它是重要的屋面材料。在古代他就已经是财富和权利的象征，即使在混凝土“肆虐”屋面的今天，它依然“高高在上”——专出现在高级别墅，豪华住宅的房顶，就连天安门城楼上也盖的全是瓦。

传统土木工程材料中比较重要的还有木材。著名建筑杭州六和塔，应县木塔以及故宫都是以木为主建造的。经过数百年的风霜雨雪，依旧风采不减当年，也真算得上是奇迹。但由于它容易腐朽，有裂纹，翘曲，容易出虫等缺陷，到了近现代，虽然比肩钢材和水泥为三大基础土木工程材料之一，但比较普遍的建筑主体上都没有了它的踪影。

传统土木工程材料中的砂，灰等在近现代土木工程建设中主要用于混凝土的制作（主要作为骨料）以及建材间的粘和，应用得更广泛，作用更大。

近代土木工程材料：

近代土木工程材料主要包括钢材，水泥和混凝土。其中，混凝土最有发言权。可以说现在的世界是混凝土的世界。他是由胶凝材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣而成形。生产工艺简单，原料丰富，价格低廉，抗压，耐久。这些优点是当今世界大小工程建设中最需要的，所以他自然就成了世界建材霸主。混凝土种类很多，按不同的标准可有不同的分法。下面是比较常见的分类。

按胶凝材料：水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土、聚合物混凝土 按表观密度：重混凝土、普通混凝土、轻混凝土、相对密度混凝土 按使用功能：结构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、防辐射混凝土 按施工工艺：喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土、手拌混凝土

（相对密度混凝土是指在不同条件下，包括温度，水，以及骨料之间的投放比，凝结后密度有相对较大差异的一种混凝土。）土木工程中还有许多为满足工程特殊用途而特制的混凝土，如轻骨料混凝土——轻质，高强，多功能；碾压混凝土——干缩性小，抗渗，抗冻等。 如果说混凝土最有发言权，那么是水泥给了他这个权利。这种可以将其他材料胶结成整体，并形成坚硬石材的材料，为人类社会进步和经济发展作出了巨大贡献。水泥中以硅酸盐

水泥最常见，（凡由硅酸盐水泥熟料和0-5%石灰石或者粒化高炉矿渣以及适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料都称为硅酸盐水泥。）其余的还有特殊用途的水泥如快硬硅酸盐水泥，快凝快硬硅酸盐水泥等。最后是钢材了，从19世纪初，人类就开始将他在土木工程建设中投入使用，使土木工程面貌焕然一新，可以说他的使用是土木工程进入崭新时代的标志。而近代钢筋混凝土的出现和使用更使近代土木工程结构的形式和规模发生了飞跃性的发展。

现代土木工程材料：

现代土木工程材料主要有沥青，沥青制品，玻璃，新型复合材料以及绿色建材。这些材料使土木工程的功能和外观发生根本的改变。高速公路不如说是沥青路，城市以建筑繁荣昌盛，而玻璃使建筑光彩照人。与其余的新型材料一起使人民的生活更加完美。

我国的土木工程材料发展：

材料科学和材料（含土木工程材料）本身都是随着社会生产力和科技水平的提高而逐渐发展。自古以来，我国劳动者在土木工程材料的生产和使用方面曾经取得了许多重大成就。如始建于公元前7世纪的万里长城，所使用的砖石材料就达1亿立方米；福建泉州的洛阳桥是900多年前用石材建造的，其中一块石材达有200余吨；山西五台山木结构的佛光寺大殿已有千余年历史仍完好无损，等等。这些都有力证明中国人民的土木工程材料生产、施工和使用方面的智慧和技巧。

建国以来，特别是改革开放以后，我国土木工程材料生产得到了更迅速的发展。钢材已跻身于世界生产大国之列；水泥工业已由解放前年产量不足百万吨的单一品种，发展为品种、标号齐全，年产量突破4亿吨的水平；陶瓷材料也由过去的单一白色瓷器发展到有上千种花色品种的陶瓷产品，而且生产的高档配套建筑卫生陶瓷已可满足高标准建筑的需要；我国的玻璃工业也发展很快，普通玻璃已由建国初期年产仅108万标箱发展到1亿余标箱，且能生产功能各异的新品种；随着生活水平的提高和住房条件的改善，装饰材料更是丰富多彩，产业蓬勃兴旺。

我国道路沥青的生产从无到有，目前有三个方面的生产力量。(1)中国石化总公司系统所属的炼油厂，这是主要的沥青供应渠道，生产的沥青约占全国的3／4，其中道路沥青占2／3；(2)中国石油天然气总公司系统的沥青厂，分属于各个油田，主要是几个稠油处理厂。10年来沥青总产量增长了10倍，道路沥青增长了20倍，已占全国的1／3；(3)地方化工部门及其它沥青厂(包括辽宁交通厅所属盘锦市沥青厂)。

到1995年止，我国的水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷和石墨、滑石等部分非金属矿产品的产量已跃居世界第一。我国的水泥产量已占世界总产量的24%，建筑陶瓷占25%，卫生陶瓷占16.7%，是名副其实的土木工程材料生产大国。但是，必须看到，我国土木工程材料企业的总体科技水平、管理不平还是比较落后的。主要表现在：能源消耗大；劳动生产率低；产业结构落后、污染环境严重；集约化程度低；市场应变能力差等。因此，我国土木工程材料工业还处于“大而不强”的状态。针地此情况，我国土木工程材料主管部门提出了土木工程材料工业“由大变强，靠新出强”的发展战略。其总目标是：从现在起力争用30—40年时间，逐步把建筑工业建设成具有国际竞争能力，适应国民经济高度发展的现代化原材料及制品工业，与交通土建及建筑工程一起，成为民经济的支柱产业。这个总目标的内容包括：（1）建设有我国特色的现代化的新技术结构，着力发展新技术、新工艺、新产品；（2）建设高效益的新产业结构，实现由一般产品向高质量产品，低档产品向中、高档产品，单一产品向配套产品的转变，使产品结构适庆需求变化；（3）建设起新的现代化管理体制；（4）塑造一支适应现代化建设要求的新队伍。因此，我国的土木工程材料必将会发展更快，其产品的品种、质量和产量可析大地满足我国建设事业蓬勃发展的需要。

《土木工程材料》的内容和学习过程：

土木工程材料是土木工程或其它有关专业的一门基础技术课，并兼有专业课的性质。课程的任务是通过学习，获得土木工程材料的基础知识，掌握土木工程材料技术性能和应用方法及其试验检测技能，同时对土木工程材料的储运和保护也有所了解，以便以今后的工作实践中能正确选择与合理使用土木工程材料。亦为进一步学习其它有关的专业课打下的基础。

学习主要了解、掌握各类土建结构的品种、基本组成、组成设计、技术性能和技术指标。主要有以下内容的学习：土木工程材料的基本性质、石材与集料、烧土制品与玻璃、无机胶凝材料、沥青材料、建筑钢材与木材、高分子材料、建筑砂浆、水泥混凝土、沥青混合料、无机结合料稳定材料、功能材料等。

实验和试验课是本课程的重要学习环节。为了加深了解材料的性能和掌握试验方法，培养科学研究能力以及严谨的科学态度，必须结合课堂讲授的内容，加强对材料试验的实践。本学期，教课老师吴振华老师带领我们进行了七个主题实验的学习和操作。分别是：材料的基本物性实验、混凝土综合性能实验、砂浆的综合性能实验、水泥的综合性能试验、灰土击实实验、沥青的三性实验和砂石筛分实验。

心得：

学习了土木工程材料这门课，我认识到在工程中材料的用量是巨大的，因此各种天然材料将被人工材料取代，而人工材料将会向节能化，再生化，绿色化发展。而且对材料的性能指标要求越来越高。而研发新型的材料可以有助于加强建筑的强度和刚度，或者说是节省材料。新材料推动了土木工程设计方案和施工工艺的变化。随着人类社会的进步和社会的发展，未来的土木工程对材料的要求会更苛刻，土木工程材料在原材料、生产工艺、性能以及产品形式诸多方面将面临严酷的挑战。

土木工程含建筑工程、道路工程、桥梁工程、隧道工程、港口工程、水利工程及市政工程等多种类别，每一类别的工程从实施到动工都离不开土木工程材料的使用，土木工程材料与我们的专业息息相关。因此，充分的理了解土木工程材料得应用及发展趋势，是学好土木工程专业的重要环节，也是今后发展的重中之重。

作为一名刚刚接触到这一门专业课的大学生，很幸运能够有班主任吴老师来给我们描述我们即将要从事的这个行业的过去、现在和未来。

一年半前，刚刚经过高考的我冲着\土木工程\而选择了这里，心里对这门学科的认识是浮躁和肤浅的——不过是学了之后到某个设计院或工程公司去，然后可以赚钱。通过对这门课程的学习，我不由觉得以前想法的幼稚和可笑——或许那只是每一个人最原始最单纯的想法。

班级:11级土木工程（1）班 授课老师：吴振华老师 学号：201140610128 姓名：李哲