土木工程材料课件——绪论
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2021/3/11
地址 上海 香港 广州 深圳 纽约
年代 高度 结构
1998 421 S+C S
2003 415
1997 391 S+C
1996 384
C
1931 381 S+C
19
生态建筑-21世纪建筑发展趋势
BRE绿色环境楼
丹麦斯科特帕肯低能耗建筑 德国爱森RWE办公楼
2021/3/11
英国Integer绿色住宅示范房
➢20世纪我国25项重大工程技术成就中， 材料占2项，与材料紧密相关的占12项。
➢美国把材料列为六大关键技术的首位。
2021/3/11
8
四、本课程的重要性
从宏观意义上分析－材料与社会的关系 ➢材料标志着社会物质文明的程度
• 我们的祖先只有很有限的一些材料，如：石 头，木材， 兽皮
• 如今，混凝土，玻璃，纤维等的出现让我们 的生活变得更加舒适
理论课程体系
– 以课堂教授为主，系统地介绍工程材料的基本 概念、基本原理、材料性质和材料应用性
– 以材料性能为核心，材料的选择与应用为重点， 新材料和新技术为前沿
– 注重知识的基础性、系统性、先进性、技能性
和前沿性
2021/3/11
22
七、课程体系与内容
实验教学体系由基本实验和开放式实验组成
– 基本实验7项：验证型5项，设计型2项 – 开放式实验6项：研究型3项，综合型2项，自选1
– 组成、生产与工艺 – 结构、性能与应用 – 品种、规格 – 性能、标准 – 实验测试等
14
六、发展史及发展趋势
18th-19th以前
石器等天然材料→青铜器、铁器→砖、瓦、陶器、 石灰
19th
水泥混凝土→钢筋混凝土
20th
预应力混凝土→复合材料→新型复合材料
2021/3/11
15
发展趋势
材料方面
国内：
– 产品性能：轻质、高强、多功能、环保 – 制品形式：预制化、构件化、大尺寸化 – 原料：利用再生资源 – 工艺方面：低能耗、低污染、再生
CIVIL ENGINEERING MATERIALS
2021/3/11
1
绪论
一 课程简介
二 学科隶属
三 材料科学与工程学科
四 本课程的重要性
五 工程材料的分类
六 工程材料的发展史及发展趋势
七 课程的体系与内容
八 考核方式
九 专题讨论
2021/3/11
2
一、课程简介
土木工程材料指土木工程中使用的各种材料及 制品，是一切土木工程的物质基础。
– 为后续的专业课打基础
– 培养学生实践应用能力和创新能力
2021/3/11
4
二、学科隶属
（土木）工程材料隶属于材料科学与工程的 范畴。
材料科学与工程学科涵盖材料科学与材料 工程。
材料科学与工程
工程材料
2021/3/11
土木工程材料
5
材料科学与工程
材
材
料
料
科
工
学
程
化学、物理、金属
生产、应用
2021/3/11
2021/3/11
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四、本课程的重要性
从专业角度分析－材料与工程的关系
➢ 材料与结构、施工及工程的关系 材料＋结构（设计）＋施工＝工程质量 ➢ 材料与结构、施工密切相关，相互依存、相互促进 ➢ 材料在很大程度上决定了土木工程的质量
材料
结构
工程质量
2021/3/11
施工
10
四、本课程的重要性
从专业角度分析－材料与工程的关系
《土木工程材料》课程是土木工程等专业的技 术基础课
学习土木工程材料的基本知识、理论与技能，包括：
– 品种、规格
– 技术性能
– 适用范围
– 检验方法等
2021/3/11
3
一、课程简介
课程任务：
– 密切联系工程实际，介绍处理材料问题 的基本思路和方法
– 培养运用物理概念、化学原理，解决材 料问题的能力
项
参与教学体系由以下3部分构成
– 课堂专题讨论－课内 – 开放式作业－课外 – 研究型专题作业－课外
2021/3/11
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课程内容
• 材料的组成成分和生产工艺决定了材料的结 构、性质和特点，从而决定了材料的工程应 用。
成分、工艺 结构
性质
特点
应用
2021/3/11
24
课程内容
为了合理选材、正确用材，必须掌握土木 工程材料的
国外：
– 耐久、节能、多功能、生态、环保
2021/3/11
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发展趋势
结构形式方面 • 20世纪的高层化趋势 －高层化 • 21世纪生态化趋势发展 －生态化
世界十大高层建筑
2021/3/11
17
荷兰Delfut大学图书馆
世界十大高层建筑
排序
建筑名称
1
哈利法塔
2
101大楼
3
双子塔1塔
4
双子塔2塔
5
2021/3/11
西尔斯大厦
地址 迪拜 台北 吉隆坡 吉隆坡 芝加哥
年代 2010 2004 1998 1998 1974
高度 828 509 452 452 442
结构 S+C S+C S+C S+C
S
18
世界十大高层建筑
排序
建筑名称
6
金茂大厦
7
香港国际金融中心
8
中心广场大楼
9
深圳顺兴广场大楼
10 纽约曼哈顿的帝国大厦
英国诺丁汉税务中心
生态建筑风靡国外
20
生态材料－三大特点
环境协调性
– 制造、使用、废弃、再生的整个生命周期中具 有与生态环境的协调性
– 净化环境的功能 – 修复环境的功能
先进性 优异的使用性能 舒适性 给人以健康和舒适
2021/3/11
21
七、课程体系与内容
课程体系由理论课程、实验教学和参与教 学三大体系构成
6
三、材料科学与工程学科
材料科学是一门跨化学、物理、金属等多 学科的科学。 ➢运用所学知识掌握 ➢根据材料不同的组成、结构、表面状态
及性质等 ➢研究和设计材料 ➢使之成为人类有用可靠的材料
2021/3/11
7
三、材料科学与工程学科
材料工程主要包括：
➢材料的生产
➢材料在设计中的应用
材料科学与工程是世界各发达国家和我国 重点发展的学科领域之一。
金属：钢，铁，铝等 非金属： 玻璃，混凝土
植物材料：木材等 高分子材料：塑料 沥青材料：石油沥青等
玻璃纤维增强混凝土等
12
五、土木工程材料的分类－功能
承重材料 围护材料 装饰材料
2021/3/11
保温 吸声 防水
13
五、土木工程材料的分类－部位
主体结构材料 屋面材料 地面材料 墙体材料
吊顶材料
2021/3/11
➢材料与工程质量 的关系
工程质量=安全+ 适用+耐久+美观+ 经济
材料的规格、品 种、性能与特点， 在很大程度上决定 了工程的适用、耐 久、安全、经济和 2021美/3/1观1 等要素。
适用 耐久
材料 工程质量
安全
美观 经济
11
五、土木工程材料的分类－化学成分
无机材料
有机材料 复合材料
2021/3/11
2021/3/11
地址 上海 香港 广州 深圳 纽约
年代 高度 结构
1998 421 S+C S
2003 415
1997 391 S+C
1996 384
C
1931 381 S+C
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生态建筑-21世纪建筑发展趋势
BRE绿色环境楼
丹麦斯科特帕肯低能耗建筑 德国爱森RWE办公楼
2021/3/11
英国Integer绿色住宅示范房
➢20世纪我国25项重大工程技术成就中， 材料占2项，与材料紧密相关的占12项。
➢美国把材料列为六大关键技术的首位。
2021/3/11
8
四、本课程的重要性
从宏观意义上分析－材料与社会的关系 ➢材料标志着社会物质文明的程度
• 我们的祖先只有很有限的一些材料，如：石 头，木材， 兽皮
• 如今，混凝土，玻璃，纤维等的出现让我们 的生活变得更加舒适
理论课程体系
– 以课堂教授为主，系统地介绍工程材料的基本 概念、基本原理、材料性质和材料应用性
– 以材料性能为核心，材料的选择与应用为重点， 新材料和新技术为前沿
– 注重知识的基础性、系统性、先进性、技能性
和前沿性
2021/3/11
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七、课程体系与内容
实验教学体系由基本实验和开放式实验组成
– 基本实验7项：验证型5项，设计型2项 – 开放式实验6项：研究型3项，综合型2项，自选1
– 组成、生产与工艺 – 结构、性能与应用 – 品种、规格 – 性能、标准 – 实验测试等
14
六、发展史及发展趋势
18th-19th以前
石器等天然材料→青铜器、铁器→砖、瓦、陶器、 石灰
19th
水泥混凝土→钢筋混凝土
20th
预应力混凝土→复合材料→新型复合材料
2021/3/11
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发展趋势
材料方面
国内：
– 产品性能：轻质、高强、多功能、环保 – 制品形式：预制化、构件化、大尺寸化 – 原料：利用再生资源 – 工艺方面：低能耗、低污染、再生
CIVIL ENGINEERING MATERIALS
2021/3/11
1
绪论
一 课程简介
二 学科隶属
三 材料科学与工程学科
四 本课程的重要性
五 工程材料的分类
六 工程材料的发展史及发展趋势
七 课程的体系与内容
八 考核方式
九 专题讨论
2021/3/11
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一、课程简介
土木工程材料指土木工程中使用的各种材料及 制品，是一切土木工程的物质基础。
– 为后续的专业课打基础
– 培养学生实践应用能力和创新能力
2021/3/11
4
二、学科隶属
（土木）工程材料隶属于材料科学与工程的 范畴。
材料科学与工程学科涵盖材料科学与材料 工程。
材料科学与工程
工程材料
2021/3/11
土木工程材料
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材料科学与工程
材
材
料
料
科
工
学
程
化学、物理、金属
生产、应用
2021/3/11
2021/3/11
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四、本课程的重要性
从专业角度分析－材料与工程的关系
➢ 材料与结构、施工及工程的关系 材料＋结构（设计）＋施工＝工程质量 ➢ 材料与结构、施工密切相关，相互依存、相互促进 ➢ 材料在很大程度上决定了土木工程的质量
材料
结构
工程质量
2021/3/11
施工
10
四、本课程的重要性
从专业角度分析－材料与工程的关系
《土木工程材料》课程是土木工程等专业的技 术基础课
学习土木工程材料的基本知识、理论与技能，包括：
– 品种、规格
– 技术性能
– 适用范围
– 检验方法等
2021/3/11
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一、课程简介
课程任务：
– 密切联系工程实际，介绍处理材料问题 的基本思路和方法
– 培养运用物理概念、化学原理，解决材 料问题的能力
项
参与教学体系由以下3部分构成
– 课堂专题讨论－课内 – 开放式作业－课外 – 研究型专题作业－课外
2021/3/11
23
课程内容
• 材料的组成成分和生产工艺决定了材料的结 构、性质和特点，从而决定了材料的工程应 用。
成分、工艺 结构
性质
特点
应用
2021/3/11
24
课程内容
为了合理选材、正确用材，必须掌握土木 工程材料的
国外：
– 耐久、节能、多功能、生态、环保
2021/3/11
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发展趋势
结构形式方面 • 20世纪的高层化趋势 －高层化 • 21世纪生态化趋势发展 －生态化
世界十大高层建筑
2021/3/11
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荷兰Delfut大学图书馆
世界十大高层建筑
排序
建筑名称
1
哈利法塔
2
101大楼
3
双子塔1塔
4
双子塔2塔
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2021/3/11
西尔斯大厦
地址 迪拜 台北 吉隆坡 吉隆坡 芝加哥
年代 2010 2004 1998 1998 1974
高度 828 509 452 452 442
结构 S+C S+C S+C S+C
S
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世界十大高层建筑
排序
建筑名称
6
金茂大厦
7
香港国际金融中心
8
中心广场大楼
9
深圳顺兴广场大楼
10 纽约曼哈顿的帝国大厦
英国诺丁汉税务中心
生态建筑风靡国外
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生态材料－三大特点
环境协调性
– 制造、使用、废弃、再生的整个生命周期中具 有与生态环境的协调性
– 净化环境的功能 – 修复环境的功能
先进性 优异的使用性能 舒适性 给人以健康和舒适
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七、课程体系与内容
课程体系由理论课程、实验教学和参与教 学三大体系构成
6
三、材料科学与工程学科
材料科学是一门跨化学、物理、金属等多 学科的科学。 ➢运用所学知识掌握 ➢根据材料不同的组成、结构、表面状态
及性质等 ➢研究和设计材料 ➢使之成为人类有用可靠的材料
2021/3/11
7
三、材料科学与工程学科
材料工程主要包括：
➢材料的生产
➢材料在设计中的应用
材料科学与工程是世界各发达国家和我国 重点发展的学科领域之一。
金属：钢，铁，铝等 非金属： 玻璃，混凝土
植物材料：木材等 高分子材料：塑料 沥青材料：石油沥青等
玻璃纤维增强混凝土等
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五、土木工程材料的分类－功能
承重材料 围护材料 装饰材料
2021/3/11
保温 吸声 防水
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五、土木工程材料的分类－部位
主体结构材料 屋面材料 地面材料 墙体材料
吊顶材料
2021/3/11
➢材料与工程质量 的关系
工程质量=安全+ 适用+耐久+美观+ 经济
材料的规格、品 种、性能与特点， 在很大程度上决定 了工程的适用、耐 久、安全、经济和 2021美/3/1观1 等要素。
适用 耐久
材料 工程质量
安全
美观 经济
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五、土木工程材料的分类－化学成分
无机材料
有机材料 复合材料
2021/3/11