土木工程材料

3.土木工程材料的发展趋势
高性能化
高强、高耐久、高抗渗、高保温等新型高性能土木工程 材料。
多功能化
具有多种功能或智能的土木工程材料。
工业规模化
土木工程材料的生产要实现现代化、工业化，而且为了 降低成本、控制质量、便于机械化施工，生产要标准 化、大型化、商品化等。
生态化
为了降低环境污染、节约资源、维护生态平衡，生产节 能型、环保型和保健型的生态建材。
连续刚构桥——湖南沅水桥 简支梁桥——普兰店桥 T形刚构桥——重庆长江大桥 钢桁梁桥——武汉长江大桥 钢桁梁桥—钱塘江桥 连续梁桥——六库怒江桥 连续梁桥 六库怒江桥 箱形拱桥——红旗桥
结合梁和钢斜拉桥——南浦大桥
现代土木ຫໍສະໝຸດ Baidu程材料
钢材、混凝土 钢—混凝土复合材料 砖—混凝土复合材料 高分子及其复合材料
天 下 玉带桥 第 一 关
泸定桥
万里长城
十七孔桥
芦沟桥
万里长城
总长度大约有十万里以上！ 所用土木工程材料： 土、石、木料、砖、石灰 关外有关、城外有城，其材料运输量之浩大、 工程之艰巨世所罕见。 体现我国古代建筑 工程的高度成就，表现我国古代劳动人民 的聪明才智。
最古老的建筑材料
天然石材 天然植物：木材、茅草 粘土及其制品 动物的毛发与制胶等 石灰
2. 土木工程材料的发展历程
发展历程大致可分为三个阶段： 天然材料
人类最初直接从自然界中取材作为土木工程材料，如：土、 人类最初直接从自然界中取材作为土木工程材料，如： 石材、木材等。 土、石材、木材等。
人工材料
随着人类文明和技术的进步，开始人工合成和制造各种土 随着人类文明和技术的进步，开始人工合成和制造各种 木工程材料，以满足土木工程发展的需要。如：砖、瓦、 土木工程材料，以满足土木工程发展的需要。如：砖、瓦、 陶瓷、玻璃、水泥、金属、高分子材料、复合材料等 陶瓷、玻璃、水泥、金属、高分子材料、复合材料等
学习心得
土木工程材料品种多、课程内容多为叙述、 土木工程材料品种多、课程内容多为叙述、 分析、综合论述各种材料的原料、生产、组成、 分析、综合论述各种材料的原料、生产、组成、 结构、构造及其对材料性能的影响， 结构、构造及其对材料性能的影响，根据材料的 共性与特性来确定其应用技术（配制、施工、 共性与特性来确定其应用技术（配制、施工、检 以及运输、储存、维护和经济效益等）。 验、以及运输、储存、维护和经济效益等）。 因此，在学习时， 因此，在学习时，
复合材料
为了满足土木工程结构与功能的要求，又能节约材料、节 随环境条件的变化而具有应变能力的材料：如：变色调 约资源，最大限度地发挥各种材料的优势，避免其不足， 光玻璃、可自修复混凝土、调温、调湿墙体（面）材料、 将不同组成与结构的材料复合形成各种复合材料，如玻纤 形状记忆合金等。 增强塑料、纤维混凝土、金属陶瓷等。
如何获取知 识
第一，阅读大量文献和书籍，获得有关材料组成、 第一，阅读大量文献和书籍，获得有关材料组成、 结构与性能关系及其规律的理性认识。 结构与性能关系及其规律的理性认识。 第二，通过对材料进行相关试验， 第二，通过对材料进行相关试验，获得有关性质 的数据，例如强度、弹性模量， 的数据，例如强度、弹性模量，为结构设计或分析 提供依据。 提供依据。 第三，材料加工、 第三，材料加工、运输和现场施工的工程实践是 感性认识的另一重要来源。 感性认识的另一重要来源。 第四，由于材料科学和检测技术的发展， 第四，由于材料科学和检测技术的发展，对材料 的组成、结构与性能进行深入研究得到的认识。 的组成、结构与性能进行深入研究得到的认识
不熟悉土木工程材料的“来龙去脉”的结构 设计师，就不可能成为一位称职的设计师
如何学好“土木工程材料”课程?
课前预习和阅读教材，善于提问 课堂上认真学习、积极参与讨论 课外阅读文献与书籍 认真做好试验与练习 勤于分析思考与归纳总结
土木工程材料课程 特点
1)实践性强 接近工程实际， 1)实践性强 接近工程实际，不像基础理论课程 那样：对具体的现象或结构进行简化、抽象； 那样：对具体的现象或结构进行简化、抽象； 2)综合性强 面对浩瀚的工程学复杂问题， 2)综合性强 面对浩瀚的工程学复杂问题，需要 广泛知识和综合能力。不像基础理论课程那样， 广泛知识和综合能力。不像基础理论课程那样， 着重深入分析，而是要善于归纳总结。 着重深入分析，而是要善于归纳总结。
开放式“三性”试验 自选题、自行设计和自主进行试验
本课程的学习目的
学习有关土木工程材料的基本理论、 基本知识和基本技能，为土木工程专业 课程的学习和今后从事专业技术工作打 下必要的基础。
本课程的主要任务
以土木工程应用为背景，运用材料科学原理， 讲解土木工程材料的理论基础知识； 为学生毕业后从事工程技术工作，就材料的选 择与应用、材料验收、质量鉴定、材料试验、 储存运输、防腐处理及试验研究等方面，打下 必要的基础。
工程师是做什么的？
科学讲分析，它设法去了解自 科学家的任务 然是什么； 工程要综合，它努力去创造可 能的东西。 工程师的任务
Wm. A.Wulf（美国工程院院长）
土木工程师的任务是创造！
运用各种设计理论设计各种土木工程的结 构和施工方法。 应用“土木工程材料”的知识，结合设计 要求，合理选择和利用各种工程材料。 应用“土木工程材料”的知识，建造或创 造各种“土木工程”。
云 南 下 关 天 生 石 桥
广西桂林踏步桥 架木桥
河北赵州石桥
建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m） 建造该桥的石材为青白色石灰岩 比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥 面间设计“敞肩拱” ，比外国早了1200多年 敞肩拱不仅减轻自重、节省材料、减轻桥基负 担，使桥台轻巧，且位移很小，地基下沉甚微， 且拱圈内应力很小，是至今位移和沉陷微小且 不坠的重要原因之一； 该桥拱轴线和恒载压力线甚接近，拱圈各横截 面只受压力或微小拉力。该二线重合道理，到 现代才认识。
“土木工程材料”课程性质和内容是什么?
什么是土木工程材料？ 土木工程材料课程性质是什么？ “土木工程材料”课程内容有哪些？
什么是土木工程材料？
土木工程材料是人类建造活动所用一切 材料的总称。 广义上，所有物质均可用作土木工程材 料。 土木工程材料包括了迄今已发现和发明 的所有材料。
问题
1.你们知道哪些土木工程材料 1.你们知道哪些土木工程材料 ？ 2.最古老的土木工程材料是哪些？ 2.最古老的土木工程材料是哪些？ 最古老的土木工程材料是哪些 3.什么是今天用量最大、 3.什么是今天用量最大、用途最广的 什么是今天用量最大 土木工程材料？ 土木工程材料？
应抓住重点、要点，注意思路的整理与发展。 应抓住重点、要点，注意思路的整理与发展。 通过自学、作业、面授、答疑、试验等环节，注意基 通过自学、作业、面授、答疑、试验等环节，注意基 础理论（基理）、基本知识（基知）、基本技能（ ）、基本知识 ）、基本技能 础理论（基理）、基本知识（基知）、基本技能（基 的学习和掌握。 技）的学习和掌握。
名言：
What we can’t create we don't understand !
名言：
A structural engineer who is ignorant about the “ins and outs”of the civil engineering materials can never be a competent designer.
“土木工程材料”课程学习内容
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 土木工程材料的基本性质 无机胶凝材料 混凝土 砌筑材料 金属材料 木 材 建筑高分子材料 沥青材料
“土木工程材料”试验内容
基本试验技能试验
水泥性质 骨料性质 混凝土拌合物与力学性质 土木工程材料的力学性质
土木工程材料学
以土木工程科学与技术为背景， 以土木工程科学与技术为背景，研究满足 建造各种土木工程所需的材料的组成、 建造各种土木工程所需的材料的组成、结构与 其工程性能的关系和制备与施工技术， 其工程性能的关系和制备与施工技术，涉及 水泥与混凝土 钢材与铝合金材料 沥青材料 工程高分子材料 建筑复合材料 建筑功能材料与制品
有三大类： 无机材料：金属、非金属 土木工程材料的分类与发展 有机材料：植物、高分子、沥青 复合材料：有机－无机 有两大类： 1.土木工程材料的分类 金属－非金属 天然材料：石材、粘土、植物等； 人工材料：金属、水泥、陶瓷、玻璃 按化学组成分类 有： 塑料、橡胶、纤维等 承重材料、防水材料、隔热保温材料、 按来源分类 防护材料、装饰材料、吸声隔音材料、 按建筑功能分类 粘结密封材料、智能材料等。 有： 按用途分类 结构材料、墙体材料、屋面材料、 地面材料、吊顶材料、墙面材料等。
学习心得
学习土木工程材料，有一个很深的印象， 学习土木工程材料，有一个很深的印象，就是 要懂得事物的模糊性，不确定的一面。 要懂得事物的模糊性，不确定的一面。 以往的学习，我们总想得到一个确定的（ 以往的学习，我们总想得到一个确定的（精确 但实际工程远不是这样， 的）解。但实际工程远不是这样，我们必须面对 不确定性、模糊性问题 问题。 不确定性、模糊性问题。 希望从建材课开始培养这方面的能力——认识 认识 希望从建材课开始培养这方面的能力 和解决不确定性的问题。 和解决不确定性的问题。
学习方法
掌握知识
注重掌握各种土木工程材料的组成、结构与性能的内在联 系；注重掌握内外因素对土木工程材料各项性能的影响及其 规律；做好听课笔记。
加强训练
认证做好每个试验，通过实验验证所学的基本理论，熟悉 土木工程材料检验方法，掌握试验技能，做好作业，积极参 与科技活动，。
培养能力
认真思考问题，对课程内容进行分析、归纳和总结，并注 意观察一些建筑物中所用的土木工程材料及其应用情况，培 养自学和正确分析与解答问题的能力。
课程性质： “材料科学”与“土木工程”间的桥 “材料科学”与“土木工程”间的桥梁 梁 土木工程 材料 材料 科学 土木 工程
土 木 工 程
土木工程是应用各种工程材料设计、建 造各类土木工程的科学技术 房屋建筑工程 桥梁工程 道路工程 水利工程 铁道工程 市政工程
材料科学的任务
研究材料的组成、结构与性能的关 系和材料的制备技术，涉及: 金属材料 无机非金属材料 有机材料 复合材料
热情欢迎 同学们学习 《土木工程材料》课程
邓 德 华 教授
祝同学们：
在新学期里：
学习进步！ 身体健康！ 生活愉快！
土木工程材料
Civil Engineering Materials
三问：Why? What? How?
“土木工程材料”课程内容和性质是什么 （What）? 为什么必修“土木工程材料”课程（Why) ? 如何学好“土木工程材料”课程 （How）?
为什么必修“土木工程材料”课程?
土木工程材料是一切土木工程或构筑物的物质基础。 土木工程材料的质量与正确选择、应用直接影响土木工程 的质量、使用功能、运营安全与耐久性； 土木工程材料的创新能促进结构形式的变化和施工方法的 改进，并能创造新的结构形式和新的施工方法。 土木工程的不断发展和技术进步又促进了土木工程材料的 创新和发展。
不知道土木工程材料的”来龙去脉“(ins and outs of Civil Engineering Materials)，就只能是一位” 撇脚“的土木工程师！
新型建材促进结构工程发展
古罗马万神殿，半球穹顶直径43.5m，重12000吨 古罗马万神殿，半球穹顶直径 ， 吨 波兰钢筋混凝土世纪大厅肋形拱顶直径65m， 重 波兰钢筋混凝土世纪大厅肋形拱顶直径 ， 1500吨 吨 墨西哥钢混薄壁构件饭店双曲抛物面薄壳屋盖直 径32m、厚4cm，重仅 、 ，重仅100吨 吨 德国玻璃纤维增强水泥园艺展览厅双曲抛物面屋 直径31m、厚1cm，重25吨 盖，直径 、 ， 吨 近年出现彩板轻钢仅厚1mm，现场加工成大跨度 近年出现彩板轻钢仅厚 ， 屋面， 屋面，重量进一步减轻 建筑膜搭建厚度仅为0.2mm的新型膜结构每平方 建筑膜搭建厚度仅为 的新型膜结构每平方 米重量20Kg 米重量