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熱情歡迎 同學(xué)們學(xué)習(xí) 建筑材料課程,授課教師：劉龍龍,土木工程材料,三問：Why? What? How?,“土木工程材料”課程內(nèi)容和性質(zhì)是什么（What）? 為什么必修“土木工程材料”課程（Why) ? 如何學(xué)好“土木工程材料”課程 （How）?,“土木工程材料”課程性質(zhì)和內(nèi)容是什么?,什么是土木工程材料？ 土木工程材料課程性質(zhì)是什么？ “土木工程材料”課程內(nèi)容有哪些？,什么是土木工程材料？,土木工程材料是人類建造活動所用一切材料的總稱。 廣義上，所有物質(zhì)均可用作土木工程材料。 土木工程材料包括了迄今已發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的所有材料。,問題,1.你們知道哪些土木工程材料 ？ 2.最古老的土木工程材料是哪些？ 3.什么是今天用量最大、用途最廣的土木工程材料？,胡夫金字塔（2000-3000BC)，高146m，230萬塊巨石砌成。,萬里長城 (200 BC)，條石、大磚、石灰,羅馬劇場（公元1世紀(jì)) 石材、石灰砂漿,萬神殿（公元124年) 石材、石灰砂漿,趙州橋(605-618年)，凈跨37m，石材,布達(dá)拉宮（公元7世紀(jì)）：石材、石灰砂漿,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 動物的毛發(fā)與制膠等 石灰,環(huán)球金融中心(2007) 101層，高492m，用鋼6.5萬噸,國家體育場(2008)，用Q460E低合金高強(qiáng)度鋼4.2萬噸,當(dāng)代預(yù)應(yīng)力混凝土、合成高分子材料等,杭州灣大橋(2008年):全長36公里，耗用鋼材82萬噸，混凝土245萬m3,三峽大壩(2006年):設(shè)計高程185m，澆筑混凝土2794萬m3,迪拜哈利法塔（2010年），高 828m，目前世界最高人工建筑。 共耗高強(qiáng)混凝土33萬m3，鋼材3.9萬噸，不銹鋼板1.55萬m3，平板玻璃10.3萬m2。,水立方(2008年): 177m方形，高31m，用2.4mm厚ETFE(聚氟乙烯)膜材料。透光保溫、自潔、抗壓。,世博日本館（2010年）：鋼網(wǎng)殼雙層膜氣枕結(jié)構(gòu)，含有特殊涂層的“膜結(jié)構(gòu)”，帶有太陽能發(fā)電裝置，白天透光，夜晚發(fā)光。外表形成水膜，強(qiáng)化冷暖空氣的流通，減少空調(diào)能耗，會“呼吸”。,現(xiàn)代土木工程材料,鋼材、混凝土 鋼混凝土復(fù)合材料 磚混凝土復(fù)合材料 高分子及其復(fù)合材料,土木工程材料的分類與發(fā)展,1.土木工程材料的分類 按化學(xué)組成分類 按來源分類 按建筑功能分類 按用途分類,有三大類： 無機(jī)材料：金屬、非金屬 有機(jī)材料：植物、高分子、瀝青 復(fù)合材料：有機(jī)無機(jī) 金屬非金屬,有兩大類： 天然材料：石材、粘土、植物等； 人工材料：金屬、水泥、陶瓷、玻璃 塑料、橡膠、纖維等,有： 承重材料、防水材料、隔熱保溫材料、防護(hù)材料、裝飾材料、吸聲隔音材料、粘結(jié)密封材料、智能材料等。,有： 結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、 地面材料、吊頂材料、墻面材料等。,2. 土木工程材料的發(fā)展歷程 發(fā)展歷程大致可分為三個階段： 天然材料 人類最初直接從自然界中取材作為土木工程材料，如：土、石材、木材等。 人工材料 隨著人類文明和技術(shù)的進(jìn)步，開始人工合成和制造各種土木工程材料，以滿足土木工程發(fā)展的需要。如：磚、瓦、陶瓷、玻璃、水泥、金屬、高分子材料、復(fù)合材料等 復(fù)合材料 隨環(huán)境條件的變化而具有應(yīng)變能力的材料：如：變色調(diào)光玻璃、可自修復(fù)混凝土、調(diào)溫、調(diào)濕墻體（面）材料、形狀記憶合金等。,人類最初直接從自然界中取材作為土木工程材料，如：土、石材、木材等。,隨著人類文明和技術(shù)的進(jìn)步，開始人工合成和制造各種土木工程材料，以滿足土木工程發(fā)展的需要。如：磚、瓦、陶瓷、玻璃、水泥、金屬、高分子材料、復(fù)合材料等,為了滿足土木工程結(jié)構(gòu)與功能的要求，又能節(jié)約材料、節(jié)約資源，最大限度地發(fā)揮各種材料的優(yōu)勢，避免其不足，將不同組成與結(jié)構(gòu)的材料復(fù)合形成各種復(fù)合材料，如玻纖增強(qiáng)塑料、纖維混凝土、金屬陶瓷等。,3.土木工程材料的發(fā)展趨勢 高性能化 高強(qiáng)、高耐久、高抗?jié)B、高保溫等新型高性能土木工程材料。 多功能化 具有多種功能或智能的土木工程材料。 工業(yè)規(guī)?；?土木工程材料的生產(chǎn)要實現(xiàn)現(xiàn)代化、工業(yè)化，而且為了降低成本、控制質(zhì)量、便于機(jī)械化施工，生產(chǎn)要標(biāo)準(zhǔn)化、大型化、商品化等。 生態(tài)化 為了降低環(huán)境污染、節(jié)約資源、維護(hù)生態(tài)平衡，生產(chǎn)節(jié)能型、環(huán)保型和保健型的生態(tài)建材。,材料質(zhì)量的優(yōu)劣，選用是否恰當(dāng)直接影響工程質(zhì)量。 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)評價材料質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。 標(biāo)準(zhǔn)名稱部門代號編號批準(zhǔn)年份 例：國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn): 通用硅酸鹽水泥GB175-2007 國家推薦性標(biāo)準(zhǔn): 建筑用砂GB/T 14684-2001 出廠檢驗 建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):普通混凝土用砂石質(zhì)量及檢驗方法標(biāo)準(zhǔn)JG52-2006 施工復(fù)檢,4.建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),1）我國標(biāo)準(zhǔn),國家標(biāo)準(zhǔn),行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),GB ( 強(qiáng)制性 ) GB/T (試行，推薦性) 水泥膠砂強(qiáng)度檢驗方法(ISO法) GB/T17671-1999,建工行業(yè)：JG水泥混凝土配合比設(shè)計規(guī)程 JGJ55-2000 交通行業(yè)：JT公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程JTG E30-2005 建材行業(yè)：JC 粉煤灰混凝土小型空心砌塊 JC/T 862-2008,地方標(biāo)準(zhǔn)（DB）和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（QB）,通用硅酸鹽水泥GB175-2007,2）國外標(biāo)準(zhǔn),國際標(biāo)準(zhǔn)：ISO（International Standard Organization） 美國材料與試驗學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)：ASTM （American Society for Testing and Merterials） 其他國家標(biāo)準(zhǔn)：如 BS（British Standard）,土木工程材料,材料科學(xué),土木工程,課程性質(zhì)： “材料科學(xué)”與“土木工程”間的橋梁,“材料科學(xué)”與“土木工程”間的橋梁,土 木 工 程,房屋建筑工程 橋梁工程 道路工程 水利工程 鐵道工程 市政工程,土木工程是應(yīng)用各種工程材料設(shè)計、建造各類土木工程的科學(xué)技術(shù),材料科學(xué)的任務(wù),研究材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系和材料的制備技術(shù)，涉及: 金屬材料 無機(jī)非金屬材料 有機(jī)材料 復(fù)合材料,土木工程材料學(xué),以土木工程科學(xué)與技術(shù)為背景，研究滿足建造各種土木工程所需的材料的組成、結(jié)構(gòu)與其工程性能的關(guān)系和制備與施工技術(shù)，涉及 水泥與混凝土 鋼材與鋁合金材料 瀝青材料 工程高分子材料 建筑復(fù)合材料 建筑功能材料與制品,“土木工程材料”試驗內(nèi)容,基本試驗技能試驗 水泥性質(zhì) 骨料性質(zhì) 混凝土拌合物與力學(xué)性質(zhì) 土木工程材料的力學(xué)性質(zhì),本課程的學(xué)習(xí)目的,學(xué)習(xí)有關(guān)土木工程材料的基本理論、基本知識和基本技能，為土木工程專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和今后從事專業(yè)技術(shù)工作打下必要的基礎(chǔ)。,本課程的主要任務(wù),以土木工程應(yīng)用為背景，運用材料科學(xué)原理，講解土木工程材料的理論基礎(chǔ)知識； 為學(xué)生畢業(yè)后從事工程技術(shù)工作，就材料的選擇與應(yīng)用、材料驗收、質(zhì)量鑒定、材料試驗、儲存運輸、防腐處理及試驗研究等方面，打下必要的基礎(chǔ)。,為什么必修“土木工程材料”課程?,土木工程材料是一切土木工程或構(gòu)筑物的物質(zhì)基礎(chǔ)。 土木工程材料的質(zhì)量與正確選擇、應(yīng)用直接影響土木工程的質(zhì)量、使用功能、運營安全與耐久性； 土木工程材料的創(chuàng)新能促進(jìn)結(jié)構(gòu)形式的變化和施工方法的改進(jìn)，并能創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)形式和新的施工方法。 土木工程的不斷發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步又促進(jìn)了土木工程材料的創(chuàng)新和發(fā)展。,新型建材促進(jìn)結(jié)構(gòu)工程發(fā)展,古羅馬萬神殿，半球穹頂直徑43.5m，重12000噸 波蘭鋼筋混凝土世紀(jì)大廳肋形拱頂直徑65m，重1500噸 墨西哥鋼混薄壁構(gòu)件飯店雙曲拋物面薄殼屋蓋直徑32m、厚4cm，重僅100噸 德國玻璃纖維增強(qiáng)水泥園藝展覽廳雙曲拋物面屋蓋，直徑31m、厚1cm，重25噸 近年出現(xiàn)彩板輕鋼僅厚1mm，現(xiàn)場加工成大跨度屋面，重量進(jìn)一步減輕 建筑膜搭建厚度僅為0.2mm的新型膜結(jié)構(gòu)每平方米重量20Kg,工程師是做什么的？,科學(xué)講分析，它設(shè)法去了解自然是什么； 工程要綜合，它努力去創(chuàng)造可能的東西。 Wm. A.Wulf（美國工程院院長）,科學(xué)家的任務(wù),工程師的任務(wù),土木工程師的任務(wù)是創(chuàng)造！,運用各種設(shè)計理論設(shè)計各種土木工程的結(jié)構(gòu)和施工方法。 應(yīng)用“土木工程材料”的知識，結(jié)合設(shè)計要求，合理選擇和利用各種工程材料。 應(yīng)用“土木工程材料”的知識，建造或創(chuàng)造各種“土木工程”。,如何學(xué)好“土木工程材料”課程?,課前預(yù)習(xí)和閱讀教材，善于提問 課堂上認(rèn)真學(xué)習(xí)、積極參與討論 課外閱讀文獻(xiàn)與書籍 認(rèn)真做好試驗與練習(xí) 勤于分析思考與歸納總結(jié),1)實踐性強(qiáng) 接近工程實際，不像基礎(chǔ)理論課程那樣：對具體的現(xiàn)象或結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化、抽象； 2)綜合性強(qiáng) 面對浩瀚的工程學(xué)復(fù)雜問題，需要廣泛知識和綜合能力。不像基礎(chǔ)理論課程那樣，著重深入分析，而是要善于歸納總結(jié)。,土木工程材料課程特點,學(xué)習(xí)方法,掌握知識 注重掌握各種土木工程材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的內(nèi)在聯(lián)系；注重掌握內(nèi)外因素對土木工程材料各項性能的影響及其規(guī)律；做好聽課筆記。 加強(qiáng)訓(xùn)練 認(rèn)證做好每個試驗，通過實驗驗證所學(xué)的基本理論，熟悉土木工程材料檢驗方法，掌握試驗技能，做好作業(yè)，積極參與科技活動，。 培養(yǎng)能力 認(rèn)真思考問題，對課程內(nèi)容進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)，并注意觀察一些建筑物中所用的土木工程材料及其應(yīng)用情況，培養(yǎng)自學(xué)和正確分析與解答問題的能力。,學(xué)習(xí)土木工程材料，有一個很深的印象，就是要懂得事物的模糊性，不確定的一面。 以往的學(xué)習(xí)，我們總想得到一個確定的（精確的）解。但實際工程遠(yuǎn)不是這樣，我們必須面對不確定性、模糊性問題。 希望從建材課開始培養(yǎng)這方面的能力認(rèn)識和解決不確定性的問題。,學(xué)習(xí)心得,土木工程材料品種多、課程內(nèi)容多為敘述、分析、綜合論述各種材