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1、热情欢迎 同学们学习 建筑材料课程,授课教师：刘龙龙,土木工程材料,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）?,“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 ？ 2.最古老的土木工程材料是哪
2、些？ 3.什么是今天用量最大、用途最广的土木工程材料？,胡夫金字塔（2000-3000BC)，高146m，230万块巨石砌成。,万里长城 (200 BC)，条石、大砖、石灰,罗马剧场（公元1世纪) 石材、石灰砂浆,万神殿（公元124年) 石材、石灰砂浆,赵州桥(605-618年)，净跨37m，石材,布达拉宫（公元7世纪）：石材、石灰砂浆,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,环球金融中心(2007) 101层，高492m，用钢6.5万吨,国家体育场(2008)，用Q460E低合金高强度钢4.2万吨,当代预应力混凝土、合成高分子材料等,杭州湾大
3、桥(2008年):全长36公里，耗用钢材82万吨，混凝土245万m3,三峡大坝(2006年):设计高程185m，浇筑混凝土2794万m3,迪拜哈利法塔（2010年），高 828m，目前世界最高人工建筑。 共耗高强混凝土33万m3，钢材3.9万吨，不锈钢板1.55万m3，平板玻璃10.3万m2。,水立方(2008年): 177m方形，高31m，用2.4mm厚ETFE(聚氟乙烯)膜材料。透光保温、自洁、抗压。,世博日本馆（2010年）：钢网壳双层膜气枕结构，含有特殊涂层的“膜结构”，带有太阳能发电装置，白天透光，夜晚发光。外表形成水膜，强化冷暖空气的流通，减少空调能耗，会“呼吸”。,现代土木工程材
4、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,土木工程材料的分类与发展,1.土木工程材料的分类 按化学组成分类 按来源分类 按建筑功能分类 按用途分类,有三大类： 无机材料：金属、非金属 有机材料：植物、高分子、沥青 复合材料：有机无机 金属非金属,有两大类： 天然材料：石材、粘土、植物等； 人工材料：金属、水泥、陶瓷、玻璃 塑料、橡胶、纤维等,有： 承重材料、防水材料、隔热保温材料、防护材料、装饰材料、吸声隔音材料、粘结密封材料、智能材料等。,有： 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。,2. 土木工程材料的发展历程 发展历程大致可分为三
5、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、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 复合材料 随环境条件的变化而具有应变能力的材料：如：变色调光玻璃、可自修复混凝土、调温、调湿墙体（面）材料、形状记忆合金等。,人类最初直接从自然界中取材作为土木工程材料，如：土、石材、木材等。,随着人类文明和技术的进步，开始人工合成和制造各种土木工程材料，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,为了满足土木
6、工程结构与功能的要求，又能节约材料、节约资源，最大限度地发挥各种材料的优势，避免其不足，将不同组成与结构的材料复合形成各种复合材料，如玻纤增强塑料、纤维混凝土、金属陶瓷等。,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。,材料质量的优劣，选用是否恰当直接影响工程质量。 技术标准评价材料质
7、量的标准。 标准名称部门代号编号批准年份 例：国家强制性标准: 通用硅酸盐水泥GB175-2007 国家推荐性标准: 建筑用砂GB/T 14684-2001 出厂检验 建工行业标准:普通混凝土用砂石质量及检验方法标准JG52-2006 施工复检,4.建筑材料的技术标准,1）我国标准,国家标准,行业标准,GB ( 强制性 ) GB/T (试行，推荐性) 水泥胶砂强度检验方法(ISO法) GB/T17671-1999,建工行业：JG水泥混凝土配合比设计规程 JGJ55-2000 交通行业：JT公路工程水泥及水泥混凝土试验规程JTG E30-2005 建材行业：JC 粉煤灰混凝土小型空心砌块 JC/
8、T 862-2008,地方标准（DB）和企业标准（QB）,通用硅酸盐水泥GB175-2007,2）国外标准,国际标准：ISO（International Standard Organization） 美国材料与试验学会标准：ASTM （American Society for Testing and Merterials） 其他国家标准：如 BS（British Standard）,土木工程材料,材料科学,土木工程,课程性质： “材料科学”与“土木工程”间的桥梁,“材料科学”与“土木工程”间的桥梁,土 木 工 程,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,土木工程是应用各
9、种工程材料设计、建造各类土木工程的科学技术,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,土木工程材料学,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、结构与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,“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,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
10、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。,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。,新型建材促进
11、结构工程发展,古罗马万神殿，半球穹顶直径43.5m，重12000吨 波兰钢筋混凝土世纪大厅肋形拱顶直径65m，重1500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100吨 德国玻璃纤维增强水泥园艺展览厅双曲抛物面屋盖，直径31m、厚1cm，重25吨 近年出现彩板轻钢仅厚1mm，现场加工成大跨度屋面，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米重量20Kg,工程师是做什么的？,科学讲分析，它设法去了解自然是什么； 工程要综合，它努力去创造可能的东西。 Wm. A.Wulf（美国工程院院长）,科学家的任务,工程师的任务,土木工程师的任务是创造！,运用
12、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”。,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,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； 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，着重深入分析，而是要善于归纳总结。,土木工程材料课程特点,学习方法,掌握知识 注重掌握各种土木
13、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。,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。 以往的学习，我们总想得到一个确定的（精确的）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。 希望从建材课开始培养这方面的能力认识和解决不确定性的问题。,学习心得,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、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、检验、以及运输、储存、维护和经济效益等）。 因此，在学习时， 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、试验等环节，注意基础理论、基本知识、基本技能的学习和掌握。,学习心得,希望同学们： 努力学习、认真思考、 积极训练、善于归纳,预祝同学们： 取得优异成绩，毕业后成为一名出色的工程师！,