前言：中文期刊网精心挑选了土木工程材料范文供你参考和学习，希望我们的参考范文能激发你的文章创作灵感，欢迎阅读。
土木工程材料范文1
中图分类号：S969.1 文献标识码：A 文章编号：
土木工程材料是指在土木工程中所使用的各种材料及其制品的总称。它是一切建筑工程的奠基石。随着科学技术的发展特别是小康社会的建设和城镇化的全面推进，预示着我国未来几十年的经济发展和社会进步对土木工程材料有着更大的市场需求，也意味着我国土木工程材料领域有着巨大的发展空间。因此，了解土木工程材料的发展状况、了解土木工程材料的发展状况、把握土木工程材料的发展趋势显得尤为重要。土木工程新型材料表现出节能、高效、环保的特点，并呈现出种类多、性质各异、用途不同等特点。
1 高性能混凝土(HPC)
HPC 要求具有高耐久性和高强度、优良的工作性，首先体现在较高的早期强度、高验收强度、高弹性模量;其次是高耐久性。可保护钢筋不被锈蚀，在其他恶劣条件下使用，同样可保持混凝土坚固耐久；最后是高的和易性、可泵性、易修整性。可配制大坍落度的流态混凝土，而不发生离析；可降低泵送压力，修整容易。冬天浇筑时，混凝土凝结时间正常，强度增长快于普通混凝土，低温环境下不冰冻，高温环境下浇筑混凝土保持正常的坍落度，并可控制水化热。
1.1低强混凝土
这种材料可用于基础、桩基的填、垫、隔离及作路基或填充孔洞之用, 也可用于地下构造。在一些特定情况下,可用低强混凝土调整混凝土的相对密度、工作度、抗压强度、弹性模量等性能指标,而且不易产生收缩裂缝。
1.2 轻质混凝土
利用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻骨料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造轻骨料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等) 制成的轻质混凝土具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点。利用工业废渣,如废弃锅炉煤渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等制备轻质混凝土,可降低混凝土的生产成本,并变废为宝,减少城市或厂区的污染, 减少堆积废料占用的土地,对环境保护也是有利的。
1.3 自密实混凝土
自密实混凝土不需机械振捣, 而是依靠自重使混凝土密实。该种混凝土的流动度虽然高,但仍可以防止离析。配制这种混凝土的方法有:(1) 粗骨料的体积为固体混凝土体积的50%;(2) 细骨料的体积为砂浆体积的40%;(3)水灰比为0.9-1.0;(4)进行流动性试验,确定超塑化剂用量及最终的水灰比, 使材料获得最优的组成。这种混凝土的优点有: 现场施工无振动噪音,可进行夜间施工,不扰民;对工人健康无害;混凝土质量均匀、耐久;钢筋布置较密或构件体型复杂时也易于浇筑;施工速度快,现场劳动量小。
2 高掺量粉煤灰混凝土
随着人们对粉煤灰的颗粒形态效应、火山灰活性效应和微集料效应等内在潜能的认识日渐深入，以及混凝土外加剂技术的迅速发展，粉煤灰成为继外加剂之后混凝土的又一必需组分的观点正在被越来越多的人接受.粉煤灰的掺量也有不断增大的趋势。在混凝土技术方面较先进的美、英、加等国，自20世纪80 年代中期就开始了高掺量粉煤灰混凝土(粉煤灰掺量占总胶凝材料用量的55%以上)的研究与应用。大量使用粉煤灰的重要意义并不仅在于节约有限的工程材料费，还在于它的环境效益与社会效益. 水泥是一种高能耗与高环境污染产品，尽可能地少用水泥，尽可能地多用各种工业废渣，是使混凝土成为一种人类可持续发展材料的必然趋势。在环保要求特别严格的西方工业国家，尤其重视各种工业废料的二次开发与充分利用。随着我国经济 的快速发展与人民生活水平的迅速提高，环境与社会效益将日益受到重视，工业废渣的充分开发利用将成为必然的选择。
3 新型节能墙体材料
3.1 新型砌体材料
采用砌筑结构的墙体，通常依靠选用导热系数小、保温隔热性能好的砌体材料，以此来达到墙体传热量小的目的。这类材料主要有空心钻土砖、加气混凝土砌块、普通混凝土以及粉煤灰、煤研石、浮石等混凝土空心小砌块等砌体材料，采用保温砂浆作为砌体胶凝材料。近年来发展应用由保温绝热材料与传统的墙体材料(例如实心黏土砖、混凝土等)或新型墙体材料〔例如空心砖、空心砌块等)复合而成的节能墙体。常用的绝热材料有矿物棉、玻璃棉、泡沫塑料、膨胀珍珠岩、加气混凝土等材料，与之复合的有黏土实心砖、混凝土类空心砖、空心砌块等砌体材料.复合墙体有一层导热系数很小的绝热保温材料，墙体的保温隔热性能比单一材料砌筑的墙体更加优秀，节能效果更加显著。但是，绝热材料价格较高，同时需要与之相配套的建筑主体结构形式，最好采用框架结构、墙体不承重的结构形式。
3.2 新型复合墙板
新型节能复合墙板是由高效绝热保温材料、外墙板、内墙板复合而成，按照标准尺寸或模数在工厂实现工业化生产，包括门、窗等构件均可和墙板一体化制造，运送到施工现场安装在结构框架上，即形成房屋建筑的护结构，这是近年来发达国家采取的主要建筑形式。用于这种建筑物的复合墙板不承受外力，厚度一般在100～150mm，质量轻，保温性能好，尺寸精确，施工效率高。
4 FRP 复合材料
土木结构主要受两大问题困扰，过早退化和结构功能不足。近些年来，纤维增强聚合物(FRP)已经成为解决这些结构问题的一种可行途径。工程实践表明，FRP 复合材料能适应现代工程结构向大跨、高耸、重载、高强和轻质发展以及承受恶劣条件的需要，符合现代施工技术的工业化要求，因而正被越来越广泛地应用于桥梁、各类民用建筑、海洋和近海、地下工程等结构。应用的方式有两种一是替换钢筋或钢管直接应用于新建结构中;二是用于旧有结构的维修加固，以取得良好的建筑效果。
5 智能材料
大型土木工程结构和基础设施的使用期都长达几十年、甚至上百年。在其使用过程中，由于环境载荷作用、疲劳效应、腐蚀效应和材料老化等不利因素的影响，结构将不可避免地产生损伤积累、抗力衰减，甚至导致突发事故.为了有效地避免突发事件故的发生，就必须加强对此类结构和设施的健康监测。一种称为碳纤维机敏混凝土材料的智能材料，在大型土木工程健康监测中已得到应用。它是以短切或连续的碳纤维作为填充相，以水泥浆、砂浆或混凝土为基体复合而成的纤维增强水泥基复合材料。此类材料的电阻率与其应变和损伤状况具有一定的对应关系，因此，可以通过测试其电阻率的变化来监测碳纤维混凝土的应变和损伤状况。碳纤维混凝土还具有施工工艺简单、力学性能优良、与混凝土结构相容性好等特性，因此，它不仅可以用于道 路的交通车辆流和载重监控，而且可较好地满足大型土木工程结构和基础设施的健康监测技术的要求。此外，碳纤维混凝土的电热效应和电磁屏蔽特性在混凝土结构的温度自适应以及抗电磁干扰方面也具有重要的应用价值。
总之，今后土木工程材料必将在原材料方面最大限度的节约有限资源，充分利用可再生资源工农业废料。工程中选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换，在未来，基于材料原有的性质的基础上“可持续发展”将是衡量建筑工程的一把尺子。
参考文献：
[1]张正雄.土木工程材料[M].人民交通出版社， 2008
[2]王海波.土木工程材料[M].江西科学技术出版社，2010
土木工程材料范文2
1)教学内容繁杂，逻辑性差土木工程材料课程内容繁杂，涉及面广，各类材料之间缺乏横向联系，叙述性内容偏多，知识点之间衔接不紧密，逻辑性差。学生学起来难以抓住重点，导致影响学习兴趣，学习积极性不高，这种状况在某种程度上也影响了教学效果。
2)教材内容相对滞后近年来，我国经济快速发展，重大工程项目不断建造，土木工程领域新材料、新技术不断涌现，建材技术标准由于其种类繁多而不断推陈出新。然而，由于教材的编制和出版周期较长，教材的内容往往滞后于建材技术标准的推出，落后于工程实际。
3)综合性、设计性实验周期长，开设繁琐传统的材料试验都是随着课程进度而进行的课中实验，这种模式的优势是实验与理论课同步进行，有助于学生对知识的及时消化和理解，但是由于受时间所限，只适合开设一些耗时短的验证性实验，而综合性、设计性实验往往由于过程繁琐、费时费力、周期长而受到限制。
4)传统教学方法已不适应教学目标的要求由于土木工程材料课程内容涉及材料的性能检测及工程应用，实践性强，应用强，传统的教学方法和手段不能充分展示材料的外观特征、技术性质指标及工程应用，也会影响教学效果。因此，传统的土木工程材料课程体系和教学模式远不能适应时代的发展和应用型人才培养的需要，必须进行全方位改革。
2土木工程材料课程改革与实践
2.1优化教学内容
土木工程材料课程教学内容应紧跟行业发展动态，保持教学内容的先进性。可以适时讲授土木工程领域新材料、新技术、新标准。如在讲“建筑钢材”内容时，介绍了“鸟巢”用钢的由来及钢号Q460E－Z35;在解“混凝土”内容时，讲解高性能混凝土的性能及工程应用，并及时向学生介绍最新技术标准和技术规程。通过向学生传授新知识、新信息，可以开阔学生视野，培养学生的创新意识。
2.2强化实践教学环节，注重能力培养
1)优化实验教学内容，形成分层次、递进式的实验教学模式优化实验教学内容，削减验证性实验，整合综合性实验，增加设计性实验，开辟提高(应用研究)型实验，逐步形成“基本型实验－综合型实验－提高(应用研究)型实验”多层次递进式的实验教学体系。为此，在原来课内实验的基础上，增加了一周的土木工程材料课程实践，通过课内实验来完成大纲规定必做的基本实验项目，通过一周的课程实践和适当占用业余时间来完成综合型实验和提高(应用研究)型实验，以课内基本实验为基础，综合型实验为强化，提高(应用研究)型实验(自选)为引领，形成一套完整的递进式实验教学模式。其中基本实验是大纲要求必须完成的基本教学内容，综合型实验主要是指一些综合性设计性实验，如“混凝土配合比设计”;利用本溪地区工业废渣部分做为原材料配制泵送混凝土实验既属于综合性设计性试验，又属于提高(应用研究)型实验。
2)通过开展工程实验培养学生的初步应用研究能力和创新精神结合本溪地区资源优势，引导学生利用当地工业废渣配制混凝土，并观察不同小组在不同掺量下混凝土的性能改变程度，通过数据共享，来分析变化趋势，得出结论。事实证明，这一做法在很大程度上激发了学生学习的好奇心和对废渣合理利用的探究兴趣，也培养了学生的初步应用研究能力和创新精神。
3)培养学生的工程意识、材料检测技能及质量控制的初步能力首先给学生讲解材料质量控制对于保证工程质量的重要性，然后模拟工程质量检测中心，要求学生对常用建筑材料进行性能检测，从现场取样、试验操作、数据处理，到填写检测报告，做出结论，使学生了解材料检测方法和质量控制及合格性评定的全部过程，掌握常用土木工程材料的检测技能，培养学生的工程意识、材料检测技能及质量控制的初步能力。
2.3改革教学方法和手段
土木工程材料课程内容涉及材料种类繁多，不同材料有不同的外观特征、性能特点和适用范围，单纯的板书教学效果不佳，只有通过采用立体化的教学方法和手段才能收到良好的效果。
1)利用多媒体教学、实物观察、现场参观和实验操作等多种方式开展教学利用多媒体课件向学生展示材料的外观特征、尺寸规格及工程应用，对于条件受限无法完成的实验可以通过视频向学生展示说明，通过实物观察和现场参观可以使得教学更加生动直观，有利于增强感性认识，通过实验操作可以培养学生的动手能力和检测技能。通过采取多种方式立体化的教学手段，极大地调动了学生的学习兴趣。
2)采用案例教学有许多工程质量事故是由于材料原因而引发。据此，适时引入相关的工程案例说明问题更具有说服力。如:在讲授“混凝土配合比设计”内容时，引入一个工程案例，某搅拌站错把粉煤灰当做水泥投料，导致混凝土强度不合格，部分混凝土工程被迫拆除重浇，造成四十万元的经济损失。通过此案例的分析，引起学生对所学内容的重视，可以强化理解混凝土配合比设计的基本要求及设计方法，了解混凝土配合比设计对于满足混凝土强度、降低工程造价及保证工程质量的重要性。同时，也通过让学生利用所学理论进行原因分析，来提高学习能力及分析问题和解决问题的能力。
3)结合大学生创新创业竞赛组织开展课程实践教学混凝土材料的设计不仅决定混凝土的性能、质量和生产成本，而且对混凝土结构性能及使用寿命乃至我国经济社会的可持续发展有重大影响;同时混凝土材料设计又是混凝土行业技术人员必须掌握的重要能力。为此，充分利用本课程的实践环节在学生当中开展混凝土材料设计大赛，可以将课堂理论知识与实践紧密结合，提高大学生的混凝土材料设计能力和操作技能。通过竞赛，激发学生学习专业知识的积极性，提高对专业知识的综合运用能力，培养学生的实践能力、创新精神及团队意识。
2.4在课堂教学中培养学生的职业素质
基于面向施工现场培养施工技术与管理复合型人才的培养目标，我们在培养方案中借鉴《注册建造师管理规定》提出了职业素质要求，如:具有良好的土木工程职业道德和操守，拥有土木工程师的伦理责任，使土木工程与自然及社会发展相协调;遵守法律、法规和有关管理规定;执行技术标准、规范和规程;诚实守信;接受继续教育，努力提高执业水准。为了将这些理念融入课堂教学，深入学生心中，我们结合土木工程材料课程内容，采取了一些列措施。通过介绍各种材料检测标准和应用技术规程让学生懂得如何遵守行业技术法规;通过介绍本溪市做为资源型城市特点，讲解利用工业废渣做为建筑原材料和发展循环经济的意义，引导学生树立可持续发展的理念;通过介绍不合理使用材料引发的工程质量事故教育学生保证工程质量和承担责任的重要性，培养学生的社会责任感;通过介绍土木工程材料的更新换代，特别是新材料的应用可以开阔学生的视野，启发学生树立继续教育的理念。这些做法对于培养学生做为未来建造师的职业素质会无形中起到潜移默化的作用。
3结语
土木工程材料范文3
1.1国内外研究现状
国外对碳纤维复合材料的研究起步比较早。结合研究需要成立了相应的碳纤维复合材料研究协会，制订了相应的测量标准、实施规范、检测标准、施工规程等，制订了研究发展方向，加大经碳纤维复合材料再实际中的应用研究，经过多年的研究，目前国外发达国家已经有较为成熟的碳纤维复合材料理论、研究体系和研究成果，并且通过实验性应用获得了第一手资料，通过大量实验已经有了一定的应用实例。目前由于碳纤维复合材料特有的可根据工程需要加工成各种织物材料，满足工程需要，而且织物表现出很高的强度的特点，因此碳纤维复合材料大量应用在房屋建筑工程的加固工程中、桥梁工程等的加固、维修和保养上。从研究现状来看，我国对碳纤维复合材料的研究起步比较晚，缺少系统化、本土化的研究体系，主要理论和研究标准、方法借鉴先进国家的研究成果，缺少实际使用经验的搜集和整理，施工规范上过于依赖国外成熟经验，缺少本土化的实践经验和研究体系，研究方向主要集中碳纤维增强聚合物片材加固和修复钢筋混凝土结构，而且应用也比较成熟。例如采用碳纤维增强聚合物片材对上海财经大学24m跨度的木结构进行加固，采用碳纤维布对天安门城楼上的大型木柱进行加固[1]；等等。单丽萍《碳纤维布在建筑结构加固中的施工措施浅析》（民营科技2012.8）研究指出，碳纤维增强聚合物加固技术是一种新型高效的土木工程加固修复技术，具有质量轻、强度高强、施工简单等优点。并对碳纤维布在加固和维护建筑结构中的施工措施进行分析，之处随着对新材料碳纤维(CFRP)的研究的深入，用CFRP取代钢板作为外贴对建筑物进行加固是一种必然趋势。并现针对碳纤维加固的原理、依据、前提进行了探讨，并对施工工艺进行了简要的论述。张勇《CFRP加固混凝土梁的冻融试验研究》（河北建筑工程学院学报2012.1），碳纤维(CFRP)虽然在加固工程中已得到广泛应用，但其长期的加固性能尚未得到证实。尤其在我国北方较寒冷地区，因此研究冻融循环对碳纤维加固的混凝土构件的影响。试验研究显示碳纤维基本能够满足寒冷地区的加固要求。舒亚《码头改造工程中碳纤维加固技术的运用》（水利建设与管理2014.3）一文中研究指出：伴随着材料研究的深入，混凝土结构的加固技术也日益提高，结合工程实例，阐述在码头改造工程中如何将碳纤维加固技术运用到水工结构物的主要受力构件，为码头水工结构物的加固修复带来新的举措，保障了码头水工建筑物的安全。整体上来说，碳纤维复合材料在土木工程中的使用研究目前基本集中在混凝土结构的修复和加固上，相信随着研究的深入，碳纤维加固技术在土木工程结构的运用日益广泛。
1.2最新研究进展和趋势
日本开发研制成功一种带有铝合金接头碳纤维聚合卷管。研究发现这种聚合卷管具有高效的结构体系，在实际应用中可以获得特殊的建筑效果[1]。也有学者提出利用碳纤维优良的导电性，通过相应手段监测碳纤维复合材料加固部位导电性能的变化情况，实现对对土木建筑物或桥梁等的无创口健康监测和诊断，而目前利用碳纤维优良的导电性，实现对建筑结构的实时监测应用研究不多，郑立霞《局部叠层碳纤维水泥基材料的应变电阻效应研究》（四川大学学报(工程科学版)2011.2）研究指出利用不同将碳纤维所具有的特有的导电特性，将不同碳纤维取代钢筋加入普通混凝土中，普通混凝土便成为具有自诊断功能特性的智能混凝土。利用这些功能特性可望实现土木工程结构和基础设施的健康监测。并通过实验研究局部叠层碳纤维取代钢筋形成的三点弯曲梁在单调和循环拉应力作用下电阻的变化规律，分析了局部叠层碳纤维水泥基材料的应变-电阻效应，在此基础上进行横向对比，实验结果表明，局部叠层碳纤维水泥基材料的应变灵敏系数是连续碳纤维水泥基材料应变灵敏系数的近23倍，但稳定性要差一些；局部叠层碳纤维水泥基材料的电阻和拉伸应变成正比例，因此利用这一特性把可望把局部叠层碳纤维用于土木工程，便于实现在结构和基础设施的健康监测。
2碳纤维复合材料在构件承载力不足的情况下的应用
虽然在土木工程施工过程中在施工阶段，从上到下有严格的施工规范和要求，但是实际过程中却常常存在由于施工管理不严、施工人员能力缺陷、致使施工质量不能达到要求，特别是混凝土构件承载力不足导致在建工程或建成工程使用时在安全隐患，存在一定的潜在质量风险，可能导致伤害事故的发生，在这种情况下，如何在不拆除现有混凝土结构的条件下对混凝土构件进行范围内的加固和修复是要解决的问题，使用碳纤维复合材料为主要原料的纤维增强聚合布进行加固，可以在不毁坏现有结构的基础上，使混凝土结构得到理想的增补效果。加上纤维增强聚合布施工过程中无需任何重型机械，施工空间不受限制的优点，因此在维护和加固现有建筑中得到大量应用。
2.1碳纤维复合材料在民用建筑加固方面的应用
由于碳纤维增强聚合布的材料性能的特点，碳纤维增强聚合布大量应用在民用建筑中，如梁、板、柱、顶、梁腹裂缝发展过大的构件加固中。碳纤维增强聚合布加固可有效控制裂缝的发展。在使用碳纤维复合材料对不同部位进行加固时，操作手段、方法有一定差异。目前通常使用碳纤维布对钢筋混凝土裂缝等进行加固时首先选取合适粘合剂，以免造成粘合不紧密，加固效果差，在此基础上注意粘贴在混凝土裂缝处。在对钢筋混凝土抗弯构件进行加固时，通常采用特殊粘合剂将碳纤维布粘贴于混凝土构件强力受拉区，通过碳纤维布增加受拉区域强度，实现碳纤维布分担工程结构中混凝土钢筋的承受拉力，提高混凝土构件的抗弯承载力和受拉承载力。碳纤维复合材料加固损伤的受弯构件时，结果表明，通过碳纤维布的加固，检验结果显示，加固部位刚度恢复非常显著，加固部位强度和加固量、损伤程度具有一定关系，通过加固，两者都有不同程度的改善提高。在工程中使用碳纤维复合材料进行抗剪力加固时，一般要求将碳纤维复合材料粘贴于加固构件的受剪力区，力求形成整体的拉力，促使碳纤维复合材料的作用类似于箍筋，从而形成一定的加固力量，有效控制混凝土结构裂缝的进一步发展。目前研究结果表明，理论上推算碳纤维复合材料的随着外界条件变化应变发展比较缓慢，在实践中用于加固混凝土构件时，碳纤维复合材料达到的最大应变值比较小。在加固混凝土构件屈服后，碳纤维复合材料逐渐取代混凝土构件箍筋的作用逐，从而有效提高构件抗剪承载力，碳纤维复合材料对工程质量提高程度与加固方式、加固量、带间距及粘贴层数密切相关。因此实践中使用碳纤维复合材料对一定的混凝土结构进行维修和加固时，要区别对待，不同位置、强度的部件进行加强所需粘贴量不同，过多过少都不利于加固效果的最优化，如粘贴过量碳纤维增强聚合布，可能会导致不能充分的发挥碳纤维增强聚合布的优势。由于碳纤维增强聚合布的可设计性的优势它与所加固构建之间粘贴比较紧密，可以在不改变现有建筑外观形状的基础上进行整体加固，因此在一些对整体构件加固质量要求比较高，碳纤维聚合布在得到大量应用，如对历史建筑的抢救、保护和维护和原有建筑，同时构件的整体抗震性能得到提高。
2.2桥梁建设加固方面碳纤维复合材料的应用
由于碳纤维复合材料的使用特点，碳纤维增强聚合布可以应用在桥梁加固方面。如磨损、裂缝、局部塌陷的桥面，可以在保持现有混凝土构件的情况下，通过适当修补后加贴碳纤维增强聚合布，从而提高桥面坚固程度和增加使用寿命，如一般采用将碳纤维增强聚合布粘贴于桥面板下面，在提高桥面整体平整的基础上可以增强桥面板的抗弯及抗剪能力，延长桥梁使用寿命，目前碳纤维复合材料在桥梁建设方面的用途主要有两类，现有桥梁的加固方面和新桥梁的建设使用。在桥梁加固方面碳纤维复合材料主要用于混凝土桥梁的基本构件、节点、裂缝受弯构件、抗弯构件等的加固，加固的目的主要是提高桥梁的面板、构件的抗弯、受弯、抗剪、轴向抗压承载力等，桥梁建设加固方面碳纤维复合材料的应用在国外应用广泛，我国在这方面的工程实践是在引进吸收国外先进经验的基础上，结合我国桥梁工程和新材料发展状况，2003年7月对1971年建成的“宝成桥”进行了加固维修。提高了大桥承载强度，同时对大桥基本构件提供了抗裂防腐的保护作用[2-5]。但是碳纤维增强聚合布加固混凝土桥柱、桥梁时，应注意原有混凝土构件横向膨胀性能促使外包碳纤维增强聚合布的局部环向刚度增大，导致混凝土原有构件的脆性破坏，因此在应用碳纤维增强聚合布维修桥梁加固混凝土柱时要注意完全粘贴整个构件。
3结论和建议
土木工程材料范文4
在《土木工程材料》教学过程中，实验教学往往依附于理论课程，随理论课程开设实验。通常是主讲教师讲授基本理论和基本特性后，由实验室安排学生进行实验。实验室的硬件设施、实验教学组织与管理、实验教学方法和手段、实验教学理念等对实验教学效果都有不同程度的影响。具体表现有以下几个方面。
1.1实验教学内容陈旧。目前大多数高等院校的试验教学项目仍然是以验证性试验为基本授课内容，所验证的材料也仅仅局限于水泥、砂石骨料、混凝土和沥青、粘土砖等主材。而近几年在工程上大规模使用的新型材料、装饰材料、复合材料之类在学校实验室较为少见，有的实验室几乎没有，更谈不上试验了。这些实验内容不能使学生对土木工程材料这门课形成较完整的认识体系，不能与工程实践紧密地结合起来[2]。在某种程度上限制了学生思维的发展，也束缚了学生创新意识的发挥，更不利于培养学生全面分析问题、解决问题的能力，大大降低了实验课的教学效果。
1.2教学模式单一，难以激发学生兴趣。由于课时的限制，在实验课上，指导老师只能简单地讲解实验仪器的操作方法和实验中的注意事项，并根据仪器和学生的数量进行分组，指导学生进行实验。学生则根据实验指导书，按部就班完成实验操作，填写实验报告。由于师资力量、仪器设备及实验场地等方面的原因，学生在实验过程中不能充分发挥自己的主导作用，部分学生甚至没有动手操作的机会，只是站在一边观看，这种灌入式的教学模式造成了学生不愿动脑思考，只是被动地接受，抹杀了学生的主动性和创造性，试验效果很不理想。因此，培养学生的动手能力和创新能力仍然是大多数高校应用型本科人才培养的薄弱环节[3]。
1.3实验成绩考核缺乏公正性。实验教学质量保证体系普遍缺乏，学生实验成绩往往只是依据实验报告的质量进行评定，每位学生在实验过程中的表现不能给出客观的评价。这种考核方法导致部分学生上课缺乏主观能动性，实验报告抄袭现象比较严重，这对于部分理论知识扎实、动手能力强的学生来说很不公平，对培养学生的竞争意识和创新意识极为不利。
2实验教学改革
《土木工程材料》这门课课理论学时数36学时，实验12学时。如何在完成教学内容的情况下又能很好地保证教学质量，提高学生的学习热情，拓宽学生的视野，培养学生的责任心和创新能力，已成为实验教学改革关注的重点和关键。为此，我们根据实验中心的现有条件，对实验教学进行了一系列改革。
2.1优化实验教学内容，建立开放式教学体制
通过对教学目标的分析，我们对实验教学大纲进行了修订，删除了部分较为简单的验证性实验，增加了设计性和综合性实验，编写了新型的实验指导书。在实验课时不足的情况下，我们增设了开放实验，学生根据自己的兴趣与实验指导老师预约进行实验，解决了实验教学时间与学生课程的冲突。在设置开放实验时，力求使实验内容与实际联系起来，突出其在以后工作中的实用价值。例如，水泥是当今建筑行业最主要的建筑材料，而且在将来的相当长的时间里仍然是如此。因此，在掌握基本性能之外，适当添加相关的新型材料，如涉及环保问题的复合型材料。指导老师引导学生查资料，配置不同配比的秸秆粉煤灰复合材料，经过养护，测定此材料的抗折和抗压强度，并分析强度的影响因素。我们经过一届学生的实验，学生普遍反映综合能力得到了一定的提高。由于本科生在大三要开设混凝土课程，鉴于实验课时的限制，我们把混凝土实验作为课内和开放实验的重要内容。从骨料、水泥的选取、配合比的计算、试件的制作养护、试件的抗压劈裂强度等过程，全部是学生在指导老师的指导下完成，并对试验结果进行分析。在开放实验中，我们还把部分研究生的论文实验方法介绍给本科生，使他们对科研工作有一个初步的了解，为以后的工作和学习打基础。如植被混凝土、沥青混凝土。
2.2运用多媒体教学手段，增强实验教学的生动性
随着全球信息技术的迅速发展，计算机多媒体已成为现代化社会的基础设施，它在学校的教学活动中得到了日益广泛的应用。传统的实验课教学模式缺乏趣味，容易使学生感到枯燥，不易激发学生学习的兴趣。近几年，我们指导老师把多媒体引入实验教学，具体办法是制作和搜集相关的实验动画和录像，通过课堂播放，使学生熟悉实验操作过程，通时引导学生观察实验现象，理解材料的基本性能，提高对材料的感性认识。使讲课、演示、实验等均在实验室进行，既为教师授课提供了方便，又加深了学生的印象，保证了教学效果。同时使学生对实验仪器设备和实验内容做到心中有数，对实验全过程进行充分了解[4]。例如：混凝土的坍落度、在振动台上制作水泥胶砂试件、回弹仪测混凝土强度等实验采用flas演示，把实验具体操作过程用图像反映出来，既形象又直观也便于学生理解。避免了学生自己操作时的盲目性。同时，多媒体技术的运用可以让实验内容得到有效的补充，让学生及时接触到在课堂无法完成而在实际工程又常用的先进实验测试技术。
2.3建立公平合理的实验成绩评定制度
实验考核是对学生实验学习的检查，是促进学生学习积极性的一种有效方式，因此建立合理的考核方式也是必要的。土木工程材料实验成绩有四部分组成：（1）实验考勤（10%）：实行签到制，保证学生的出勤率和充分的试验时间。（2）实验预习（10%）：指导老师针对实验内容进行提问，检查学生的预习情况。（3）实验操作（40%）：观察实验操作过程，记录学生的表现。（4）实验数据的处理（40%）：按统一的规范格式按组上交试验报告，根据试验结果的处理和分析质量、思考题等评定成绩。课堂提问的方式既检查了学生的预习效果，又调动了课堂的气氛。由于实验课的教学目标是培养学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力，实验操作和实验数据处理分析两项是实验成绩考核的重要部分。
2.4走向生产，实现理论与工程实际的结合
为了让学生充分而深刻地理解材料的特性以及实用价值，一方面，我们实验中心的指导老师利用业余时间到施工现场拍摄照片，制作多媒体课件，以便在上课时，将理论的讲解融入到工程实际，与工程实例紧密的结合起来。另一方面，我们利用假期时间把学生安排到施工现场进行实习，回校后写出实习报告，作为实践教学环节的一部分。让学生带着问题到工程实际中寻找答案，在亲身体验中巩固理论知识的学习，可以大大地激发学生的求知欲望，提高他们分析问题、解决问题的能力。
土木工程材料范文5
土木工程材料是土木工程专业的专业课程，也是基础课程。对一项土木工程的建设来说，工程材料的质量直接影响了工程和建设的质量，土木工程材料的价格对该工程的成本造价的高低产生着重要的影响。可以说，土木工程材料的选择和使用是土木工程专业学习的重点课程，能否在最大程度上利用好工程材料，是目前本科院校应用型土木工程专业教学的重点内容。本科院校土木工程材料实验教学模式就是基于培养学生对学习的土木工程材料的有关知识的实际操作能力而探索出的一种教学方法。土木工程材料是土木工程专业的基础课程，对常用的土木工程材料的相关问题进行研究和论述是该课程的主要内容。土木工程材料课程是学生学习后续的土木工程专业课程的理论基础。土木工程材料课程设置的主要目的就是帮助学生提高专业的应用能力，能够做到合理使用和选择工程建设使用的建筑材料，并保证材料的质量，进而控制好建筑工程的整体质量。土木工程材料实验教学模式能够帮助学生提高动手能力，加深学生对该专业知识的理论研究，是培养土木工程应用型人才的重要方式。但其在目前的课程教学当中存在着诸多问题急需解决。
二、本科院校土木工程材料课程教学当中存在的问题分析
1.课程内容复杂、缺乏逻辑性。土木工程材料教学的内容繁杂，涉及到许多方面，教学内容当中的各种材料之间缺乏必要的联系，教学内容叙述性过强，专业知识之间缺乏紧密的联系，缺乏必要的逻辑性。学生在学习相关知识的时候由于内容过于繁杂，专业知识的逻辑性缺乏，难以抓住专业知识的重点，学习的过程中总是处于一种对相关知识时，对其只有一个模糊认识，这影响了学生学习的效果，对学生学习的积极性提高十分不利。2.教学方法陈旧。土木工程课程开设的内容涉及到材料的选用、质量与性能的研究、在工程当中的实际应用等方面，对学生的应用能力和实践能力要求较高。但是，传统的土木工程材料课程的教学手段依旧停留在教师在课堂上针对教材当中的相关知识进行讲授，实践性和应用性不强，学生对材料的相关特性、性质以及在工程当中的实际应用并不了解，这对学生的应用能力培养十分不利。传统的土木工程材料课程教学方式和内容已经不能适应当前社会经济发展的需要，为了培养具有综合素质的应用型人才，就必须要对本科院校土木工程材料课程进行相关的方法改革和教学模式的探索。3.土木工程材料课本内容滞后。我国经济的快速发展催生了许多重大工程项目的开工建造，在土木工程建设方面，科技发展研究出的许多新材料应用于土木工程当中，新能源和新兴建筑材料不断更新与发展，土木工程材料也开始向着绿色环保、节能高效的方向发展，目前我国建设材料的标准由于其种类的繁杂以及新材料的出现而不断更改。更新一个版本的土木工程材料教材的编制工作和出版时间长，在当前经济的迅速发展，建筑材料新技术的推陈出新速度加快的情况下，教材内容时常滞后于国家对建筑材料标准的制定，落后于建筑工程行业发展的实际需求。这些对本科院校土木工程材料课程的教学工作十分不利。4.土木工程材料实验课程学时短。目前本科院校土木工程材料实验教学课程开设的学时较短，许多院校由于设备陈旧落后、教学实验场地较少等问题难以增加实验教学课程的学时。因此产生了其基础实验的演示性效果较差、学生在观看实验操作和自身实际操作时留下的印象不深等问题。虽然许多院校已经将课堂实验部分加入到了学生的平时成绩考核当中，土木工程材料课程的实验都是具有验证性和演示性的，高校虽然要求学生进行一些综合性的实验设计来提高学生对土木工程材料知识的学习和应用能力的提高，但是，由于综合性的实验设计和操作需要持续较长时间，许多高校实验课程学时短这个问题已经严重影响了学生进行实验操作和应用能力的提高。
三、应用型本科院校土木工程材料试验教学中应用能力探究
1.更新本科院校土木工程材料实验教学理念。高校的土木工程材料实验教学理念要紧跟建筑工程市场和工程材料发展的方向。教师要更新自己的教学理念，改变传统的教师把实验内容演示一遍之后让学生模仿的方法。在土木工程材料实验的课堂上，教师可以利用较少的时间把实验的重点内容和实验操作的注意事项告诉学生，然后将大部分时间教给学生，让学生根据教材和知识点自主设计实验内容和方法，重点培养学生的实验操作能力，让学生在自己动手操作的过程中加深对教材知识的理解和对工程建设材料的认知，提高学生的实际应用能力，培养学生的职业素养。2.高校加大对本校的土木工程材料实验器材和场地的投入。目前，很多高校都存在着土木工程材料实验器材落后、实验场地少的问题，这对该院校的土木工程材料实验教学十分不利。高校要加大对本校的土木工程材料实验器材和场地的投入，根据目前建筑行业和建筑材料的发展更新实验设备，增加实验场地的面积，提高土木工程材料实验室的建设水平，合理购入目前新兴的建设材料，为本校的土木工程材料实验教学提供必要的物质基础。同时，高校还可以选择与本地的建筑企业进行合作，及时更新土木工程材料的实验教学内容，防止因为建筑行业的发展和材料的标准的更新，教材内容出现落后的现象发生。以此来提高土木工程材料实验教学水平，帮助学生培养自身的动手操作能力。3.利用多媒体进行教学，增强学生对土木工程材料知识的理解。很多土木工程专业的学生对土木工程材料缺乏感性认识，因此，教师土木工程材料实验教学手段上要进行必要的更新，利用当前丰富的互联网资源和便捷的多媒体手段进行教学。教师根据实验课程的内容收集、整理相关的土木工程材料实验的视频、图像等，将其在课堂上展示给学生，增强学生对土木工程材料的感知能力，提高学生学习相关知识的兴趣。采用多媒体教学的方法能够有效帮助学生认识很多身边没有的建筑材料，扩大了学生的知识范围，增强了学生的好奇心。4.改革土木工程材料实验教学的方法。土木工程材料实验教学要重视其教学方法的更新。在实验课程开设之前，教师要提前布置下实验的任务和内容，让学生在实验之前就掌握实验方案的设计、操作、实验误差和结果的分析方法等知识。在实验的过程当中，教师要减少对学生的干预，只要学生在保证课堂理论教学和实验操作的一致性原则下，让学生进行实验操作。教师要在土木工程材料实验教学课堂上重视实验的过程和学生实验的操作能力培养，通过让学生结合自身学习的理论知识和预习的实验内容自主进行实验探究和学习，激发学生学习的兴趣，帮助学生在动手进行实验操作的过程中提高自己的应用能力和创新能力。5.引导学生自主进行科学探索，培养创新意识和应用能力。在土木工程材料实验教学过程中，教师要注意培养学生的创新能力，加强培养学生综合运用能力和科研训练。在实验的教学过程中强化对学生严谨的科学态度的培养，鼓励学生在符合教师开放实验的整体框架、和遵守实验操作规范的情况之下进行实验的自主设计，并在实验的过程中认真记录实验的数据，对实验当中出现的一些问题进行客观分析。学生在自主进行科学探索、实验设计的过程中，提高了自己对土木工程材料知识的认识，培养了创新能力和实际应用能力，为今后自身的发展打下了良好的基础。
四、总结
土木工程材料范文6
1.智能材料的概念
智能材料是科学家在以此偶然中融合了碳纤维和光导纤维所得到了一种新型材料，它具有感知应力和抗断性，随后，科学家们针对这一次的偶然事件进行了更深入的研究，使得更多具备生物学特性的新型智能材料得到了诞生。智能材料作为一种新型材料，它具有很多优势，例如传感功能，结合传感数据进行反馈，通过识别各类相关信息做出判断，并根据所产生的问题进行自动修复和适应。同时也可以感知外界的环境变化，进而判断可能出现的危险情况，随之做出对应避免危险情况出现的恰当相应，而且智能材料该剧由高灵敏性，反应时间短，当刺激消失后，智能材料能够迅速做出响应，及时还原到最初状态。它的应用可以让工作操作任务量得到有效降低，进而在一定程度上解放劳动力资源。
2.智能材料的类型
根据智能材料的特点和功能，可以将其分为感知材料和驱动材料两类，其中感知材料就是能够感知外界环境变化的材料，它所能感知的环境变化包括光、电、热、声、化学等方面，其功能实现主要是利用各类传感器来完成，这类材料包括压电陶瓷和光导纤维等。而驱动材料包括压电材料和形状记忆合金等。它主要是响应建筑内部结构的变化和环境变化。智能材料的不同，其具体功能和优势也会有所差异，因此其应用场合也会有所差异。例如将光导安装在纤维混凝土中所形成的感光智能材料主要适用于通讯等建筑，进行智能楼宇的建设，实现办公智能化。而一些新型传感器则可以安置在各类土木工程中，主要对温度进行自动控制，相应火灾应急，进一步提高工程建筑的安全性。
二、智能材料在土木工程中的应用
智能材料在土木工程中的应用主要是对工程建筑进行实时评估和监控，将智能材料应用在实际的土木工程中，可以有效防止一些事故的产生，进而确保工程建筑的安全性，同时也能确保人员的人身安全和财产安全，避免因事故而出现重新施工等情况，从而保证施工成本。而且智能材料和土木工程的融合所形成的智能土木结构是土木工程建设中的一大技术进步，为土木工程各项指标的监控提供了有效的手段和依据。就以对土木工程建筑检测来说，传统评估方法的检测判断需要从外到内，但是在进行内部构造检测的时候却很难顺利开展，这样就容易导致评估结果等出现误差，同时内部构造存在的一些安全隐患也容易被遗漏。即使利用其他检测设备，也会存在一定测量误差，使得测量精度不高、不精确，并且测量效率也不高。但是在智能材料的运用下，将传感器安装在材料内部就可以达到对工程由里到外的检测目的，还能实现对项目的实时检测评估，进而掌握项目在每一时段的状态。而且智能材料对于诸如水利水电设施、高层建筑以及大型桥梁等重大工程项目也具有很大现实意义的。在国外，通常会利用传感器来检测大型桥梁的安全性能评估，尤其是在完工后的运行阶段中，这样通过传感器就能对桥梁关键部位的受力和损坏状态加以全面掌握，进而采取有效修复措施，避免桥梁出现重大损坏而致使交通事故的产生。在我国，一些高性能的传感器也得到了研发和诞生，促进了我国建筑智能化的进一步发展，例如分布式传感器、碳纤维传感器等。但是智能材料的应用需要投入较高的成本，再加上其技术要求较高，一般土木工程建筑施工人员不满足其技术要求，因此当前智能材料主要应用在重要水利水电设施和重大工程中，而在普通民用建筑中还没有得到推广和普及。
三、结语
