土木工程材料范文1
【关键词】土木工程；混凝土；复合材料
前言
土木工程材料是土木工程的基础，其质量及性能影响着整个土木工程的质量，在科学技术迅猛发展的当下，土木工程材料层出不穷，土木工程项目建设中应用了大量的新型土木工程材料，有效提高了土木工程的施工效率，缓解了施工人员的工作强度，可以降低土木工程施工的能耗，满足人们对土木工程项目的需求。因此，对于新型土木工程材料的研究是很有必要的。
1新型土木工程材料的优势
在土木工程中，材料的选择及应用会对土木工程的质量产生直接的影响。和传统土木工程材料相比，新型土木材料在性能、能耗等方面，有显著的优势，可以提升土木工程车材料的使用寿命。土木工程中新型土木材料的应用，能够显著提升土木工程的施工效率，可以缩短土木工程施工的工期，降低施工人员的工作强度。与此同时，在土木工程建设工程中，存在大量的能源损耗，还会造成较为严重的环境污染问题。为了响应国家节能减排的号召，土木工程施工单位需要加强新型土木工程材料的应用，选择新型绿色土木工程材料，降低土木工程的能源损耗，改善城市生态环境。绿色土木工程材料大都由生产生活中产生的废弃物制造而成，通过循环利用，降低生产对环境的污染，而且绿色土木工程材料建造的建筑物，不会对建筑用户的身体造成损害，可以显著提升居民的生活质量，实现社会的稳定发展[1]。
2新型土木工程材料的类别及应用
2.1新型混凝土材料
新型混凝土材料主要是在普通混凝土的基础上，添加新型原料制作而成的混凝土材料，具备成本低廉、强度大以及施工难度低等优势。常见的新型混凝土有以下几种：（1）轻质混凝土，轻质混凝土是在普通混凝土中应用天然图1形状记忆效应示意图轻骨料、煤矸石或者工业废料轻骨料等材料。轻质混凝土材料具备强度高、成本低、密度小等优势，具有良好的保温性能及抗冻性能，适用于东北等寒冷地区的土木工程。（2）低强混凝土，低强混凝土主要是指抗压强度在30MPa以内的混凝土，可以在建筑地基和桩基浇筑中用作隔离或者填补材料，也能够用作铺垫基底。在公路路基和地下构造施工工程中的应用也较为广泛。通过普通混凝土和低强混凝土的配合应用，施工单位可以合理控制混凝土的抗压强度、弹性模量及相对密度，在很大程度上避免了收缩裂缝的出现。（3）自密实混凝土，和普通混凝土制作流程有所差异，自密实混凝土不需要进行振捣，而是根据自重完成密实。独特的制造工艺使自密实混凝土具备更大的流动性，但是自密实混凝土并不会出现离析问题，可以有效保障混凝土的基本性能。在土木工程中，自密实混凝土的施工不会产生较大的噪音，可以支持夜间施工。自密实混凝土更为均匀，钢筋可以在自密实混凝土中密集布置，适用于构件体型相对复杂的土木工程中。
2.2智能土木工程材料
智能土木工程材料可以进行自我诊断，有助于土木工程的智能化发展。目前土木工程中应用最为广泛的智能材料为碳纤维机敏混凝土，该智能材料由砂浆、混凝土、连续碳纤维或者短切碳纤维。碳纤维机敏混凝土的电阻率和材料的损伤状况存在较为密切的联系，通过对材料电阻率的测量，可以掌握土木工程结构的状况，明确结构中是否存在应变或者损伤，从而预先采取加固或者预防措施，保障土木工程相关用户的安全。在实际的土木工程施工中，碳纤维机敏混凝土凭借其优异的力学性能，可以和普通混凝土进行配合应用，在市政工程中的应用十分广泛，交通部门可以通过碳纤维机敏混凝土材料，获取道路车辆的载重状况，不仅可以掌握道路的损伤状况，还可以找出超载车辆，保障交通运输的安全运行。另外，形状记忆合金在土木工程中的应用较为广泛，在该智能材料的形状被改变之后，可以产生形状记忆效应（如图1所示），转变为最初的形态。这一特征使得形状记忆合金具备自我诊断功能，有助于土木工程结构强度的提升。施工人员大都将其设置于结构层间或者底部等容易使受到地震作用的部位，可以有效消耗地震能量，提高建筑物的抗震性。
2.3新型复合材料
对于土木工程而言，新型复合材料主要是指FRP（纤维增强复合塑料），该复合材料是将基体材料与纤维材料按照一定比例混合而成，具备较为优异的力学性能，在机械强度、耐腐蚀性和硬度等方面，都要优于传统土木工程材料。在以往的土木工程施工中，由于材料的不足，土木工程结构存在过早退化及结构功能缺乏等问题，而新型复合材料的出现，有效解决了这一问题。纤维增强复合塑料能够替代钢管或者钢筋，用作土木结构，对于退化的土木工程结构，施工单位可以使用纤维增强复合塑料进行加固。大量实践研究表明，纤维增强复合塑料复合札工程结构的轻质化及大跨度发展趋势，值得推广应用[2]。
3新型土木工程材料的发展趋势分析
3.1复合化发展
通过上述分析可知，和普通土木工程材料相比，复合材料具备更为显著的优势及广阔的应用范围。以纤维增强复合塑料为例，该新型土木工程材料在水工结构、隧道工程及地下构造施工中的应用十分广泛，可以避免钢筋被锈蚀，大大缩短了土木工程的维护管理费用及时间。目前已有施工单位将纤维增强复合塑料应用于桥梁工程及岩土采挖工程中，研究学者也针对纤维增强复合塑料的性能，研发了配套生产产品，如配套锚夹具以及FRP筋。在未来的发展中，研究学者需要加强对复合材料及其配套产品的研究，促进新型土木工程材料的复合化发展。
3.2绿色化发展
在新型土木工程材料的发展中，需要贯彻落实国家节能减排的目标，实现土木工程材料的绿色化发展。在土木工程材料更新换代的同时，工程节能化力度随之增加，道路桥梁等工程需要降低能耗，建筑工程需要提升防水保温性能，减少土木工程的能耗。与此同时，在人们生活水平及生活质量逐渐提升的当下，人们对居住环境及建筑材料的要求随之升高，施工单位需要尽量选择绿色、无污染、可循环的土木工程材料。比如，在未来的土木工程施工中，施工单位需要尽量减少水泥的应用，而是推广将工业废渣作为生产原料的新型混凝土材料，从而提升土木工程的社会效益及环保效益。
3.3智能化发展
智能材料的应用有效解决了土木工程结构存在的安全性及持久性问题。因此，在未来的发展中，智能材料将会在土木工程中得到广泛的应用，施工单位可以在土木工程结构中安装传感器，对土木工程结构的各项性能进行实时监测，实现高效的土木工程管理，有助于土木工程使用寿命的延长。就目前的状况看来，智能材料在土木工程中的应用局限于大型水力发电工程以及高层建筑等项目中，施工单位可以将其应用范围扩展到大水坝工程、采油平台以及船闸等混凝土结构项目中，实现新型土木工程的智能化发展。
3.4高性能化发展
研究学者需要加强对新型土木工程材料的研发，通过高性能化材料的推出，实现智能结构及功能一体化发展。具体而言，研究学者需要根据不同的应用场合，研发相应的高性能材料，实现土木工程材料的专业化发展。比如，抗震性能较强的新型材料、防水性能较强的新型材料、保温性能或者吸声性能较强的新型材料等。新型土木工程材料的高性能化发展，可以进一步提升土木工程质量及建设水平的[3]。
4结论
综上所述，科学进步带动了土木行业理念的创新，研究人员需要加强新型土木工程材料的研发。通过本文的分析可知，施工单位需要推广应用新型土木工程材料；研究人员需要加强智能化、绿色化、高性能化及复合化土木工程材料的研发，为土木工程项目建设提供专业的材料，保障土木工程的质量。希望本文的分析可以为相关研究提供理论参考。
参考文献
[1]王林林.新型土木工程材料研究进展[J].绿色环保建材，2017（12）：5.
[2]李俊龙.新型混凝土材料在土木工程领域中的应用[J].门窗，2017（11）：226.
土木工程材料范文2
1)涵盖内容繁多、逻辑关系较差。本课程学习内容涵盖了无机材料、有机材料和复合材料等研究领域，包括了各类材料组成、性能及其影响因素、技术要求以及质量检测和控制等等;各类材料性能各异且用途不同，因此各章之间联系较少，导致逻辑关系不强。2)内容叙述性较强。教材内容涉及到与各类材料、工程密切相关的试验资料、实践经验和技术标准，偏重于叙述性，基本概念多、经验性的内容多，因此学生极易感觉到杂、乱、枯燥乏味，甚至产生厌学心理，影响学习效果。本课程具有很强的理论性和实践性，除了应抓住重点学好理论知识以外，还应重视实践环节，为此，本课程开设有多个学时的实验课，旨在通过动手实践，加深和巩固对理论知识的理解，培养学生对土木工程材料的检测技能。
2土木工程材料实验教学的传统模式
大量调研表明，多数高校土木工程材料实验的教学模式表现为“灌输式”，实验性质基本为验证类，综合类、设计类和研究类实验较少，具体表现如下:1)开展形式:多以分组。高校本科学生基数较大，实验教学多为分组进行。2)指导模式:授课教师的讲解和演示。每个实验小组的人数较多，学生通过演示实验观察实验过程，了解实验的基本操作流程。3)实验项目:根据实验教学大纲确定。一般只限于教材中规定的特定实验，其中验证类实验所占比例过大，而设计类和启发类实验相对较少;且考虑到实验学时的设置，实验过程较复杂、耗时较长且耗资较大的实验，实验教学尽量不涉及。4)实验教材:实验教师根据实验教学大纲编写实验指导书。实验过程中，学生根据指导书的实验目的、实验方法、实验要求、所用仪器设备进行相关实验即可。5)实验报告:近似或者雷同。不同层次的学生所做的实验项目相同，做相同的实验，得到近似的实验结果，一组或一个班写出基本相同的实验报告，不能充分调动学生的学习兴趣和积极性。
3“塔式”实验教学模式
基于兄弟院校土木工程专业实验教学改革的成功经验，结合现有实验室的条件，遵循层次化、模块化的指导思想，对土木工程材料实验教学模式进行改革探索，分三阶段逐步提升的“塔式”方式:基础设计阶段、对比分析阶段与后期处理阶段。1)基础设计阶段:将一个行政班的学生分组后，要求其根据与本次实验项目相关的多种工程材料进行实验设计，且将设计方案在实验之前上交给实验教师审批，待审批合格后方可安排实验。这一阶段可以让学生根据实验目的，自行设计实验，使学生由被动变为主动，培养学生自主探究的能力;2)对比分析阶段:同一批次实验结束后，实验教师组织学生分别汇报实验设计方案与实验现象、结果，要求学生分析不同小组的结果并找到原因，可以增强学生分析问题和解决问题的能力;3)后期处理阶段:待同一个实验项目全部结束后，实验教师将本年度所有批次的实验方案与结果公布后，要求每个同学对本项目进行总结，并以此作为实验部分的考核。下面以“胶凝材料(水泥)的基本性质”为例，详细说明一下“塔式”教学模式。1)根据理论课进程，实验室要及时备好不同标号的水泥。实验教师通知学生进行实验方案设计，学生根据实验目的，每个小组选用不同胶凝材料设计方案。根据已经审核的实验方案与实验指导书，严格按照实验操作逐步完成水泥细度、水泥标准稠度用水量、水泥凝结时间、水泥安定性与水泥胶砂强度等实验内容，并做好相关数据的记录工作。2)同一批次实验全部结束后，各小组通报实验材料的选择与实验结果，要求每小组成员做好记录，并引导学生回顾理论课程中的相关知识，分析不同胶凝材料的性质，加强学生对理论课程叙述性知识的理解与记忆。3)所有班级本实验项目结束后，实验老师将所有小组的实验情况汇总并向学生公布，要求每人采用正交实验分析法对统计的实验结果进行分析，并结合理论知识对本次实验进行总结，与此同时，教师也可以对学生实验结果的统计数据进行分析总结，做好自己科研的支撑。
4教学模式改革效果
土木工程材料范文3
关键词：土木工程材料；教学创新；改革思路
一、土木工程材料课程的价值和教学中的痛点问题
土木工程材料课程是土木工程专业及相关专业的基础课程，对土木工程及相关课程起支撑作用。长期以来，受种种原因的影响，土木工程材料课程的教学效果未能达到预期的教学目标，具体有以下四个方面的问题。（1）土木工程材料课程涵盖无机胶凝材料、金属材料、有机高分子材料及复合材料四种类型的工程材料，教学内容繁杂，且各类建筑工程材料之间无相关联系，导致学生融会贯通难度较大，且难以实现灵活运用。（2）本课程教学中涉及的概念和经验性的知识点较多，理论推导及计算内容相对较少，学生在学习中较吃力，课堂教学气氛不佳。同时，本课程对现场实践内容要求较多，但实际教学中教师和学生缺乏到现场实践参观、操作的机会，学生对各类型工程材料性质缺乏直观认识，导致学生的知识生成不足，进而造成理论知识与实践脱节的现实问题。（3）随着建筑工程行业的发展，新材料、新技术等不断发展和应用，对土木工程材料课程教学内容的时效性提出了较高要求，但由于教材内容编写滞后于建筑工程行业发展，导致课程教学内容与行业发展存在一定的差距。（4）课程教学受时长限制。土木工程专业学时为34学时，实验课程为17学时，短时间内难以将课程教学内容全面、细致地展开讲授，导致课程教学质量与预期目标存在一定的差距。
二、土木工程材料课程教学改革思路和创新举措
（一）基于教材和大纲修订的教学内容改革
随着建筑行业的发展，土木工程材料种类日益繁多，且新的材料体系不断增多，新材料、新技术层出不穷，部分教材中采用的材料技术可能在工程实践中较少应用，甚至面临淘汰的问题，在该问题下，由于学生对工程实践了解不够深入，难以通过课堂教学把握学习难点和重点。因此有必要从教材和大纲修订开始进行教学内容的改革。本课程教材是学院柳俊哲教授主编的《土木工程材料》，为2015年修订后的第三次再版。新版教材强化了混凝土和混凝土材料章节，增加了部分水泥内容，并按最新的水泥检测标准更新了水泥检测试验内容，弱化了部分混凝土材料内容，如删减了粗骨料、细骨料等材料部分内容。2017年起，我校教研团队对土木工程材料课程教学大纲进行修订，对课程教学内容进行了重新设计、编排，力求与建筑行业发展现状、发展趋势相符，与工程施工实际相结合，促进学生学以致用。经重新编排后，课程教学内容以水泥、混凝土、钢材、沥青、沥青混合料为建筑工程材料为主，以新型墙体材料、节能材料为次要中单，兼顾功能性材料和合成高分子材料，并重新划分了学时，其中水泥、混凝土、钢材及沥青、沥青混凝土部分的学时占到了总学时的73%。大纲修订之后，土木工程材料课程授课内容重点突出，并且均有相应的验证性实验课程。其中墙体材料、建筑钢材及沥青材料的试验采用虚拟仿真实验进行。
（二）基于虚拟仿真实验的实践教学创新改革
本课程中，材料试验是整个教学体系中的重要环节，其教学目标是通过科学实验方法，培养学生的科研能力和严谨缜密的科研态度，通过课程试验掌握土木工程材料检测、试验方法，实现理论知识与实践操作相结合。由于学生接触工程实践机会较少，因此，虚拟仿真实验是学生为数不多的实践机会，是激发学生学习热情的绝佳机会，要求教师把握教学机会，顺势引导，培养学生动手、独立思考、分析问题和解决问题的能力。实验过程中。教师应尽量避免大包大揽的教学管理模式，重点突出学生在课程实验中的主体地位，由学生在教师的指导下自行开展实验准备、实验操作、数据处理、实验报告撰写等过程。针对实验过程中出现的问题，教师应在小组学生充分思考、讨论的基础上给予指导，针对部分共性问题，组织全班学生参与讨论，最后由教师做总结和解答。该课程验证性实验课共安排了17学时，事实上这些实验学时还远远不够，为了更好地帮助学生理解掌握土木工程材料的技术性质，对一些验证试验比较费时、操作难度较大的材料技术性质试验采用虚拟仿真实验教学模式。
（三）新型工程材料及其应用工程案例在教学过程中的导入
土木工程材料教学团队在授课过程中可结合自身科研和现代材料的发展，事先设计选择，将实际工程中使用的新材料、新标准内容作为授课的一部分。比如，在讲授第一章“材料基本性质”这部分内容时，涉及很多概念：如强度、耐水性、抗渗性及耐火性等基本性质。理解和掌握这些基本性能概念是学习各项土木工程材料性能的基础。然而这些概念都很抽象，如果只是死记硬背，教学效果就很差，尤其是学生，很难在后面的相关学习中培养起兴趣。针对这些问题，教学团队在课前均可进行相应的案例导入设计。比如抗冻性基本概念的学习，在讲解发生冻融循环破坏时，材料必须与水接触内部含有水分，且受外界环境的影响才会导致出现冻了融、融了冻的问题，最终导致材料出现剥蚀性的破坏。讲到此处时，老师及时导入冻融破坏的案例，结合案例可以很形象地让学生理解材料的抗冻性失效的机理及破坏形态，起到了很好的教学效果。在讲授材料的耐火性时，引入美国9•11事变的世贸双子塔被飞机撞毁而瞬间坍塌的案例。该案例中双子塔中心由四十几根钢柱支撑，周围是由网状的钢柱包围。而钢材的弱点之一就是耐火性太差。高温条件下，钢材强度下降较快，以普通低碳钢抗拉强度为例，350℃时，抗拉强度大幅度下降，至500℃时降至常温条件下抗拉强度一般，600℃环境下，抗拉强度仅为常温条件下的1/3，而这正是钢材瞬间坍塌的重要原因。这个案例既可以帮助把材料的耐火性讲授清楚，更是让学生对钢结构耐火性差的特点记忆深刻，教学效果突出。在该课程中关于水泥、水泥混凝土、砂浆、建筑钢材及沥青等土木工程材料的授课过程中，均针对关键教学重点内容引入相应的工程案例，这样不仅可以帮助学生掌握关键的知识内容，而且可以激发学生的学习兴趣。在授课过程中以国内外知名的建筑工程结构采用的新型工程材料作为素材，比如授课中结合宁波江北中兴大桥钢-UHPC结构桥面中的超过性能混凝土（UHPC）的应用案例，可引入意大利馆外墙透明混凝土应用案例，通过引入新型土木工程材料，不仅形成了不同透明度渐变效果，而且通过折射自然光，减少了室内采光照明，达到了建筑节能的目的。正是采用引入案例进行对比的方法，来学习课程中普通水泥混凝土的相关知识内容，才帮助学生更好地理解掌握水泥混凝土的技术性能，这也在一定程度上激发了学生对现代混凝土材料技术发展的学习热情。
三、基于教学创新模式改革的教学效果评价及反思
课程教学中，教师团队通过在教学内容、教学方法两个方面不断创新，经过三年的教学实践，学生普遍反馈良好，取得了良好的教学效果。但对于不同专业的学生而言，由于土木工程材料课程专业性较强，要求教师加强教学内容、教学方法的探索与总结，提高教学内容、教学方法的适用性。对比近三年来土木工程材料课程的教学目标达成情况，看出在2018年教学大纲实施以来，该课程的分目标达成情况从2017—2018学年的75%，提高到了2018—2019学年及2019—2020学年的80%。该课程教学方法和内容改革之后的教学效果也可以通过系统的学评价得到一定程度的体现。2018—2019学年，专业学生对主讲教师评教分达到92.54分，2019—2020学年，该分数为94.33分，高于专业其他课程评教得分8~12分。因此可以根据该学教评价结果大体判断学生学习这门课程还是具有一定的兴趣，尤其表明学生对该课程的教学还是很满意的。
四、结语
在土木工程材料课程教学中，教师应从教学内容、教学模式和教学方法方面不断探索和创新，围绕学生掌握课程理论知识和虚拟仿真实验为抓手，以学生自学能力培养和科研动手能力培养为目标，瞄准建筑行业的前沿知识，不断完善和优化教学内容，加大教学方法的创新力度，提高课程教学的时效性、实效性。在授课形式上，教师可在课堂教学中引入工程案例，并合理设置课堂问题引发学生思考和讨论，促使学生形成独立思考的良好习惯。在课程实践环节，教师应通过虚拟仿真实验平台，在完成验证性项目之外，鼓励有兴趣、有能力的学生设计创新性实验，为学生提供更多的实践机会，促使学生理论知识与实践相结合，激发学生的学习热情，促进土木工程材料课程教学质量的提升。
参考文献：
［1］陈林，赵杰，王功勋.土木工程材料课程的复合式教学法［J］.教育教学论坛，2016（50）：183-184.
［2］郝丽娜，霍英洲.“以学生为中心”的土木工程材料课程混合式教学模式探究［J］.开封文化艺术职业学院学报，2020，40（10）：102-103.
［3］褚洪岩，黄凯健，王元纲.浅谈土木工程材料课程教学方法改革［J］.教育教学论坛，2020（40）：275-276.
土木工程材料范文4
(一)教学组织与实施
1．基本性实验的教学组织与实施
第一层次的实验即基本性实验对应于教学大纲的要求，可以按照原教学模式执行教学组织与实施，在教学组织与实施过程中应注意两个教学原则和三点教学方法。其中，“两个原则”一是把实验的主动性交还给学生;二是注重激发学生的实验兴趣，将学生的学习状态由被动转向主动，提高学生的学习自主性。通过实验结果比较、自主选择实验方法、提问引导等教学方法，激发学生对基本性实验的兴趣。
2．创新性实验的教学组织与实施
第二层次的实验，即创新性实验的教学组织与实施方案，主要包括学生的遴选、实验指导教师的确定两方面。学生的遴选即是如何确定参与创新性实验的学生。遴选时不仅应考虑学生的专业基础与能力，也要综合实验室相关设备的实际情况。为了保障取得较理想的教学质量与效果，应适当控制选做本层次实验的学生人数。从教学实践看，每学期开展第二层次实验的项目数以4～6项为宜，最高不超过8项，同时限定每名学生最多可选实验项目为2项。这样，既能保障实验的顺利进行(仪器设备数量充足、实验指导教师到位)，又能取得较满意的教学效果。参与该层次实验的学生比例从2011年秋季学期的15%增加到2013年春季学期的37%。今后，随着实验室建设的逐步完善(设备、师资队伍等)，这一比例也将逐步提高。但考虑到创新性实验对学生能力的要求以及教学效果等情况，教学团队的全体4名教师认为其比例最高不宜超过60%。实验指导教师的确定应考虑实验室专任教师与理论课教师的课程安排等情况，原则上以任课教师为主、实验室专任教师为辅进行共同指导。如有特殊情况(上课时间冲突等)，则应由全体教学团队人员协商解决，或安排在周末学生无课的时段，以保证创新性实验教学的顺利进行。
3．创新性实验教学的过程管理
第二层次的实验项目属于选修实验项目，通常由若干名学生，如3～5人组成实验小组，多数实验项目都要求学生自行查阅文献，经交流讨论、设计实验方案后再开展实验。这一过程既能提高学生分析问题、解决问题的能力，培养其创新意识和创新能力，也可锻炼学生的团队协作能力。但是，团队合作给少数只为混学分的学生提供了可乘之机。另一方面，由于创新性实验没有固定的实验课时间，且实验总学时数也不能事先预定，这就要求指导教师应在整个实验中，实施过程性评价方法，加强过程管理和监督。
4．创新性实验的成绩评定
目前我校土木工程材料课程成绩由考试成绩、平时成绩及实验成绩等三部分构成，各部分所占权重依次为70%、20%、10%。开设创新性实验后，课程成绩的评定既要对学生有一定的激励，又应避免出现学生为提高成绩而一哄而上、争相选做第二层次实验的现象。教学实践中，根据学生的实验态度、实验进展及完成效果等情况，采用“优、良、中、合格、不合格”共五档进行评定，并据此酌情额外增加学生的实验成绩。比如，当第二层次实验的成绩为“优”时，可额外增加该生的实验成绩10分，并按相应权重计入课程总成绩。
(二)教学模式与方法
层次化的实验教学新模式要求改革实验教学模式和教学手段，以学习为中心，实验教学内容层次化，充分利用现代化的教学手段。教师应改变自己的教学角色，确立为“学”而“教”的思想，在整个实验教学过程中，始终以学生为中心，确保学生的主体地位。实验内容层次化可以最大限度地调动学生的主观能动性，提高学生的实验技能，并有利于培养其创新意识和创新能力。教师应充分利用多媒体、网络等现代化教学手段进行实验教学，如制作多媒体电子教案、CAI课件以及建立课程网站等，方便学生提前预习和自学，既能提高实验效率和教学质量，又可以开拓和丰富学生的视野与知识面。
二、层次化教学模式长期有效的保障措施
开展创新性实验项目的教学，不仅能够加强学生对相关内容的理解和把握，而且还能使学生较好地把握相关领域的研究热点、研究趋势，掌握新的实验技术或新方法，更重要的是能够逐步培养学生分析问题、解决问题的能力和研究兴趣，有利于培养复合型人才，这也是三峡大学土木工程材料实验教学改革的主要目的。为保证创新性实验教学的长期稳定运行，必须采取相应的保障措施。
(一)确定合适的实验项目
创新性层次实验教学的首要工作是选题。选题要有创造性的因素，最好能解决一个较为复杂的技术问题，以便使学生得到较全面的训练。选题应该优先选择源于科研项目，并与教学密切相关的工程技术问题，使学生在规定的时间通过努力基本上能完成任务，从而巩固、加深和扩大学生的专业知识面，增强工作技能以及创造性。此外，为保证创新性层次实验教学的长期运行，创新性实验项目应不断推陈出新。从实验教学实践看，采取了如下途径确定第二层次的实验项目:引入反映相关领域研究热点、研究趋势，以及实验新技术与新方法的实验内容作为创新性实验项目，采用与建材相关的大学生科技创新项目(部级、省级和校级)、大学生挑战杯竞赛科技项目，以及学校设立的大学生求索创新项目等，另有少量创新性实验项目结合教师的科研项目设置。
(二)经费来源和相关配套政策
创新性层次的实验项目所用原料、药品及仪器运转与维修费用等经费开支，都应进行相应配套与完善，以形成长效机制。可以通过申请部级、省级、校级等各级各类创新项目或科技项目，如大学生科技创新项目、挑战杯竞赛项目、三峡大学设立的大学生求索创新活动及其他项目，或从教师的科研项目中设置第二层次的实验教学项目等形式来获取经费支持。2011年秋季至2013年春季共四个学期的教学实践中，第二层次实验教学项目的经费来源于国家自然科学基金、湖北省教育厅科学研究项目各1项、湖北省大学生挑战杯竞赛项目1项、三峡大学设立的大学生求索创新活动2项、教学研究项目2项，以及其他横向项目等。
(三)健全和完善实验室管理制度
建立健全实验室各项保障机制，包括条件保障、激励约束机制和监督机制等。条件保障方面，要继续加大实验室建设力度，完善实验室仪器设备等硬件设施。建筑材料实验经过自2009年秋以来的累次建设投入，实验设备、场地及环境等都得到显著改善，完全对实验室硬件设施的要求。在激励约束机制方法方面，制定和完善了相关管理政策，如:对参与创新性实验的学生在综合测评时适当加分，指导教师评职称时优先推荐等。不仅吸引学生参与创新实验，还鼓励教师参与第二层次实验教学。
(四)加强过程控制
指导教师要加强对创新性实验项目的过程控制。制定相应管理制度和方法，采用中期答辩和评估、定期召开小组汇报和讨论会等方式进行严格、规范、科学的管理，对第二层次实验项目的教学进行有效监督与控制。定期召开小组会议可以了解实验进度，并以实验方案方法的完善、指导等方面开展讨论，检查学生实验日志、实验的收获或思考内容、实验分析报告等，对前期工作作出评价，提出具体建议，促进实验小组按进度完成预定任务。中期检查是创新性实验项目教学过程的重要环节，院(系)组织相关教师对项目实施中期检查，可以使学生相互学习借鉴，而专家的评价起到诊断、督促、启发、指导作用。建立并实施以过程为导向的创新性实验项目评价体系，同时配套相应的激励机制，包括设立创新学分、综合测评加分或推荐免试研究生加分、资助等措施，营造了良好的学习氛围，激发了学生的创新热情。实践表明，加强过程控制是开展第二层次实验教学、保证教学质量的关键一环，通过加强对实验过程的监督管理，取得了较好的教学效果。
(五)加强实验教学师资队伍的建设
建设一支责任心强、业务过硬的师资队伍，是搞好实验教学改革，提高教学质量的基本保证，也是适应高校培养应用型创新人才的需要。通过相关政策与制度，吸引教师积极参与实验室建设和实验教学工作，同时支持他们参加各类实验技能培训，增强业务能力，使其能胜任不断推陈出新的创新性实验项目教学。目前，学校和学院均制定了相关政策，要求教师积极参与实验室建设，经常参加相关的实验技能和业务能力培训，并将这两点作为教师职称申报时的必备条件之一。目前执行情况良好，促进了实验教学的师资建设。
三、层次化实验教学的实践效果
经过2011年秋季学期至2013年春季学期共4个学期的教学实践，取得的效果表现为以下3方面。
(1)提高了学生的实验技能，加深知识理解，扩展知识体系。学生根据创新性实验项目和要求，自己查阅相关资料，进行实验方案设计和实验，启发和引导学生独立解释实验现象、分析实验结果，最后以书面报告或小论文的形式进行交流，使学生得到全面、综合的实验技能训练。同时，更深入地了解和探讨实践与理论的异同，加深了相关知识的理解与掌握，扩展了知识体系。
(2)通过采取各种激励和条件保障措施，营造了促进学生积极主动学习的氛围，激发了学生的创新热情，取得了较好的效果。2011年秋开始实施土木工程材料层次化实验教学以来，在2012年成功申报2项校级求索创新活动项目(2010级土木工程专业学生)，2013年开展的创新实验项目“掺磷渣活性粉末混凝土的制备”获湖北省第九届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛二等奖。同时，学生依托创新实验项目在国际会议上公开发表学术论文2篇:《粉磨时间对磷渣粉活性的影响》于2012年11月发表在两岸四地高性能混凝土国际研讨会论文集，PreparationofReactivePowderConcreteHavingHighVolumeofPhosphorousSlagPowderandSilicaFume于2013年5月发表于AdvancedMaterialsResearch第738卷。
(3)学生掌握了自主学习方法和能力，培养了团队协作精神和能力。学生在创新实验过程中，逐步学习和掌握解决问题的方法，同时，培养了团队合作精神和能力。
四、结语
土木工程材料范文5
土木工程专业包括了建筑工程、隧道与地下工程、水利水电工程，以及道路桥梁工程等多个专业方向。文章分析了不同土木工程专业的材料共性问题和个性要求，提出针对不同专业的实际应用需求，以提升学生专业素质为目的，进行土木工程材料课程建设。
关键词:
专业需求;共性问题;个性要求;课程建设
土木工程材料课程是土木工程专业的一门专业基础课，课程教学目的是使未来的建设工程师了解和掌握工程中常用材料的基本性能与应用方法，为今后工程实践或科研工作提供必要的基本知识和技能［1－2］。作为一门专业基础课，土木工程材料课程在专业课程学习中起到了承上启下的作用，直接关系到后续课程的学习［3］。土木工程材料课程的前身是建筑材料课程。为适应工程建设需要，土木工程专业在专业调整时提出了“大土木工程”概念，主要涵盖了建筑工程、道路工程、桥梁工程、市政工程、隧道及地下工程、港口工程和水利水电工程等多个专业［1］。这些细化后不同专业的建设材料基础都发源于建筑工程材料，工程技术人员的材料知识基础也是建筑材料。专业调整后不同专业学生所学的课程名称变更为土木工程材料，但其教材编排与教学大纲未作针对性调整，课程内容与原来的建筑材料相比并未有太大变化，更多的只是原有建筑材料课程内容的简单翻版，主要强调了材料的生产工艺与性能，忽略了不同专业的材料应用需求，并不完全适合不同专业方向的学生培养。鉴于以上原因，文章分析了不同土木工程材料方向的共性问题与个性要求，提出了以提升学生专业素质为目的，面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设的几点建议。
一、土木工程专业材料共性问题
随着工程实践的需要和科学技术的发展，土木工程学科已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。其专业分支包括建筑与市政工程、道路与桥梁工程、隧道及地下工程、水利工程等。其中有些分支，如水利工程，由于自身工程对象的增多以及专有技术的发展，已从土木工程中分化出来，成为独立的学科体系，但是它们在很大程度上仍具有土木工程的学科共性。
(一)材料组成、性能与应用的关系
对于土木工程技术人员而言，正确选择与使用材料，要求理解和掌握材料的性能。材料的性能又决定于材料的组成与结构，材料的不同应用环境又决定了材料需要具备不同的组成与结构，材料组成结构、性能、应用三者的关系。材料的组成与结构内容包括以下方面:(1)所用材料是有机材料还是金属材料，抑或是无机非金属材料;(2)材料是晶体材料还是非晶体材料，以及材料的孔隙结构大小与类型等。这些组成与结构决定了材料强度大小、属于脆性材料还是韧性材料，其弹性模量如何，以及环境温度、湿度、化学侵蚀等对材料的结构与性能有无影响等;(3)每一类土木工程都有自己特殊的环境因素，铁路与公路路基要考虑地下水与土壤中的温度变化与侵蚀性物质影响，隧道与地下结构的挖掘必须考虑岩石的稳定性与地下水的防排水，房屋建筑必须考虑居住与使用的舒适性和适用性;(4)相同种类的工程，还必须考虑四季交替，是靠近海洋还是盐碱或沙漠等环境影响，任何工程都必须考虑材料的组成、结构与性能是否适应环境要求。
(二)材料强度的要求
不同土木工程对材料的共同要求还体现在，所有工程中用到的材料都必须具备基本的强度要求。桥梁的桥墩、桥身，建筑工程中的梁、柱等结构构件要求其材料具有足够的抗压强度或抗折强度等，以承受结构荷载。房屋建筑中的墙体材料、桥梁上的栏杆等也需要足够高的强度，以承受自重或荷载。建筑装饰的涂料与基层之间、建筑保温系统中的各个构造之间、道路工程中的沥青路面与混凝土基层之间，都需要足够的粘结强度以保证材料间的相互协同作用。因此，具备适宜的强度是土木工程对材料的最基本要求，也是其共性问题。
(三)结构耐久性的要求
土木工程材料对耐久性的定义是，在长期使用过程中，材料抵抗周围各种介质的侵蚀而不被破坏的能力。土木工程材料在使用过程中，除内在原因使其组成结构及性能发生变化以外，更多的是受到使用环境中各种因素的侵蚀作用，侵蚀作用包括物理、机械、化学和生物作用等，如金属材料因化学和电化学作用引起锈蚀，无机非金属材料因受到化学腐蚀、溶解、冻融、机械摩擦等因素的作用而引起开裂和剥落，有机材料因生物作用、化学腐蚀、光热作用等引起老化。不同材料受到环境作用的因素虽然各自不同，但都属于材料耐久性问题。因此，确保足够的耐久性，满足工程设计使用寿命，是所有土木工程对材料的基本要求，也是共性问题之一。
(四)工程防水的要求
结构的防水防潮一直是土木工程领域需要克服的重要技术难题之一。建筑工程出现渗水，会造成居住不便与环境质量的下降。隧道与地下工程渗水，易诱发安全隐患，导致隧道与地下结构使用不便。结构内出现渗水返潮等问题，会对安装于其中的大型设备产生腐蚀，即使钢筋混凝土材料本身，也容易因水分渗透进入导致内部钢筋锈蚀，或被其他化学介质侵蚀破坏。因此，工程的防水抗渗问题也是所有土木工程面临的材料共性问题之一。
(五)不同土木工程的通用材料
虽然工程类型不同，使用环境不同，设计要求不同，但不同土木工程中所用的材料仍具有普遍的通用性。水泥混凝土、钢材是所有工程必不可少的结构承重材料，防水材料是所有类型工程都要选择使用的产品。按照化学成分来说，有机高分子材料中的塑料、橡胶和胶粘剂等，无机材料中的石材、水泥、石灰等，在各个土木工程领域都可能被用到。
二、不同土木工程专业对材料的个性要求
由于土木工程专业方向不同，其使用目的、结构特点、性能要求等不同，对工程材料要求也有所不同，反映的是不同土木工程对材料的个性要求。文章总结了以下四种土木工程类型。
(一)建筑工程
建筑工程与人的关系最为密切，是人类生活、学习与工作最重要的空间结构，是人类社会生存与发展的最基本需求。工程所用材料的质量决定了建筑工程的质量，也决定了人的生活质量。一个民族、一个地区或一个国家的文化与艺术水平也可通过建筑的水平与风格得到体现，建筑工程中所用材料要能充分表达建筑设计的形状与颜色，装饰装修对材料性能与环保的要求也最为突出。近年来，随着经济与环境可持续发展的要求，建筑节能要求越来越高，因此，保温绝热材料成为建筑工程中的主要选择。此外，吸声与隔声材料也是建筑工程中的专用材料之一。
(二)水利工程
人类通过修建水利工程，达到控制水流，防止洪涝灾害，并进行水量的调节和分配以满足人们生活和生产对水资源的需要。水利工程需要修建坝、堤、溢洪道、水闸等不同类型的水工建筑物，以实现其目标。水利工程最主要的特点是结构体量大，修建周期长，安全性要求高，使用寿命要求也长，这些都是水利工程在选用材料时必须考虑的。水利工程所用结构材料主要是低热水泥、中热水泥，以及专门的水工混凝土等。
(三)隧道与地下工程
隧道与地下工程，包括交通运输的隧道，军事工程的各种国防坑道，市政、采矿、储存和生产等用途的地下工程，地下发电厂房以及各种水工隧洞等。因为这些工程是在岩体或土层中修建，施工过程中岩体或土层的稳定性对施工进度与施工安全至关重要，因此，注浆、支护、锚固等材料成为隧道与地下工程中的专用材料。
(四)道路工程
道路工程在建设与使用过程中，路基应稳定、密实以对路面结构提供支撑，要考虑其变形、耐水性与稳定性的协调，垫层与基层应具有足够的抗冲刷能力和适当的刚度，刚度过大过小都不行。道路路面材料要考虑耐磨、抗滑与平整，设计要考虑抗弯折荷载与变形，还要考虑汽车行驶的安全性与舒适性。不同的路基、不同结构部位所用材料皆不同。工程用土、沥青混合料、道路混凝土等可看作是道路工程的专用材料。
三、面向不同专业需求的土木工程材料课程建设
基于不同土木工程的材料共性问题和个性要求的实际情况，应面向不同专业需求进行土木工程材料课程建设。
(一)课程内容增加
应根据大土木专业增加新的课程内容，如土工材料、无机结合料、防排水材料、锚喷支护材料等。以使土木工程材料课程更适合整个土木工程专业学生的培养。在增加新的课程内容后，为适应不同专业学生对土木工程材料的学习要求，应及时调整土木工程材料课程内容。笔者的建议是，将土木工程材料教学内容分为三部分。第1部分:土木工程材料的组成与基本性质。这部分内容包括材料的组成与结构、材料的基本物理性质、材料的基本力学性能、材料的耐久性、材料的安全性等。这部分内容体现的是土木工程材料的组成结构、性能与应用相互之间的关系，目的是掌握土木工程的材料理论共性问题。第2部分:土木工程通用材料。包括胶凝材料(气硬性胶凝材料和水泥)、石材与骨料、混凝土、金属材料、有机高分子材料、沥青与防水材料等。这几种材料基本上在所有土木工程中都有应用，针对的也是土木工程的材料共性问题。第3部分:土木工程专用材料。(1)建筑与市政工程专用材料。装饰材料、墙体材料与屋面材料等;(2)道路工程专用材料。道路混凝土、土、无机结合料、沥青混合料等;(3)隧道工程专用材料。注浆材料、锚喷支护材料等;(4)水利水电工程专用材料。低热水泥、水工混凝土等。第3部分内容体现的是不同土木工程对材料的个性要求，这部分内容可满足不同专业方向学生学习和掌握本专业必须掌握的材料及其工程应用。
(二)讲授重点转变
近年来，各个高校土木工程材料课时都有不同程度的压缩。以重庆大学为例，现在土木工程材料总课时为40～48，其中包括14～16课时的实验教学。在课时数如此之少的情况下，为补充新的教学内容，只有对原有个别内容进行删减。笔者的意见是，为保证教学内容与教学课时数相匹配，可减少材料生产与生成方面的内容，加强材料的工程应用案例教学。以水泥这一章节为例，对于以工程应用为主的土木工程专业毕业生而言，他们感兴趣的是水泥的工程性质与应用问题，不会对生产与水化过程感兴趣，因此可将相关内容缩减。同时，在教学内容中应增加工程经典实例，给学生讲解如何从设计、施工、监理等角度学习和掌握各种土木工程材料。在此基础上，对一些“吃不饱”的学生，可以通过“自主学习”［4－5］理解和掌握更多的土木工程材料知识。
四、结语
文章分析了不同土木工程的材料共性问题和个性要求，进而提出了应面向不同专业实际需求，以提升学生专业素质为目的，进行土木工程材料课程建设，针对课程内容与讲授重点提出了具体建议。我国是土木工程建设大国，现有500多所高校设有土木工程专业［6］，作为土木类专业的学科基础课，土木工程材料课程的教学效果对后续课程的学习和今后工作都会产生很大影响。然而，忽视不同专业的工程特性，不能针对不同工程专业进行土木工程材料课程教学是国内土木工程材料教学普遍存在的问题，希望通过此文引起国内各位同行的响应，共同探讨解决之道。
作者：王冲 吴建华 刘芳 单位：重庆大学材料科学与工程学院
参考文献:
［1］王冲，万朝均，刘芳，等．侧重于工程应用的土木工程材料课程建设构想［J］．高等建筑教育，2010，19(2):72－74．
［2］王冲．土木工程材料课程信息化教学的思考与实践［J］．高等建筑教育，2013，22(6):134－136．
［3］吴东云，张建新．新形势下土木工程材料课程教学改革与建设探究［J］．高等建筑教育，2012，21(6):70－72．
［4］董明晶．运用现代信息技术培养学生自主学习能力［J］．中国科技信息，2005(16):292．
土木工程材料范文6
实践教学是能力培养的重要手段，为了加强理论和实践教学的对接，提高学生工程实践能力和创新能力，我们尝试了开拓试验教学新思路，创建实践教学新平台和拓宽实践教学新渠道等方法。
1、开拓试验教学新思路
如何通过有限的资源提高学生的动手能力，分析问题和解决问题的能力以及创新能力，是土木工程材料试验教学切实需要面对的问题。教师不仅要重视试验课程教学的组织与设计，还要不断更新教学内容，改进教学方法和手段。传统的试验教学方法要求一个教学班利用给定的实验设备、固定的试验步骤和统一的试验参数来进行。学生所观察到的现象、所得到的试验结果几乎一样。因此，不同试验参数对结果的影响是无法显现出来的，学生对试验现象的理解也很浮浅。如果能够改变固有的教学方法，通过设置不同参数、不同条件，让学生进行对比研究，并加以分析讨论，则更有利于学生对专业知识的掌握。例如，传统的水泥技术要求试验中，各试验小组选用相同生产厂家和同样种类与型号的水泥，试验现象与结果基本相同，学生无法观察不同水泥在标准稠度用水量，初凝、终凝等技术性能的差异，也无法观察安定性、力学性能和强度等级等技术要求的标准，各小组之间也无需进行经验分享和共同协作。如果教师能通过自制水泥的方式，制备出未知技术性能的水泥，学生和老师共同通过试验总结出水泥技术要求的影响因素，小组之间通过交流并分享试验结果，观察相关参数对水泥性能的影响，教学效果必将得到提升。又如，根据正交试验原理设定混凝土配合比试验参数，各小组分别观察水灰比、砂率、单位用水量、粗集料用量和最大粒径等参数对混凝土工作性能和强度的影响，并将最终的试验数据结果统一起来，由学生对试验数据进行分析、处理，写出综合试验报告。显然，水泥性能和混凝土配合比实验经过试验设计，不仅加深了学生对于一些现象的直观印象，还增强了学生动手能力和综合分析问题的能力，同时也激发了学生探索未知领域的研究兴趣。
2、创建实践教学新平台
1）开放试验室由于试验学时有限，我校在本学年尝试了课余时间为学生开放所有试验室，鼓励学生充分利用开放性试验室进行砂浆、水泥凝结时间测定和混凝土配合比设计等设计性、综合性试验，教师利用课余时间给予指导，使学生充分了解了试验过程和操作方法，达到满足本学科实验教学的基本要求。
2）增设土木工程材料试验课程为了提高实践教学的质量,在2013年新的教学大纲修订的过程中，我校针对土木工程材料课程的教学现状，增设了土木工程材料实践教学周，利用一周的时间让学生充分参与到实践教学中，充分保障实践教学的运行。
3）鼓励学生参与教师科研项目针对部分学生对教师的科研项目具有较强兴趣的情况，我校鼓励学生参与到研究中，指导过程中注重培养学生在原材料的选择、成型工艺的控制和性能检测等环节的实际技能与分析解决问题的能力,提高学生创新能力以及开展基础研究的能力。
4）指导学生参加学科竞赛为了提高大学生的创新实践能力和对专业知识的认知能力，我校开展了一系列以专业知识为依托的学科竞赛。同学们在参加竞赛的过程中，锻炼了自身的专业技能。例如，我校针对当前建筑垃圾大量堆放所引起的环境与社会问题，举办了“建筑垃圾变废为宝大行动”的学科竞赛。在教师的指导下,同学们提出了各种建筑垃圾再生利用的方法。这场竞赛不仅提高了学生们的动手能力和科研能力，还让学生们意识到传统建筑材料在其使用结束后给环境带来的巨大压力和负面影响，有助于学生在以后的工作和研究中确立节能与环保的思维。
3、拓宽实践教学新渠道
土木工程材料的实践教学应与理论课程相结合,力求建立材料特性与实际工程的有机联系，尽可能制造机会让学生接触到实际的建筑材料，让材料抽象的性质具体化。力求建立课内基本试验与工程实际的相互对照，尽可能创造机会让学生深入接触实际工程,在工程实践中充实和巩固课堂理论知识，零距离地开展工程实践教学。我校在课外时间组织学生到混凝土预制构件生产企业、建材市场、商品混凝土搅拌站、建筑工地等参观调研，邀请具有丰富施工经验的工程师指导并讲解工程实际的工艺流程。让学生深刻认识原材料选用原则和生产施工流程，从市场中了解现有材料和新材料的发展与应用现状。在商品混凝土生产企业，学生了解了新拌混凝土的制备流程，意识到试验室中混凝土配比试验与工程实际的差异，也认识到掺合料和外加剂的掺入,对拌合物和易性、力学性能和经济效益的影响。这不仅增强了学生对土木工程材料的感性认识,也锻炼了学生的动手能力、交际能力，提升了综合专业素养。在普通混凝土试验的实践教学环节，我校组织学生到当地的建筑材料研究所进行参观学习，让学生观摩混凝土配合比的试配流程。学生一方面认识到水灰比、减水剂种类与掺量、活性掺合料种类与用量对拌合物工作性能的影响；另一方面，经现场试验技术人员的讲解，学生深入了解了活性掺合料掺入对混凝土性能、结构和经济性的影响，并且了解到大量工业固体废弃物对环境的影响。学生通过这些内容的学习,深入认识国家发展和改革委员会、住房城乡建设部开展“充分认识开展绿色建筑行动的重要意义”行动的深远影响，学会因地制宜、就地取材，结合当地气候特点和资源禀赋，大力发展安全耐久、节能环保、施工便利的绿色建材。
二、结语
土木工程材料范文7
关键词：土木工程；新材料；应用
在土木工程设计管理工作中，如何更为科学、合理、高效地应用新技术以及新材料，在土木工程建设质量提升中发挥着重要的作用，并对土木工程的未来发展有着指导下的作用。因而，在土木工程壮大与发展中，大范围地引入、应用新材料至关重要。
1当前土木工程中新材料的应用
在当前土木工程中，新材料主要得以如下多方面的应用：
1.1隔热新材料
在土木工程设计中，隔热是非常重要的设计环节，需要完全符合建筑工程的设计标准。将隔热新材料深入应用于土木工程中，能够提升居民的居住舒适度，达到良好的隔热应用效果。比如，将先进的绝热材料应用于建筑工程内，其外观主要体现为透明的状态，主要由一层玻璃、空气间层以及吸收面等三部分组成。玻璃间层，主要体现为蜂窝状态，能够达到阳光反射的效果。而空气间层则主要起到将土木工程建筑物外部热量吸收的应用效果；吸收层，则处于绝热材料的最外层，则能够起到良好的外部热量阻断的效果。
1.2通风系统新材料
通风系统，是土木工程建筑设计的重要内容，对建筑工程的安全性有着关键的决定因素。因而，在土木工程通风系统中投入使用新材料，能够将新材料的低成本、高环保等优势充分地体现出，具有非常大的应用空间。比如，在土木工程的窗框结构中，设计使用了新的材料品类，比如在窗框的底部加入了空气流通的渠道部分，这样就能够窗框内的空气由内部到达顶端，然后再到土木工程建筑物的内部空间，很好地解决了传统土木工程所存在的窗口空气流通速度过快的突出问题，提升了居民的居住舒适度。同时，在土木工程窗框结构中使用了新材料，能够达到空气净化的作用。另外，将数字化技术加入到土木工程设计领域内，能够通过数字化控制的方法控制窗框，大大地简化了新材料的应用复杂程度。
1.3保温新材料
在土木工程中，将保温新材料应用于建筑物中，能够解决材料过多地问题，并起到良好的保温效果。在传统建筑领域内所使用的保温材料厚度很厚，不利于提高设计空间，大大地降低了建筑物的灵活度。而将保温新材料应用于土木工程中，保温效果更为理想，轻巧性、便捷性特点更为突出。真空绝热板是保温新材料的重要成果，材料结构薄度很薄，只有传统保温材料厚度的1/4，已成为土木工程保温领域的首选材料。
2土木工程中新材料未来发展方向
结合土木工程未来的发展方向，以及居民对建筑物的居住需求，新材料未来需要往如下多个方向发展：
2.1绿色化发展
推动材料的绿色应用发展，是土木工程内材料应用的最重要发展目标。对于土木工程而言，应用材料的绿色化是其应用的最重要标准，这对于突出土木工程建筑物的生态、环保等重要发展方向。因而，突出土木工程新材料的绿色化发展方向，与土木工程资源分配优化以及土木工程环境保护等发展目标高度一致，能够最大化地改变过去土木工程发展对生态环境的破坏问题，真正地实现土木工程行业健康发展。
2.2节能化发展
节能、减排，是土木工程的重要发展方向，能够最大化地降低材料的消耗，控制土木工程设计施工成本，从而提高土木工程的经济效益。因而，新材料在土木工程的应用应满足节能化的重要发展方向。比如，在传统土木工程领域，对物资的消耗相对较多，这就要求土木工程设计工作人员通过新材料、新技术的深入应用，从而达到物资以及能耗控制的目的。同时，在土木工程发展中，实现节能减排、施工新技术的改善应用，以及新材料在土木工程施工作业中的高效应用，能够确保新材料以及新技术在土木工程中发挥着更为重要的作用。因而，新技术以及新材料在土木工程中的应用，与土木工程未来的发展方向一致，这也体现出居民对居住环境改善的根本需求。
2.3融合化发展
在土木工程领域内，新材料以及新技术的应用并非完全独立的，而是相互不可分割的，呈现出重要的融合性发展方向。比如，土木工程的未来发展，对新技术以及新材料均提出了非常明确的应用要求，这必然会推动新技术以及新材料的融合发展。因而，在土木工程发展中，应设计出新技术以及新材料的深入配合的应用方案，以更好地规范土木工程的设计工作。
3结束语
提高土木工程的居住舒适度，在土木工程科学、合理地应用新材料至关重要。在当前土木工程领域中，主要包括保温新材料、隔热新材料以及通风系统新材料等领域的应用范围，这与绿色化发展、节能化发展以及融合化发展等发展方向相一致。
参考文献
[1]毕晓茜.浅析现代建筑中土木工程新型材料的应用[J].江西建材，2016（22）：60+65.
[2]常爱国.新技术和新材料在建筑设计中的运用探微[J].江西建材，2016（16）：23+26.
土木工程材料范文8
膨胀的珍珠岩、粘土陶粒、页岩陶粒等人造的轻骨料，还有自燃的煤矸石、粉煤灰的陶粒、炉渣等工业废料的轻骨料，及凝灰岩、浮石等天然的轻骨料是制成轻质的混凝土的主要原料。该类混凝土主要优点为抗冻性能较好、相对的强度较高、密度较小等，因此在当前土木工程的领域中被广泛运用。比如在1986年的时候上海市市建委以及国家的建工总局下达岚皋路相关高层试点的项目皆为土木工程领域中轻质的混凝土材料有效使用的实例之一。3幢20层的钢筋粘土类陶粒混凝土的全大模相关剪力墙的住宅楼是该高层试点项目主要包含的部分，原先对此工程进行设计时主要包含18层普通的混凝土类建筑，然而经过预算可知若建造时采用普通的混凝土，那么同陶粒轻质的混凝土相较而言具有更高的造价。因此后来修改了原设计，即转变成20层陶粒的混凝土类建筑模式。在采取了轻集料的混凝土后每平方米减轻了13%的自重，而使用面积最终净增1200，且基础造价最终减少10%、钢材节约了3.7%左右、建筑造价亦降低了16%左右，同周围同结构18层普通的混凝土类住宅相较而言其沉降量最终减少32.5%左右，也就是说其经济效益以及技术效益较为显著。
2当前土木工程的领域中低强的混凝土材料的广泛应用分析
在设计低强的混凝土相关配合比时应将和易性与强度充分考虑在内，也就是对泵送性、保水性、坍落的扩展度以及坍落度等各类性能进行充分考虑。S95磨细矿碴的微粉、F类Ⅱ级的低钙粉类煤灰以及P.O.42.5的水泥是较多采用的相关胶凝材料，而细度模数是2.1~2.4的砂与5~10mm连续级配的碎石是骨料较多采用的部分。在新建路的隧道相关灌注桩中运用时低强的混凝土相关配合比可为270~300kg/m3的涌水量、0.73~0.81的水胶比，且6.9MPa应为28d的平均强度、0.6MPa是强度的标准差，具有较好的强度相关匀质性。与此同时580mm是其扩展度、260mm是其坍落度，基本吻合试验结果与相关设计要求，亦同泵送要求相满足。比如我国上海市长江隧道的盾构基座即对低强的混凝土进行广泛采用。因为要将盾构切削与生产条件相关要求相符合考虑在内，亦应同非早强型以及早强型两个不同配合比相满足，因此配合比中相关用水量属于可调控的值，但是没有对粗骨料进行采用，导致此类现象发生的主要原因为掺加了粗骨料后较易受用水量的调整，因此所产生的那些界面具有不稳定的性质，进而导致离析现象以及强度波动现象发生。所以低强混凝土的配合比为上海市长江隧道的长兴岛相关接收井底部的浇筑盾构的基座才采用的部分，包括1372kg/m3的砂、259kg/m3的粉煤灰、74kg/m3的矿渣粉、37kg/m3的水泥以及260~320kg/m3的水。且2.3是所用的那些砂细度的模数，若将砂中包含的6.5%~7.5%含水率有效扣除，那么220kg左右为实际每盘的用水量，而工地现场测得混凝土的扩展度在560mm左右、坍落度在250mm左右。依据相关实践可知此类混凝土的强度同此项工程各项要求相符合，当盾构机切削时具有较为良好的情况。
3当前土木工程的领域中活性微粉的混凝土材料的广泛应用分析
超高强的一类混凝土为活性微粉的混凝土，其中2.5~3.0t/m3是该类混凝土单位体积的质量、30kg/m2是其断裂能、25MPa~150MPa是其抗拉强度、200MPa~800MPa是其立方体的抗压强度。依据掺入微粉的不同可将活性微粉的混凝土分为不同的种类，其中粉煤灰的微粉以及矿渣微粉是较为常见的两类。此两类微粉活性的混凝土在高速公路相关工程的建设中较多使用，其经济效益以及社会效益极强。例如上海轨道的交通线、世博场馆、虹桥机场、东海大桥、F1的赛车工程等，还有杭州湾的大桥（该大桥为世界最长的跨海大桥）等皆对大量矿渣微粉的活性类混凝土进行广泛使用。长江的隧桥上矿渣微粉的活性类混凝土使用量在数十万吨以上，在京沪的高速铁路相关工程中亦大量应用矿渣微粉的活性类混凝土；但是粉煤灰的微粉活性类混凝土在京大线高速公路上大量采用，最终亦取得惊人的一些经济效益。
4当前土木工程的领域中高性能的混凝土材料的广泛应用分析
20世纪80年代至今高性能的混凝土材料被部分发达的国家所研制成功，作为新型的跨世纪的材料，较多国家不断研究以及利用高性能的混凝土材料，因此该领域的研究以及应用属于热点之一。由于高性能的混凝土材料品质较为优良且独特，因此在国内外的土木工程广泛运用。比如国外的有挪威北海的石油钻井相关平台、法国的若尼大桥、加拿大的拉罗汉蒂那大厦等皆对高性能的混凝土进行广泛运用；而国内的较为典型的为红水河的铁路斜拉桥（即红水河桥），该铁路的斜拉桥采取的是预应力的钢筋混凝土类技术。从1981年通车至今该桥未具有任何的问题发生。此桥属于世界范围内第四座以及国内范围内第一座采取预应力的钢筋混凝土类技术的铁路斜拉桥。三跨连续的预应力相关混凝土的结构是此桥主桥的斜拉桥相关部分主要结构形式，其总共2台9墩、桥全长大约为400m、主跨96m、长为192m，斜拉桥是其主跨、预应力的混凝土梁是其边跨，而24+32+（45+96+48）+32×3+24×2m是全桥孔径的布置，亦为梁塔固结的形式。实际上不仅在土木工程的领域中广泛运用高性能的混凝土，其余水电工程的领域亦具有较为广阔的前景。
5结束语
