第一讲 绪论、课程简介.ppt

土木工程材料第一讲课程简介 及 绪论 兰州理工大学土木学院 乔宏霞 课程简介 培养目标（1） 提高综合素质；达到“知识、能力、素质”的有机统一，掌握相关知识；培养分析、解决问题能力；激发创新精神； 掌握主要土木工程材料的性质、用途、检测和质量控制，能针对不同工程合理地选用、使用材料。 课程简介 培养目标（2） 与后续课程密切配合，理解材料与工程设计、施工的相互关系 课程简介 内容设置： 课堂授课： 观察与讨论 论文与作业 试验 课程简介 课程特点与地位（在总学科中） 专业基础课(理论力学、材料力学等) 实践性比较强 学会运用比较、综合、模糊的方法分析问题和解决问题的能力 课程简介 考察方式 考勤 提问 作业与论文 试验与试验报告 考试 （3）复合材料(composit material)：金属—非金属；无机非金属-有机复合材料。 2．如按材料在工程中的用途分类 1）胶结材料 cement material； 2）结构材料 structural material； 3）隔绝材料 isolation material； 4）耐侵蚀材料 corrosion material； 5）装饰材料 decorative material； 6）吸音材料 sound-absorbing material 二、土木工程材料的发展（1） 自然为人类提供了材料，而人类通过劳动把材料变成了财富－马克思 材料是人类社会赖以生存的物质基础 土木工程材料是构成各种土木工程建筑物的物质基础 一、土木工程材料的发展（2） 自然材料:穴居巢处，原始人类的建筑 伐木为棚；凿石为洞 非洲的树屋； 半自然半人工的材料：罗马水泥、圣多伦 多土、砖瓦古代的建筑 人工材料：水泥，化学建材，钢材等 现代建筑 马来亚半岛的巢居原始人类的建筑 美洲印第安人的帐篷 新石器时代的蜂巢石屋 原始人类的建筑 非洲的圆形树枝屋 原始人类的建筑 古代的建筑－罗马水泥的使用 罗马万神庙Pantheon 120-124年 万神庙 庞贝城－公元前4世纪，公元79年被维苏威火山埋没 罗马水泥的使用 胡夫金字塔，高146.59m, 底部232m建方，用 230多万块、每块重2.5T的岩石砌成。 金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马斗兽场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆 二、土木工程材料的发展（3） 18 、 19 世纪 , 资本主义兴起 , 促进了工商业及交通运输业的蓬勃发展 , 人工材料如水泥、建筑钢材的出现为大规模的建设提供了可能。 1824年波特兰水泥的出现 高强度建筑钢材 21世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材 土木工程对材料的基本要求 ①必须具备足够的强度(strength)，能够安全地承受设计荷载及自重； ②轻质(lightweight)。材料自身的质量以轻为宜(即表观密度较小)，以减轻下部结构和地基的负荷； ③具有与使用环境相适应的耐久性(durability)，以减少维修费用； ④美观(beautiful)。用于装饰的材料，应能美化建筑，产生一定的艺术效果； ⑤特定功能(multi-function)。用于特殊部位的材料，应具有相应的特殊功能，例如屋面材料能隔热、防水，楼板和内墙材料能隔声等。 二、土木工程材料的发展（4） 今后的方展方向： 高强度结构材料不断发展 对材料高性能的要求日益提高 利废、再生、节能等材料的发展 绿色建材的发展 多功能及复合材料的发展 土木工程材料的要求 多功能化 , 智能化 , 安全、舒适、美观、耐久； 在原材料、生产工艺、性能及产品形式符合可持续发展的要求； 在原材料方面要最大限度的节约有限的资源 , 充分利用再生资源及工农业废料 ; 在生产工艺方面要大力引进现代技术, 改造或淘汰陈旧设备 , 降低原材料及能源消耗 , 减少环境污染 ; 在性能方面要力求轻质、高强、耐久、多功能及结构 -功能 ( 智能 ) 一体化 ; 在产品型式方面积极发展预制技术, 逐步提高构件化、单元化的水平。 现代土木工程材料 当前具有自感知、自调节、自修复能力以及各种机敏或智能材料； 碳纤维机敏混凝土和水泥基压电机敏复合材料可以对结构内部的应力状态进行自觉监测 , 并消除有害内力 , 仿生自愈合混凝土可以对结构中出现的损伤进行自觉修复。此外 , 光纤、压电材料、形状记忆合金和电 ( 磁 ) 流变体等机敏或智能材料己尝试作为传感器和驱动器应用于土木工程领域。 三、土木工程材料在学科中的地位