土木工程材料课件——绪论.ppt

CIVILENGINEERINGMATERIALS土木工程材料 绪论课程简介学科隶属材料科学与工程学科本课程的重要性工程材料的分类工程材料的发展史及发展趋势课程的体系与内容考核方式专题讨论 一、课程简介土木工程材料指土木工程中使用的各种材料及制品，是一切土木工程的物质基础。《土木工程材料》课程是土木工程等专业的技术基础课学习土木工程材料的基本知识、理论与技能，包括：品种、规格技术性能适用范围检验方法等 课程任务：密切联系工程实际，介绍处理材料问题的基本思路和方法培养运用物理概念、化学原理，解决材料问题的能力为后续的专业课打基础培养学生实践应用能力和创新能力一、课程简介 二、学科隶属（土木）工程材料隶属于材料科学与工程的范畴。材料科学与工程学科涵盖材料科学与材料工程。材料科学与工程工程材料土木工程材料 材料科学与工程化学、物理、金属生产、应用材料科学材料工程 三、材料科学与工程学科材料科学是一门跨化学、物理、金属等多学科的科学。运用所学知识掌握根据材料不同的组成、结构、表面状态及性质等研究和设计材料使之成为人类有用可靠的材料 材料工程主要包括：材料的生产材料在设计中的应用材料科学与工程是世界各发达国家和我国重点发展的学科领域之一。20世纪我国25项重大工程技术成就中，材料占2项，与材料紧密相关的占12项。美国把材料列为六大关键技术的首位。三、材料科学与工程学科 四、本课程的重要性从宏观意义上分析－材料与社会的关系材料标志着社会物质文明的程度我们的祖先只有很有限的一些材料，如：石头，木材，兽皮如今，混凝土，玻璃，纤维等的出现让我们的生活变得更加舒适 从专业角度分析－材料与工程的关系材料与结构、施工及工程的关系材料＋结构（设计）＋施工＝工程质量材料与结构、施工密切相关，相互依存、相互促进材料在很大程度上决定了土木工程的质量材料结构施工工程质量四、本课程的重要性 从专业角度分析－材料与工程的关系材料与工程质量的关系工程质量=安全+适用+耐久+美观+经济材料的规格、品种、性能与特点，在很大程度上决定了工程的适用、耐久、安全、经济和美观等要素。四、本课程的重要性 五、土木工程材料的分类－化学成分无机材料有机材料复合材料金属：钢，铁，铝等非金属：玻璃，混凝土沥青材料：石油沥青等玻璃纤维增强混凝土等植物材料：木材等高分子材料：塑料 承重材料围护材料装饰材料保温吸声防水五、土木工程材料的分类－功能 五、土木工程材料的分类－部位主体结构材料屋面材料地面材料墙体材料吊顶材料 六、发展史及发展趋势18th-19th以前石器等天然材料→青铜器、铁器→砖、瓦、陶器、石灰19th水泥混凝土→钢筋混凝土20th预应力混凝土→复合材料→新型复合材料 发展趋势材料方面国内：产品性能：轻质、高强、多功能、环保制品形式：预制化、构件化、大尺寸化原料：利用再生资源工艺方面：低能耗、低污染、再生国外：耐久、节能、多功能、生态、环保 结构形式方面20世纪的高层化趋势－高层化21世纪生态化趋势发展－生态化世界十大高层建筑荷兰Delfut大学图书馆发展趋势 世界十大高层建筑排序建筑名称地址年代高度结构1哈利法塔迪拜2010828S+C2101大楼台北2004509S+C3双子塔1塔吉隆坡1998452S+C4双子塔2塔吉隆坡1998452S+C5西尔斯大厦芝加哥1974442S 世界十大高层建筑排序建筑名称地址年代高度结构6金茂大厦上海1998421S+C7香港国际金融中心香港2003415S8中心广场大楼广州1997391S+C9深圳顺兴广场大楼深圳1996384C10纽约曼哈顿的帝国大厦纽约1931381S+C 生态建筑风靡国外英国Integer绿色住宅示范房BRE绿色环境楼德国爱森RWE办公楼丹麦斯科特帕肯低能耗建筑英国诺丁汉税务中心生态建筑-21世纪建筑发展趋势 生态材料－三大特点环境协调性制造、使用、废弃、再生的整个生命周期中具有与生态环境的协调性净化环境的功能修复环境的功能先进性　优异的使用性能舒适性　给人以健康和舒适 七、课程体系与内容课程体系由理论课程、实验教学和参与教学三大体系构成理论课程体系以课堂教授为主，系统地介绍工程材料的基本概念、基本原理、材料性质和材料应用性以材料性能为核心，材料的选择与应用为重点，新材料和新技术为前沿注重知识的基础性、系统性、先进性、技能性和前沿性 实验教学体系由基本实验和开放式实验组成基本实验7项：验证型5项，设计型2项开放式实验6项：研究型3项，综合型2项，自选1项参与教学体系由以下3部分构成课堂专题讨论－课内开放式作业－课外研究型专题作业－课外七、课程体系与内容 课程内容材料的组成成分和生产工艺决定了材料的结构、性质和特点，从而决定了材料的工程应用。结构成分、工艺特点性质应用 课程内容为了合理选材、正确用材，必须掌握土木工程材料的组成、生产与工艺结构、性能与应用品种、规格性能、标准实验测试等重点是选材与应用 理论课程理论课程涉及四部分内容第一部分为材料的基本性质，包括基本物理、力学和化学性质。第二部分为胶凝材料，包括水泥、石灰、石膏和沥青等。第三部分为结构材料，包括混凝土、砂浆和建筑钢材等。第四部分为功能材料，主要介绍防水功能材料。 实验教学实验教学体系由基本实验和开放式实验组成基本实验共7项：基本性质，验证型水泥性能，验证型混凝土骨料－砂，验证型水泥混凝土，设计型防水材料，设计型建筑钢材，验证型沥青混合料，验证型 开放实验开放实验从课程内容、课堂专题讨论或教师承担的科研工作中提炼出来的研究型实验学生感兴趣的自选项目6个实验项目混凝土耐久性试验，综合型泵送混凝土试验研究，研究型多功能聚脲性能研究，综合型无损检测技术应用，研究型混凝土耐久性加固材料研究，研究型自选 八、考核方式考核评价方式使学生成绩考核遍布整个教学过程学生总成绩包括作业，20%专题讨论，0~10%实验，10%期末考试，60~70% 九、专题讨论专题讨论一试分析工程中应根据哪些条件选择水泥？在下列不同条件下，宜选择什么品种和强度等级的水泥?试说明理由。①C20水下部位混凝土工程；②C10大体积混凝土工程；③北方水位升降处C55混凝土工程；④C60海港混凝土工程；⑤紧急持抢修的C30混凝土工程；⑥采用蒸汽养护的C35混凝土构件。 专题讨论二水泥的主要技术性质有哪些？国家标准为什么必须对水泥的技术性质提出具体的要求？技术性质不合格的水泥应如何处置？专题讨论三水泥的主要熟料矿物成分是如何影响水泥水化性质的？试说明如何配制①快硬、早强水泥；②中热水泥；③低热水泥；④道路水泥。专题讨论四试分析混凝土和易性的影响因素，并提出改善和易性的措施。九、专题讨论 专题讨论五试分析混凝土强度的影响因素，并提出改善强度的措施。专题讨论六试分析混凝土耐久性的影响因素，并提出改善耐久性的措施。专题讨论七对混凝土用骨料主要有哪些技术性质的要求？为何要提出这些要求？九、专题讨论 专题讨论八试分析矿物掺合料的技术经济效果，并举例说明。专题讨论九试分析减水剂的技术经济效果，并举例说明。专题讨论十试分析W/C是如何影响混凝土的技术性质的？专题讨论十一混凝土密实成型后，不及时采用养护措施会产生哪些后果？九、专题讨论 专题讨论十二提高混凝土耐化学腐蚀性，可采取哪些技术措施？专题讨论十三如何改善混凝土的粘聚性和保水性，而不影响混凝土的流动性？九、专题讨论 专题讨论十四混凝土在下列情况下，均能导致其产生裂缝，试解释裂缝产生的原因，并指出主要防止措施。水泥水化热大；水泥安定性不良；大气温度变化较大；碱一骨料反应；混凝土碳化；混凝土早期受冻；混凝土养护时缺水；混凝土遭到硫酸盐侵蚀。九、专题讨论 专题讨论十五混凝土拌合物出现下列情况，应如何调整?粘聚性好，也无泌水现象，但坍落度太小；粘聚性尚好，有少量泌水，坍落度太大；插捣难，粘聚性差，有泌水现象，轻轻敲击便产生崩塌现象；拌和物色淡，有跑浆现象，粘聚性差，产生崩塌现象。专题讨论十六建筑工程中，主要应用哪些种类的钢?为什么Q235号钢和低合金钢能得到普遍的应用?九、专题讨论 专题讨论十七下列结构物选用什么钢种为宜?为什么?大型水电站厂房吊车梁(焊接结构)；大型水利工程的工作闸门；部分开启的工作闸门；中小型工程不作部分开启的工作闸门以上各工程还需考虑冬季气温在－20℃以上和－20℃以下两种情况。九、专题讨论 专题讨论十八防水构造有哪几类？试分析其优缺点。屋面结构中常用的是哪一类？专题讨论十九工程中使用的防水卷材按化学成分可分为哪几类？最常用的是哪一类？举出其中的一个品种说明其性质特点与应用。九、专题讨论 两弹一星，汉字信息处理与印刷革命，石油，农作物增产技术，传染病防治，电气化，大江大河治理和开发，铁路，船舶，钢铁，计划生育，电信工程，地质勘探与资源开发，畜禽水产养殖技术，广播与电视，计算机，公路，机械化，航空，无机化工，外科诊疗，稀有金属和先进材料的开发应用，城市化，轻工和纺织，采煤工程。20世纪我国重大工程技术成就 THEEND