土工合成材料的用途范文第1篇

关键词：实践能力；土木工程材料；教学研究

中图分类号：G642.0；TU375 文献标志码：A 文章编号：1005-2909（2016）05-0071-04

随着土木工程建设的发展，企事业单位对土木工程专业毕业生的要求也越来越高，不仅要求毕业生有扎实的理论知识，更要求有较强的动手能力和创新能力[1]。但是，当前高校对专业人才的培养与社会经济发展的要求仍然有不小的差距。例如，在人才培养上，类型单一，与现实需求存在脱节现象；在培养方案上则仅注重知识灌输，忽略能力和素质的培养等。因此，用人单位觉得学生的现实水平与自己的期望值差距较大，学生的工作适应时间比较长，有的甚至感觉本科生不如专科生或高职生能力强[2]。土木工程本科专业是培养具有宽厚的基础理论、广泛的专业知识和较强的实践能力的高层次专门人才。因此，对学生实践能力的培养必须贯穿于各门课程教学的始终。木工程材料课程是土木工程专业本科生的一门重要的专业基础课，对专业课的学习起着承前启后的作用。通过该课程的学习，使学生能够掌握每一种材料的特点、性质、用途等，并能够根据工程特点和需要选择合适的材料，达到“安全、适用、经济、美观”的目的。本文以土木工程材料课程为例，就如何在课程教学过程中提高学生的实践能力进行探讨。

一、土木工程材料课程的特点

土木工程材料课程的主要特点是材料的种类多，所包含的知识内容较琐碎。该课程包括了建筑中常用的结构材料和其他的一些功能性材料，例如：钢材、水泥、混凝土、木材、塑料、石材、胶凝材料、高分子材料等等，每一部分内容自成一体，没有必然的联系，逻辑性较差。虽然内容在字面上不难理解，但是对于缺乏工程经验的本科生来说，繁多的知识点如全靠死记硬背效果肯定不好。部分学生对这种机械的记忆不感兴趣，也不愿多花费时间和精力；部分考研的学生则无暇顾及该课程的学习；少部分比较用功的学生花费了大量的时间

记了一些条文，由于没有深刻理解和切身体会，这种记忆保持的时间短，仅仅用于应付考试，考试过后可能已经忘记。因此，该课程看似简单，但是讲课的过程中如果不与工程实际相结合，难免平铺直叙，无法激发学生的学习热情和思考探索的积极性。教师也反映上课过程中学生的参与意识淡薄，课堂上几乎没有互动，考试及格率较低。

二、土木工程材料课程教学存在的问题

（一）课堂教学和实验

土木工程材料课程的教学内容文字性较强，没有较强的逻辑推理公式和难理解的理论知识。由于学时的限制，教师在教学过程中一般还是“满堂灌”，教师和学生的交流少，课堂内容枯燥、不生动。尽管有的教师采用多媒体教学方式，但是也仅仅是展示一些图片，对于图片内容学生难有深刻的体会。学生工程实践经验缺乏，不仅不能理解各种材料的用途，更不能灵活运用。另外，该课程实验一般都是验证性的而非创新性实验，实验设备台套数严重不足，限制了参与操作的学生数。通常是根据实验设备的台套数将学生分批分组进行实验，在教师的协助下，学生按照规定完成验证，以求得理想的实验效果。例如，混凝土的塌落度实验仅安排一个学时，因此，实验课上教师不能让学生尝试不同的配合比，也就无从观察配合比中各参数的改变对塌落度和混凝土强度的影响。一般是课堂，教师告诉学生各种材料的配合比例，学生只要按照配合比的要求进行称量，就能得到比较合适的塌落度值。做完塌落度实验之后的混凝土还要做成试块，养护28天再进行混凝土的抗压强度试验。这样看似节约了实验的时间，也节约了实验的成本，但是学生却失去了尝试和探索的机会，更不可能有思考和创新。

（二）学生缺乏工程实践经验

土木工程材料课程教学最终是为工程应用服务的，与工程联系非常紧密[3]，但这种联系在课堂教学中很难体现出来。当前学生普遍缺乏工程实践经验，一方面是因为授课教师也缺乏工程实践经验[4]，难以将书本知识与工程实际相结合进行讲解；另一方面也是因为安全问题限制了学生参与实践的机会；还有就是当前只强调学分绩点的成绩考评体系压制了学生参与实践的积极性。因此，学生学习知识仅仅停留在书面上，无法用来指导工程实践。例如上课时讲到气硬性胶凝材料――石灰时，会讲到石灰密度小、重量轻的特性，但是学生却不能感受到石灰“轻”的程度。做水泥的安定性试验时，由于缺少“不合格”的水泥样本，通常做法是在合格的水泥样本里添加一定量的石灰，做成水泥试饼，煮沸之后会出现裂纹，然后进行对比试验，让学生了解安定性不良的水泥状态。但是让学生去搜集石灰时，学生拿回来的却是被挑出来的混在石灰里没有烧透的石块。因为表面上有一层白色的石灰，学生误认为是石灰块。实验时浇水后发现并没有出现生石灰熟化过程中应有的放热和体积膨胀的现象，才发觉找到的并不是石灰。而实际上有工程实践经验的人通过其重量就能判断石灰块和石块，而不需要后续的检验工作。

（三）学生在思想上不够重视

随着就业形势的日渐严峻，许多学生选择参加研究生考试，以求进一步深造增强就业竞争力。土木工程材料是一门专业基础课，一般安排在第三学期，土木工程专业学生认为其不是“主干课”而不被重视。学校土木工程专业学生考研的专业方向一般为结构工程、岩土工程、道路桥梁等与结构相关的专业，考研的专业课程为结构力学、土力学、钢筋混凝土结构等偏重于理论计算的课程，土木工程材料课程不包含在内。因此，学生普遍认为该课程与自己考研和就业关系不够密切，因而重视程度不够。通过对土木工程专业四个班学生座谈会和课下单独询问的结果来看，在当前的就业形势下，学生更重视与就业密切相关的课程，对其他课程则要求不高，只求“不挂科”就行。学生不重视课程学习，也就更没有参与实践的积极性了。

三、 教学改革措施

（一）在教学中融入实践

与其他学科研究的所谓“高精尖”的材料不同，土木工程所需材料就在我们的周围，不管是学生居住的宿舍，还是上课的教室、就餐的食堂，各种土木工程材料随处可见。混凝土材料牢固耐用、钢材坚韧持久、陶瓷材料清新亮丽、玻璃材料干净整洁，这些材料不仅满足了功能要求，而且美化了环境，对人的心态也有调整作用。在课程教学过程中教师完全可以以周围环境的各种材料为样本进行介绍，让学生仔细观察各种材料的存在形态、所起到的工程作用，介绍各类材料的应用价值，并引导学生提出自己的见解。如如果自己选择工程材料，会根据哪些指标去进行选择？材料如何选择才能更加适合工程的需要？等等。让学生参与到工程中来，激发其学习的兴趣和发现问题的能力。

在课程教学过程中，利用学校距离周围几个大型建材市场较近的有利条件，笔者要求学生深入到建材市场，结合有关知识了解同一种材料相关产品的相关性能、用途和不同状态下的表现形式，以及使用过程中应注意的问题。学生将收集到的相关材料信息，作好记录，不懂的问题可以向专业人士咨询，可以上网查找，也可以带到课堂上讨论。学生思维活跃，往往会提出自己的新想法、新见解，还会出现一些异想天开的想法，这时候需要教师多鼓励学生用试验进行验证。每次调查之后学生往往有许多体会和收获：没想到塑料制成的壁纸竟然五彩斑斓，根本看不出塑料的痕迹；有些看似金属的材料实际上只是塑料制品，其强度不低，而且质量更轻；一些仿制木材的金属构件古朴自然，让人产生回归自然的平和心态。每次调查结束后，要求学生对所学知识及时进行总结，并作为课程考查成绩的一部分。

（二）在实践中教学

为了让学生深刻理解材料在工程中的多种性能，结合校园内正在建设的工程，带领学生到工地现场进行实践，在实践过程中讲解各种材料的性质。例如，讲解混凝土材料时，涉及混凝土材料的组成，各种组成材料的配合比，建筑不同部位所用混凝土材料的坍落度等。当学生进入工地时，发现工地的施工道路所用的混凝土，坍落度较小，显得比较干燥；高层建筑所采用的泵送混凝土，其坍落度往往很大，呈流动状态。如何保证混凝土在浇筑的过程中不出现离析现象？如何在满足坍落度时还能够保证混凝土的强度？引导学生思考的过程中自然而然地引入添加剂的作用。混凝土的配合比和温度的关系，可让学生们去思考：冬天浇筑的混凝土和夏天浇筑的混凝土在坍落度上有何区别？如何实现？只有掌握了材料的本质特性，才能够掌握其用途，并在此基础上想办法进行优化和改进。关于混凝土材料的放热问题，可带学生去工地参观，直观感受超高层建筑地下室的超大体积筏板基础混凝土浇筑。引导学生自己多思考。如大体积混凝土浇筑过程中应该注意的问题，包括外界温度条件、内部降温措施等等，不清楚的问题可以上网查询结果。实际上学生除了在网上查到一些常规的做法之外，还能大胆加入自己的设想，虽然有些方法不尽合理，但是能大大调动学生的积极性，学习效果明显优于课堂教学。

（三）加强各门课程之间的联系

当讲到无机胶凝材料时，可以引导学生观察教室顶棚的石膏线和教室墙体的抹灰的特征和其区别。石膏线的表面光滑细腻，而墙面上的石灰抹面上有细小裂纹，这时让学生思考解决的办法，随后引入“加筋”的概念。在石灰浆中掺入“纸筋灰”或者“麻刀灰”，以起到防止开裂的作用，由此和其他课程知识进行联系。例如钢筋混凝土结构中的钢筋和混凝土之间的关系；地基处理时所用的“土工合成材料”与土层的关系；气势磅薄的万里长城修筑时所加入的柳条、芦苇；以前农村修筑房屋所用土坯墙体中加入的秸秆等，都是起的“加筋”作用。教室后面墙体为石膏墙隔板，而其他三面墙为砌体，让学生用手敲击不同的墙体，感受其声音和弹性，以增强学生对石膏板用途的了解，掌握石膏板应用的灵活性。由此还可以引导学生联想基础工程课程中减小建筑物基础对地基土体压力的措施，地基处理课程中减小地基处理费用的措施，以及建筑结构抗震课程中减小建筑结构所受的地震作用的措施，帮助学生真正理解减轻建筑物自身重量能够降低基底压力、减小建筑物上的地震作用，这些效果也可以通过选用合适的建筑材料来实现。

（四）以工程实例为基础

讲到建筑钢材的时候，学生在材料力学课程已经学过低碳钢的拉伸曲线，相应的有“屈强比”的概念，但是学生可能还不了解此曲线在钢材品种和级别选择中的作用。为了使学生能深入理解“屈强比”的含义和用途，将一座大跨度单层钢结构厂房和一座典型的钢框架―混凝土核心筒结构超高层建筑设计图纸中的相关部分，向学生展示并讲解，引导学生自己思考其中承重和非承重钢结构构件的“强屈比”的要求值，分析出现这种差异的原因，以及与钢材本身性能之间的关系，了解各种不同性质的钢材用在结构的不同位置，与结构本身的受力状况之间的关系等等，增强学生独立分析和解决问题的能力。带领学生参观高新区一座两层的钢结构房屋拆除现场，观察钢结构拆除时承重的梁和柱子等结构构件的变形形式，与自己所知的钢筋混凝土结构和砌体结构的变形形状进行对比，了解钢结构在承重和变形方面的优越性。鼓励学生与设计、施工等方面的技术人员进行交流，以积累工程实践经验。

（五）以科研创新为导向

目前，本科生所用的土木工程材料课程教材，一般还是多年前编写的教材，所包含的内容只是一些传统的工程材料。当代建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备和新的结构技术日新月异，超高层建筑、超大跨度建筑、特大桥梁、超长超深隧道等大承重结构对土木工程材料的要求越来越高，面临的挑战也越来越大，传统课程教材介绍的材料已经远远不能满足当前建筑业发展的要求。要想与工程发展相适应，教学中必须引入新材料、再生材料、复合材料等的讲解与介绍，并且鼓励学生自己动手去探讨新材料的性能，拓展其用途。例如当前所用建筑垃圾再生骨料所生产的砌墙砖、广场砖和人行道砖等，利用建筑垃圾和灰土混合压实后作为道路的路基填料，利用沥青橡胶混凝土铺路面等各种有利于环保的做法。此外，鼓励学生参与教师的课题研究，也可以通过申报大学生训练计划项目（SRTP项目），让学生自己动手，采用合适的方法探求材料的性能。另外，借助每年一度举行的建筑结构模型大赛的形式，举行学院的设计竞赛，引导学生自己选择合适的材料，设计出具有特色的建筑结构形式，进行一些具有创造性的活动，启发学生的思维，增加其兴趣，加深对材料性能的理解。学生参与科研、实践竞赛的情况和取得的成绩将作为评优评先的参考依据之一，以此来激发学生参与实践的积极性。

四、结语

高素质人才的培养是高等院校面临的现实问题，学生的素质不仅包括理论知识水平，还包括实践能力和独立分析解决问题的能力。为了增强学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，本文以土木工程材料课程为例，分析了当前课程教学的现状，提出了相应的对策。将教学和实践相融合：在教学过程中插入实践环节，在实践环节进行教学，以工程实例为基础、以科研创新为导向，促进各课程之间的联系，取得了良好教学效果。然而提高学生的实践能力需要建立长效机制，应充分利用校外实习基地，让学生定期参与实习，在实践中不断强化所学知识，最终达到真正掌握知识并加以应用的目的。

参考文献：

[1]何俊，陶高梁，庄心善.土木工程专业学生实践与创新能力的培养――以土的渗透特性综合性试验教学为例[J].湖北经济学院学报：人文社会科学版，2015，12（4）：194-195.

[2]刘汉龙，李英民，阴可，等.重庆大学土木工程学科特色及人才培养实践[J].高等建筑教育，2015，24（4）：9-12.

土工合成材料的用途范文第2篇

《工程材料》是高校土木工程专业的一门重要的专业课，它不仅是一门应用技术，同时又是建筑施工等课程的基础，该课程中涉及到的材料的组成及性能等内容需要学生具备一定的化学知识方能学好，因此在开设该课程前，一般都需要学生具备基础化学知识，结合《工程材料》教学内容，主要总结了小高职基础教育阶段需要前修的化学知识模块。

关键词：

工程材料；高职；化学；教学内容

哈尔滨铁道职业技术学院是一所以高铁、隧道、桥梁、建筑为主打专业的国家骨干高职院校，同时也是中国中铁集团下属唯一一所高职院校。我校每年为国家高速铁路建设、城市轨道交通建设、土木工程检测、道路桥梁建设等方面输送大量的优秀人才。作为一个历史悠久的老牌土木工程类院校，我校在大一第二学期开设了《工程材料》这门课程。由于近些年高考不断改革，高中化学知识删减了很多，又由于高考适龄生源的减少，以及一些二本院校招生门槛的降低，使得我校招生学生的素质降低，此外，作为三年制高职教学的补充，五年制高职的学生没有经过高中系统的学习，化学知识更是为零，学生的化学基础知识不能够满足《工程材料》这门课程的学习，因此，需要在讲授这门课程之前，前修一部分化学基础知识，现结合我校的实际情况，前修基础课程并没有充足的课时，也不能像高中化学教学那样，重视基础，精讲运算，因此我们针对学生后学专业课学习的内容，总结出三个必须掌握的化学知识模块，即金属元素及其化合物、硅酸盐工业基础、有机物及新型高分子材料，便于学生学习掌握，为后续《工程材料》课程的学习打下坚实的理论基础。

1金属元素及其化合物

《工程材料》主要讲述建筑材料的性能和使用条件，现阶段建筑工程中常用的金属材料又可分为黑色金属，例如钢、铁、及其合金等，还有有色金属包括铜、铝及其合金。从事土木工程建设的技术人员必须了解和掌握这些材料有关的知识，土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑的形式和施工方法，因此我们的学生要想学好这部分知识，就必须先要掌握金属元素及其化学物有关的基础化学知识。金属及其化合物知识点较多，由于学时有限，我们只能选取与专业课联系比较紧密的内容重点讲解。例如：铝、铁、铜三种金属及其化合物的性质是重点讲解的内容。铝元素存在的形式主要是铝土矿，铁元素能够以游离态的陨铁和化合态的铁矿石存在；铝粉可以制成银粉（白色涂料）；铁（铬、锰）为黑金属，其余的都为有色金属；金属铝既能和强酸反应，又能和强碱反应；金属化合物与酸和碱的反应；常用的金属冶炼方法及原理，例如，电解法冶炼铝，热还原法冶炼铁，湿法冶炼铜等；其中最主要的还是工业炼钢、炼铁的原理。工业炼铁的主要原料是石灰石、铁矿石、焦炭，在炼铁高炉中发生三个化学反应这样可以得到生铁，生铁可以作为炼钢的原料，把生铁冶炼成钢的过程，就是除去大部分硫、磷等有害杂质，并且适当地降低生铁里的含碳量，调整钢里合金元素含量到规定范围之内。炼钢时常用的氧化剂是空气、氧气或氧化铁，主要化学方程式：大量铁变成氧化亚铁，调整硅、锰的含量，同时降低碳量，除去FeO，因它会使钢具有热脆性。

2硅及硅酸盐工业基础

建筑工程中把能够将散粒状材料（如砂子、石子等）和块状材料（各种砖或者砌块）粘结成为具有一定强度的整体材料，成为胶凝材料。胶凝材料根据化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料，其中无机胶凝材料又可分为气硬性胶凝材料，例如石灰、石膏、水玻璃等，而水硬性胶凝材料主要为各类水泥。作为土木工程专业的学生，在学习这部分知识时要作为重点内容。因此我们在讲述这部分知识点时，首先要求学生要对这几种材料的化学成分、反应方程式有一定的了解，并且知道它们之间的联系。主要讲述的内容包括硅的性质及应用；二氧化硅的性质及用途，硅酸盐工业主要包括玻璃、水泥和陶瓷，这三种产品都是建筑工程中常用的材料，尤其是水泥，因此，学生要掌握这几种产品的制备原料、设备、反应原理、主要成分、特性、种类及用途。以水泥为例，其制备原料为石灰石、粘土和石膏（适量），设备为水泥回转窑，具有水硬性，水中空气中都可以硬化，是不可逆过程。

3有机物及高分子材料

随着国民经济的发展，对材料的需求越来越多，对材料的性能要求也越来越高，新型高分子复合材料越来越受到人们的重视。有机物知识点繁多，需要学生掌握的知识点主要包括：烷、烯、炔烃及笨和笨的同系物基本组成及化学性质；烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质，包括卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯，硝基化合物等等；重要的有机反应及类型，包括：取代反应、加成反应、氧化反应、还原反应、消去反应、水解反应、热裂化反应，聚合反应、中和反应；高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的，包括碳链高聚物、杂链高聚物、元素高聚物，四类主要高聚物反应包括：加聚成碳链、缩聚成酯链、缩聚成肽链、酚醛（或酮）缩聚。传统高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中，塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。而新型高分子材料的性能更优越，应用更广泛，既具备了传统高分子材料机械性能，且在一定领域有特殊用途的若干种新型材料，例如有高分子分离膜、仿生的高分子材料、医用的高分子材料、液晶高分子材料、导电塑料等等。两者在化学结构和物质划分上，是基本一致的，只是合成难度上、实际用途上、出现时间上有差异。从事建筑工程的技术人员都必须了解和掌握土木工程材料的有关技术知识。土木工程材料是一切土木工程的物质基础，材料决定了建筑形式和施工方法。因此要学好这部分知识非常重要。知识的积累和学习是一个漫长的过程，不能一蹴而就，要循序渐进，要想学好专业课，就必须要先学好基础课。

作者：张巍 单位：哈尔滨铁道职业技术学院基础教育学院

参考文献

[1]马兰,刘景景.基于工程教育认证的材料专业《大学化学》课程建设思考[J].教育现代化,2016(6):35-37.

[2]刘荣梅.基于化学基础知识背景的金属材料工程专业物理化学课程教学研究[J].宿州学院学报,2013(10):96-97.

[3]唐灵生.《硅和硅酸盐工业》导学[J].数理化学习(高中版),2003,(11):48-52.

[4]李培泰.讲授中专化学基础知识几法[J].中等林业教育,1999,(3):38-39.

土工合成材料的用途范文第3篇

关键词：新型；墙体材料；应用

引言

新型墙体材料，其主要原料包括水泥混凝土、粉煤灰以及煤矸石等多种工业废料，也可以利用纤维材料增强其强度、韧性，以更好的解决新型墙体材料脆性大的特点。新型墙体建筑材料与实心粘土砖比较，新型墙体建筑材料的优点是：可以实现废物的再利用、高效节能、强度高、重量小、方便施工等，这些优点的存在，使得新型墙体材料的研发与使用，成为实现建筑材料可持续发展的重要途径。

1我国新型墙体材料的研发使用状况

当前，新型墙体材料主要有以下四种：砌砖，包括不同种类的节土型烧结砖，例如使用煤矸石、粉煤灰等做原材料烧制的砖。砌块：主要类型有混凝土空心砌块、依靠石膏作为原材料的砌块、以及混凝土作为原材料的多孔砖等等。轻质的隔墙所用条板：主要的类型有玻璃纤维水泥轻质条板以及石膏板等等。复合型墙板：主要的产品类型是纸面石膏板，以及彩钢聚苯乙烯泡沫板等等。

1.1新型的加气混凝土墙体材料

新型的加气混凝土墙体材料，其基本原料是硅质与钙质材料；使用铝粉作为新材料的发泡剂，从而生产出具有多孔轻质这些优点的新型墙体材料。加气混凝土新型墙体材料的优点为：绝缘性能好、质量小、便于施工、生产速度快、产品的尺寸大、有效节约施工成本等。当前加气混凝土制品的发展趋势是高强度与轻质相结合的发展，在原料的使用方面，提高了工业废料的使用率，而且新型墙体材料的生产自动化程度也越来越高。

1.2新型纤维混凝土制品

进行新型墙体材料制造的纤维种类主要有：玻璃纤维、植物性纤维、矿棉料纤维以及钢质纤维等。有机化学纤维的种类主要有丙纶、腈纶纤维以及常用的聚丙烯纤维等等。当前，建筑过程中使用的大部分是硅酸盐水泥，这也使其大规模的使用产生了限制，而且有机纤维也产生一定的老化问题，因此在施工的时候，可能在特定的范围内使用会受到限制。

1.3陶粒混凝土复合墙板

由陶粒混凝土做板的内外层，聚苯乙烯为芯材，能够在高层住宅的建设过程中使用。它的优点是容易与墙体复合，尺寸比较大，装配更加的容易。但是由于陶粒混凝土复合墙板是有普通水泥做的，决定了其保温性较为有限，因此不能将其作为单纯的保温材料来用，在使用的过程中要另外加保温层。

1.4灰砂砖

建筑常用砖的类型很多，从常用的小型砖到体积较大的砌块，砖的产品规格为几十种，但是由于大多数企业的劳动生产率与制造设备较低，灰砂砖以空心砖为主，实心砖的销量很低。灰砂砖的缺点是保温效果差、砖的密度比较大。

1.5混凝土砌块

当前混凝土砌块在很多国家已经成为墙体施工的主要材料之一，随着传统的混凝土砌块产量的降低，空心砌块以及各种轻骨料的小型、装饰用、保温隔热用的砌块，会越来越多的应用到墙体施工中。由于混凝土砌块在使用的时候，很容易就产生裂缝，所以需要我们进行更加优良的砌块产品的研发，以适应施工的要求。

1.6石膏制品

随着施工材料种类的不断丰富，当前石膏材料类型主要是：建筑石膏、各种石膏板以及抹灰料等。预制石膏板的优点是：重量小、造型美观、隔音效果好，因此成为常用的石膏板材。此外，其他类型的石膏板种类有：刨花板、水泥材质石膏板以及各种耐火石膏板等等。在公共建筑以及高层建筑的施工中，石膏板用的较多，低层建筑相对来讲使用的较少。

1.7粉煤灰墙体材料

当前使用的粉煤灰墙体材料，指的是把工业上产生的废弃物粉煤灰，作为生产墙体材料的主要原料，使用水泥来做胶凝材料，并通过加入一定的激发剂，通过烧制或者加压成型的产品。与粘土实心砖相比较，粉煤灰墙体材料的制造流程比较简单。另外，粉煤灰还可以通过与玻璃粉恰当的混合，制成墙体材料，注意在混合的过程中，需要加入适量的发泡剂，由这种方法得到的墙体材料能够有效的吸热与隔音。此外，新型的粉煤灰材料还可以作为护墙材料，由此解决了轻质墙板的限制问题。

2研发新型墙体材料的意义

2.1新型墙体材料能够节约能源

我国传统墙体材料中粘土砖使用率较大，在传统墙体材料的生产以及使用中，造成了能源的极大浪费。主要表现在以下两个方面：首先，生产粘土砖的过程中，需要消耗较多的煤炭，并且由于我国技术方面的落后，煤炭的消耗量约为发达国家的两倍左右；其次，在使用的过程中，因为粘土砖的隔热性较差，很难达到较好的保温效果，由此加大了建筑的采暖难度，需要通过其它供暖方式来起到保温的作用，这也在很大程度上，造成了能源的浪费。而我国作为能源短缺的国家，发展新型墙体材料成为亟需解决的事情。2.2新型墙体材料的使用，能够更好的保护环境

传统的墙体材料，使用较多的有粘土、砂砾石以及石灰石等，每年的开采量达到50亿吨，破坏的土地高达7000多公顷，造成了大量的水土流失和植被的破坏。此外，在粘土砖生产的时候，产生的大量有毒气体及粉尘，对环境造成了很大的污染。

2.3新型墙体材料的使用能够节约耕地

我国传统的墙体材料制造，多是取自于耕地，进行砖的烧制，这造成了大量的土地破坏。目前，每年的粘土砖企业耗土高达十三亿m³，占用土地达600多亩。由于我国的人口基数大，土地资源原本就较为匮乏，故大范围的破坏耕地来生产粘土砖并不可取。

土工合成材料的用途范文第4篇

关键词：混凝土技术 现状 发展

混凝土是当代最大宗的人造材料，也是最主要建筑材料。目前，世界水泥年产量已超过12亿t，我国在数量上占居首位，其产量约为世界总产量的三分之一。混凝土年使用量虽未见准确的统计资料，但如以水泥产量推测，估计在我国混凝土年使用量可达6亿m3以上，其工程量之多，社会与经济意义之大，是人所共知的。针对我国今后发展的需要，本文拟在三个方面予以论述。

1预拌混凝土的现状与发展

混凝土的集中搅拌是建筑工程生产管理方面一项意义重大的改革。预拌混凝土应用量比重的大小，标志着一个国家的混凝土生产工业化程度的高低。国外实践表明，采用预拌混凝土之后，一般可提高劳动率200%～250%，节约水泥10%～15%，降低生产成本5%左右，还具有保证质量、节约施工用地、实现文明施工等方面的优越性。世界上第一座预拌混凝土工厂出现在德国，建造于1903年，以后受到各国的重视，得到迅速发展。到20世纪80年代初，统计结果表明，在经济发达的国家里，预拌混凝土的供应量，已达到全部混凝土生产量的60%～80%。

在我国混凝土搅拌站始建于80年代初的上海、常州两城市。20年来，由于建设规模逐步扩大，尤其是北京和东南沿海地区一些城市建设的高速发展，各级建设行政主管部门采取了一些扶植政策和措施，使城市的预拌混凝土产量每年以12%～15%幅度递增。上海、北京、广州、大连、常州等城市应用预拌混凝土量已达到该城市混凝土总用量的80%以上，接近经济发达国家的水平。但是，预拌混凝土的发展是不平衡的，就全国而言，预拌混凝土占现浇混凝土量的比重还不到30%，有的地方甚至还没有预拌混凝土站，与经济发达国家相比，我国预拌混凝土尚属起步阶段。而且我国已建成的预拌混凝土站，多属建筑企业或企业集团管理，而经济发达国家预拌混凝土已成为独立的新兴行业，有许多专业公司专门生产和供应预拌混凝土。

在预拌混凝土行业迅速发展的同时，也暴露出不少需要重视的问题。如：混凝土定价不合理以及混凝土供需双方配合不密切，出现供大于求而导致降低价格出售，因而无法保证预拌混凝土的质量。这样恶性循环不利于预拌混凝土的长远发展。

为了保证预拌混凝土的健康发展，必须注意以下几点：

1)加强预拌混凝土厂的合理规划和布置，预拌混凝土的生产规模应与当地的建筑和市场需求相匹配，避免盲目发展过度集中。

2)有计划的组织在职人员培训，提高人员素质及企业的技术和管理水平，加强有关标准的宣传贯彻力度。

3)规范市场，加强有关部门的监督，使供需双方必须遵守合同，增强合同的法律效力;并制定出合理的预拌混凝土价格体系。使预拌混凝土能在正常的竞争条件下得到发展。

2　高性能混凝土的现状和发展

为了弄清当前混凝土在不同用途中存在的缺点和薄弱环节，美国于80年代曾对很多土建工程单位进行了广泛的调查。从调查结果可知，在众所关注的抗压强度以外，亟待改进提高的混凝土性能，依次为体积稳定性、抗渗性、流动性、抗折(拉)强度、护筋性、线膨胀系数等，当然还须降低成本。上述各种性能归纳起来就是强度、工作性和耐久性3大类，这正符合十几年来几个发达国家正在研究开发中的高性能混凝土(HPC)。

HPC的诞生与发展是近代工程发展的需要。例如高层、大跨度、大荷载、特殊使用条件和严酷的环境(如海上石油钻采平台、海底隧道等)以及对建设速度、经济、节能等有更高要求;同时也由于混凝土技术的提高使HPC成为可行。HPC的先进性使混凝土的应用范围得到扩大，使混凝土的社会经济效益得到不断增长。

发展HPC的主要途径有：

1)高性能的原材料以及与之相适应的工艺。2)复合化：混凝土本身是水泥基复合材料。HPC必须有活性细掺料和外加剂特别是高效减水剂的加入，常常不仅需要二者同掺，有时还必须同时采用几种外加剂以取得要求的性能，充分发挥复合化的作用，将是HPC取得更大效益的努力方向。

在我国当前条件下，HPC可采用下列原材料：

a)水泥。以42.5#或42.5R硅酸盐水泥为主，也可选用某些特种水泥如铁铝酸盐水泥，碱—矿渣水泥等，但水泥用量过大或细度过细均不利于耐久性。

b)集料。必须符合国家标准，要求坚洁，粒径、粒形、级配和强度与工作性有关，宜先经过试验。工地必须改变不重视集料的坏习惯。

c)活性细掺料。不仅为了节省水泥更重要的是为了满足工作性(如易泵性)与耐久性的要求。因此，优质活性细掺料如硅灰或粉煤灰、沸石粉以及磨细矿渣已成为HPC的必需组分。二种细掺料复合作用，有时能带来很好的效果。

d)外加剂。首先是高效减水剂，是HPC的必需组分。为的是大幅度减水以提高强度与耐久性。使HPC有足够的流动性、易泵性和填充性，也使是泌水减到最小。掺加活性细掺料时必须掺加足够的减水剂或高效减水剂；为了减少坍落度损失还必须掺加缓凝剂与引气剂；为了早强，可掺加早强剂或采用早强减水剂；为了预防早期收缩可掺加适量膨胀剂。所以，外加剂的复合作用对HPC满足各种功能要求是十分重要的。

HPC的复合化途径除已用得很多的活性细掺料与高效减水剂的复合使用外，还有优质粉煤灰与磨细矿渣的复合，硅

灰与粉煤灰或稻壳灰的复合，沸石粉与粉煤灰的复合等。加入多种外加剂的复合在国内也愈来愈普遍。

我国现在已有条件在不同用途上采用HPC。如世界跨度最长斜拉桥—杨浦大桥和亚洲最高的建筑—东方明珠电视塔，以及龙羊峡、葛洲坝等水电站建设。只要我们掌握好混凝土的基本原理，运用已有的经验，经过试验，重视质量，我们完全有能力做好和用好不同用途的混凝土，满足各种工程和制品的要求。在此基础上继续改进提高、不断创新，在混凝土技术上、数量上和质量上走在世界前列。

此外，美英日等国近几年在研究开发几种特高性能水泥基新材料。其主要力学指标，大大超过高强度混凝土，而可与陶瓷、铝、钢等相比拟。例如抗压强度可达300MPa，抗折强度可达150MPa，弹性模量可达50GPa。从这些新的发展，可以说明混凝土性能还有很大潜力，混凝土技术应用方面还有很大开发的余地，有待我们去努力。

3原材料的现状和发展

1)水泥。由于我国水泥工业发展太快，粗放型带来了严重后果，其中经过认证可用于结构工程的不到三分之一，小水泥厂水泥性较差，且不稳定，通过提出“限制、淘汰、改造、提高”八字方针，改变检验方法与ISO接轨。增产42.5#水泥和某些特种水泥，来满足工程需要。

水泥掺加混合材是正确的、必要的，对性能、经济、环保均有利。矿渣由于细度不足，活性未充分利用，应研究超细磨，将能够节约更多水泥熟料，用作高性能混凝土。

其他如粉煤灰、砖灰、沸石岩、稻壳灰等活性细掺料均有利于混凝土性能的提高和经济效益。现在国内正大力开发节能水泥、碱—矿渣水泥，低需水量水泥等，也将取得巨大的社会、经济与环境效益。

2)集料。集料质量对混凝土的性能与经济十分重要，我国混凝土质量不高、不稳定，影响工程质量与安全使用，这与集料的现状有一定的关系。我国除少数大工地与大城市外，均以分散无计划开采为主。

优良天然集料来源日蹙，资源浪费，环境破坏。因此必须重视集料的计划生产加强质量控制与供应工作。否则要普遍提高混凝土工程质量与水平是不可能的。我国碱活性集料分布范围较大，水泥含碱量也高，必须检验集料碱活性，及早预防碱集料反应的破坏，对于轻集料、人工集料，再生集料以及海砂利用也应重视。

3)外加剂。半个世纪以来，外加剂用得愈来愈普遍，我国在解放初即创造引气剂与减水剂。到如今已发展到20类几百个品种的外加剂。主要有减水剂系列、泵送剂、速凝剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂、膨胀剂、防水剂、阻锈剂、引气剂、消泡剂、着色剂等等。

在混凝土应用中，减水剂尤为重要，减水剂又分为普通型和高效型，高效减水剂具有以下特性：

1)减水率高，可减水18%～20%。

2)减少坍落度损失。

3)在保持强度恒定值时，则能节约水泥10%以上。

4)不含氯离子，对钢筋无锈蚀作用。

土工合成材料的用途范文第5篇

【关键词】混凝土；配合比；性能

1.混凝土简介

混凝土，别名为“砼”，是胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。常见的混凝土是用砂、碎石或卵石、水泥、掺和料、外加剂、水等按一定的比例混合搅拌而成。因此，通常人们所说的混凝土单指普通混凝土，制成工序较为简单，以水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水（加或不加外加剂和掺合料）按一定比例配合，经搅拌、成型、养护而得的水泥混凝土，它广泛应用于土木工程。

混凝土是一种充满生命力的建筑材料。随着混凝土组成材料的不断发展，人们对材料复合技术认识不断提高。对混凝土的性能要求不仅仅局限于抗压强度，而是在立足强度的基础上，更加注重混凝上的耐久性、变形性能等综合指标的平衡和协调。混凝土各项性能指标的要求比以前更明确、细化和具体。所以对混凝土的设计（即混凝土的配合比）更加严格。同时，混凝土的配合比，决定着混凝土本身的性质和特点，研究混凝土的性质用途必须从混凝土的配合比的研究入手。在这种情形下，研究混凝土配合比有着非常重要的现实意义。

制备混凝土时，首先应根据工程对和易性、强度、耐久性等的要求，合理地选择原材料并确定其配合比例，以达到经济适用的目的。混凝土的配合比设计通常按水灰比法则的要求进行。材料用量的计算主要用假定容重法或绝对体积法。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。混凝土的这些特点使得混凝土不单应用于土木工程，还应用于造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等领域，相信在未来很长的一段时期内，混凝土的作用也不可替代。

2.配合比设计下的性能用途研究

混凝土是非均质的三相体，即固体、液体和气体。三相体积的改变是混凝土产生裂缝主要原因之一，在进行混凝土配合比的设计，就是在满足相关要求的前提下，尽量减少三相体体积的变化，通过试样将三相体的体积调整到最佳比例。混凝土如果按照不同的分类方式可分为不同的种类，由于笔者侧重于混凝土的配合比以及性能研究，只从强度和功能两个分类标准进行讨论。

混凝土硬化后的最重要的力学性能，是指混凝土抵抗压、拉、弯、剪等应力的能力。水灰比、水泥品种和用量、集料的品种和用量以及搅拌、成型、养护，都直接影响混凝土的强度。我国将混凝土按标准抗压强度划分为19个等级，强度来自于立方体试件压强度标准的兆帕数。因此用C+阿拉伯数字构成，C为混凝土（concrete）的代号。通常情况下，一般把C10—C40称为普通标号混凝土，（C40～C50）称为中高标号混凝土，C60以上称为高标号混凝土。高标号混凝土抗拉、抗压强度的比值是混凝性的重要方面。

普通混凝土（C40以下），以水泥为主要胶凝材料，与水、砂、石子，掺入化学外加剂和矿物掺合料，按适当比例配合，经过均匀搅拌、密实成型及养护硬化而成的人造石材。此类混凝土采取方便、成本低、可塑性强、耐久性好，但也有一定的劣势，劣势在于自重大、脆性材料。

中高标号混凝土（C40～C50），此类混凝土要求原料质地好、洁净，压碎值小。水泥通常采用普通硅酸岩水泥、水饮用水。砂子要求特别高，最优是河砂、水洗砂。在两者均无的情况之下，可采用石英砂与石灰岩碎石按适当比例（通常为1：4或1：3）比例人工合成。另外，此类混凝土还要注意外加剂与水泥的匹配性，混凝土水胶比较小时，随着矿粉掺量的增加混凝土粘度增大甚至板结抓底。因此，可通过降低减水剂掺量、或使用高效减水剂、或适当提高水胶比等措施来为预防板结抓底现象的发生。故在设计之中另外添加一些粉煤、矿粉，可以提高性能的和易性。

高标号混凝土（大于C60含C60），高标号混凝土及以上标号混凝土以下有几点不同。集料压碎值较小、要求用来加工成碎石的母岩强度要求高，不宜底于100MPa砂子洁净、级配好；水泥与外加剂的适应性、强度检测较其他标号严格；耐久性方面，现在的商品混凝土，掺和料用得太多了，水泥用量少，短期强度一般都没问题，随着时间的推移，混凝土碳化得快，所以耐久性也是值得思考的一个问题；骨料与水泥碱-集料反应。碱-集料反应是指混凝土中的碱与集料中的碱活性成分发生化学反应，生成膨胀物质使混凝土内部产生自膨胀应力，造成混凝土开裂破坏，从而大大缩短混凝土建筑物的使用寿命。

混凝土如果按使用功能分类可分为结构混凝土、保温混凝土、装饰混凝土、防水混凝土、耐火混凝土、水工混凝土、道路混凝土、防辐射混凝土等。不同功能的混凝土所用的领域也尽不相同，不同功能的混凝土切不可混用、乱用，否则将会严重影响施工工程的质量。

3.混凝土配合比设计注意问题

虽然不同标号的混凝土在制造工艺、配合比不同，但是无论是哪一种混凝土在配合比设计方面都应注意以下几个问题。（1）配合比设计前的准备工作应充分。（2）生产配合比的调整及施工中的控制；（3）在保证质量的前提下，应注重经济效益。

3.1配合比设计前的准备工作应充分

在配合比设计前，设计人员要充分做好准备工作，首先了解设计图纸对混凝土结构的基本要求，如强度、结构件截面大小、钢筋密度等。其实重点观察是否对混凝土有特殊要求，以便决定所用水泥种类以及粗骨料粒径的大小，再次了解施工的流程和工艺，如输送、浇筑，看工作的性质和对凝结时间的要求，便于使用添加剂，最后考虑生产混凝土才能采购到的材料品种、质量和供应能力。估计以上这些准备工作选择恰当的参数，进行配合比设计。

3.2生产配合比的调整及施工中的控制

在生产混凝土的过程和施工的过程中，常会出现一些问题影响混凝土的质量和施工质量，因此把握好混凝土配合比的设计难题和施工难题，才能优化混凝土质量，从而提高工程质量。

混凝土生产时的用水量不当，就会造成混凝土的坍落度不满足施工需要，是影响工程进度的主要因素，有些操作者为减少作业时间，过于追求混凝土的坍落度。坍落度主要指混凝土的塑化性和可泵性，而含水率、添加剂等因素是影响混凝土坍落度的主要因素。目前现在工程基本采用商混，商混使混凝土工业走向现代化和科学化。商混有效避免了施工过程中对混凝土坍落度造成的影响。

砂、石的实际含水率测量不准。经到现场检查和了解，有部分试验人员没有按规定要求准确测量，而是采用目测法来估计砂、石的实际含水率，这样做会导致生产配合比不准确。 因此，为有效测量砂、石的实际含水率，砂、石中若含泥量超标，应在混凝土浇筑前三天冲洗完毕，并应在施工前按规范要求取样并准确测量砂、石的实际含水率，调整施工配合比以从用水量中扣除含水量，补回砂、石量，严禁边冲洗边拌制混凝土。

其他工序对混凝土质量的影响。目前，工程建设已基本采用商混，已经改变了旧的作业模式，但也伴随着新问题的出现。如混凝土运输过程对混凝土质量的影响、以及目的地的检测验收等。例如运输人员为方便泵送，混凝土中加入生水，这种做法是极其错误的。这种情况应添加少量的泵送剂或同水灰比的水泥浆（每车10kg左右）予以调整，严禁直接加水。

3.3在保证质量的前提下，应注重经济效益及环保

从工程进度考虑，多数试验人员混凝土配合比设计时，偏重于混凝土的强度指标，淡化混凝土施工条件，造成混凝土可施工性差，其实这样做是不对的，会给施工单位带来施工不顺畅、浇注难，这样即影响工程进度也增加了施工成本。

从选材角度考虑，材料选材很重要，需着重提出来讲的是含泥量，含泥量高，将会大大的增加水泥用量，我们在考虑成本时，应以生产出1m3混凝土的综合单价来比较。不要一味的强调材料的某个指示，而忽视其它指标的存在及变化。

从环保角度考虑，我们应该材尽其用，把一些可以再次利用的工业废弃材料也用起来，减少炸山取石变材料。

4.结论

随着混凝土的应用越来越广，对混凝土自身的性能提出了更高的要求，一方面混凝土会朝着轻质高强的方向发展，切实提高施工工程的质量。另一方面，混凝土会向着智能方向发展，比如混凝土具有自身损伤诊断、自身调节、自我修复等功能。但是无论混凝土向着哪个方向发展，对配合比的要求将愈加严格，对混凝土配合比的研究也愈加深入。 [科]

【参考文献】

[1]黄土元.近代混凝土技术[M].陕西科技出版社，1998.

[2]王德怀.高性能混凝土的配合比设计[J].混凝土，2006，（3）.