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土木工程概论结课论文土木工程概论结课论文 土木工程的“地基” 材料选择与新材料 姓 名： 班 级： 学 号： 指导教师： 完成时间： 土木工程的“地基” 材料选择与新材料 摘要： 人类需要居住，而土木工程专业就是关系到人们的居住问题，而对于土木工程来说，最基础的是则建设人们居住场所所需要的材料。建筑需要用到各种各样的建筑材料，而对于材料的特性与选择则是对建设者的一个很大的考验；而随着科技的发展，又出现了许多新材料，而关于新材料的使用，则更需要仔细考量。 关键词： 传统 选择 新兴 使用 土木工程所涉及到的材料可以说是成千上万，而要从这么多的材料中选择出来一部分作为建设人们居所的建材，可以说是实则不易。只是就要求建设者要有非常扎实的专业基础，能够做出敏锐正确的判断与选择。设计时当然需要考虑到、或者参考以前的建筑经验，采用比较保守的建设方式，也就是选择普遍使用的建筑材料，但建设者不能一味的遵循传统，因为有许多新型材料要比传统材料在许多方面有了很大的改观。最关键的是建设者的选择关系到楼屋质量的优劣，更关系到居住者的生命安全，这个责任重于泰山。下面本人对是建筑材料及其选择的认识。 1、对几种主要传统材料及对传统建材选择的认识 1、1自然石、砖 自然石，是人类最早使用的用于建设居住场所的建材，而现在在建筑方面依然使用广泛。在工程中使用自然石可简单分为以花岗岩、石灰石等为代表的重岩自然石与以贝壳石灰岩、凝灰岩为代表的轻岩自然石；而家住是采用的石料可分为料石及毛石两类；这里的料石可以理解为是由人工或机械开拆出的较规则的六面体石块，分为细料石、粗料石及毛料石三种，其中的毛石则又可以分为毛板石平板石及乱毛石等。从这就可以看出仅仅就是这最基本的自然石就可以分为这么多种，这更加凸现对于传统材料选择的重要性了。 砖，可以说是我们生活中最常见的楼房建材了，现在依然可以在低楼层房屋建设中见到她的身影，可以说也是用途最广泛的建材之一了。砖是由粘土烧制而成的，一般有红砖与青砖。他们的区别在于经过窑烧制后是否用浇水。现在主要使用的则是红砖，青砖已经很少生产了。砖有具体的尺寸标准：标准砖尺寸为240mm×115mm×53mm的实心砖、空心砖标准尺寸：240mm*115mm*90mm。但由于现在城市所建造楼房一般为高层，显然如果单单只用砖砌已达不到安全标准，所以在高层建筑中砖砌式已经被框架式所替代。从这一点可以看出建材在不断发展中，会有新的建材不断地取代已有的传统建材，这也就需要建筑者有着选择能力，来选择更安全更有生的建材的能力。 1、2混凝土、钢筋混凝土 混凝土也是现在建筑中很常见的一种建材，最早的混凝土是三合土、是用粘土石灰和砂按一定比例混合而成，而现在一般工程中使用的混凝土是用水泥、砂和碎石按一定比例加水混合搅拌而成。混凝土的适用范围非常广泛，其具有保温性、轻质性、隔音性、耐水性、耐火性、抗压性等等，可见当莫一种建材在很多方面都优于其他许多建材时，这种建材在建筑中的是使用将会是很广泛的，而建筑师在选择建筑材料时则可以更多的保留这类建材，不仅省力而且安全有保障，同时也更多选择该种建材，因为在楼房建成后可能会有其他方面特性体现。 钢筋混凝土，混凝土虽然有着有多特性，但是混凝土的抗拉强度较低，通常只有抗压强度的十分之一左右，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离从而导致结构的破坏。而绝大多数结构构件内部都有受拉应力作用的需求，故未加钢筋的混凝土极少被单独使用于工程。相较混凝土而言，钢筋抗拉强度非常高，一般在200MPa以上，故通常人们在混凝土中加入钢筋等加劲材料与之共同工作，由钢筋承担其中的拉力，混凝土承担压应力部分。所以，在建筑楼房的建筑时通常使用钢筋混凝土。钢筋混凝土，工程上常被称为钢筋砼，可以从字面上简单理解就是钢筋与混凝土的“混合”。 从混凝土与钢筋混凝土的比较中可以看出，就算是某种建筑材料有再多的特性，有时也需要选择其他建材与其搭配来弥补它的某种不足或特定增强某种特性。而这正再次体现出对于传统建材的选择的重要性。 1、3传统建材选择认识 对于传统建材的选择，我认为应该保持两方面的态度：第一，应该适当的延续使用。传统建材之所以能够称之为传统，正是因为有某种优于其他建材的特性，所以能够一直被使用，在没有能够优于其这些特性的建材是我们在选择建材时就应该继续沿用。第二，不应一味的去沿用传统。因为随着科技的飞速发展，不断的有新建筑材料的产生，而当这些新材老在综合与单一特性上都超过了传统建筑材料时就应该敢于放弃传统建材选择新材料，这样房屋质量才会不断提升，建筑水平才会不断发展。才会给土木专业提供更大的发展空间，才更加有利于土木主业的发展与进步，才更符合土木工程的基本理念。 2、对于几种新材料及对新材料使用的认识 2、1纳米技术、液体木材、新吸声材料 我们现在许多建筑材料都是处于宏观方面，当材料中加入了微观理念，建筑学则会有体现出另外一番景象。纳米技术是一种重要的交叉性技术，在未来将显示出它的重要性，其主要的应用领域是光学应用、薄膜技术和纳米结构及纳米电子技术。纳米技术是一个高新科技领域，而把这种高科技用于传统建筑材料产业，走出一条迅速提升传统产业品质的捷径，不失为一种有益的尝试。而纳米材料已经体现出显著的优越性：磁性、光学性能、敏感特性、力学性能等等。对于纳米材料的使用，可以解决不少现在建筑选材方面的缺陷，而且最主要的是纳米材料体现出的环保性则是更加难能可贵的了。纳米材料体现出了当新与老产生结合，用新来补旧，会使材料发生一个质的变化，体现出新材料的补漏行、与优胜性。 液体木材，是含自然成分最多的塑料之一，他的基本木材木质素是纤维工业的下脚料，将其和大麻混合后加热，并将提炼出的液体材料吹入空心磨具，凝固即成，可以算是“纯天然”的了。它的用途很广泛，可用于制作家具和建筑装饰材料。液体木材的环保性不仅仅是因为它是一种天然材料，更重要的是它可以利用木制品加工业中的废料来进行生产。木制品加工业把木材分解为三种主要成份：木质素、纤维素和半纤维素。造纸工业只需要纤维素和半纤维素，木质素在造纸行业中成了废料，液体木材加工就可以变废为宝。除了木制品加工业中废弃的木质素外，液体木材的原料还来源于废弃的农产品和林产品，农作物的秸杆、树木的枝叶一向被认为是废物，近年来部分用于制造生物燃料，它们同样可以用于制造液体木材。这又是新材料的另一个特性：环保性，能够节约用料，对环境作出最大程度的保护，这也更加符合现在土木工程发展理念。 新吸声材料，顾名思义，他是在原有吸声材料的基础上，采用不同的原料制作而成，因而产生与原吸声材料不同的特性。这类材料的物理结构特征是材料内部有大量的、互相贯通的、向外敞开的微孔，即材料具有一定的透气性。工程上广泛使用的有纤维材料和灰泥材料两大类。前者包括玻璃棉和矿渣棉或以此类材料为主要原料制成的各种吸声板材或吸声构件等；后者包括微孔砖和颗粒性矿渣吸声砖等。吸声机理和频谱特性 多孔吸声材料的吸声机理是当声波入射到多孔材料时，引起孔隙中的空气振动。由于摩擦和空气的粘滞阻力,使一部分声能转变成热能;此外，孔隙中的空气与孔壁、纤维之间的热传导，也会引起热损失，使声能衰减。多孔材料的吸声系数随声频率的增高而增大，吸声频谱曲线由低频向高频逐步升高，并出现不同程度的起伏，随着频率的升高，起伏幅度逐步缩小，趋向一个缓慢变化的数值。 2、2对新材料使用的认识 新材料体现出的环保性、高效性等，是在建筑材料上较为紧缺的，它不但能使建设出来的工程能够抵抗更多的干扰，而且还能做到最大程度的保护环境。但对于新材料的使用应该采取谨慎态度，毕竟许多新材料刚刚研制出来，有可能还有许多方面或好或坏尚未被发现，如果一味的使用有可能造成不可想象的后果，所以，对于新材料的使用，应该谨慎，最好能够由小及大，这样能在实践中发现问题，从而解决。总体上来说，21世纪科技发展的主要方向之一是新材料的研制和应用。新材料的研究，是人类对物质性质认识和应用向更深层次的进军。 3、结语 土木工程作为社会基础设施建设的基础，对于从事该专业人员有极高的专业素养，尤其应具有对传统材料选择、对新材料使用等方面的能力。在学习阶段的应注重对该能力的培养，不断地从课本、从其他书籍中学习有关知识，以便在将来的工作中能够拥有对传统材料的正确选择、和对新材料的合理使用的能力，从而做几个合格的“建设者”。 附录1 参考数据 1、土木建筑工程概论 王继明主编 高等教育出版社 2、土木工程概论上海交通出版社 3、土木工程概论中国建筑工业出版社 4、土木建筑文献检索与利用 肖友瑟主编 大连理工大学出版社 5、混凝土结构发展新阶段 丁大钧 苏州城建环保学院学报 6、高性能混凝土夏晓东 丁大钧 工业建筑 7、土木工程学报 中国土木工程学会 土木工程学报编辑部 8、土木工程 (英)斯科特(Scott,J.S.)撰 中国建筑工业出版社 9、土木工程 中国土木工程学会 科学出版社 10、神奇的智能性材料结构杜彦良 聂景旭 周光召主编跨世纪的中国科技广西科技出版社