材料发展与土木工程发展有什么关系.doc

材料发展与土木工程发展有什么关系 篇一：土木工程材料现状及其发展趋势 【摘要】土木工程材料在土木工程建筑中占有重要的地位本文探讨了其发展进程现状以及未来的发展趋势简单介绍绿色材料的特征与意义 【关键词】土木工程、材料现状、趋势、绿色材料1前言 土木工程材料在土木建筑中占有重要的地位传统的土木工程材料包括：木材、砌筑材料、气硬性无机材料等等但在其生产、使用过程和回收中不仅消耗了大量的资源能量而且带来了环境污染等问题因此将土木工程材料向生态发展迫在眉睫为此人们开始对新的建筑材料进行研发寻找既能够满足材料性能的需求又不破坏环境而且还能够改善环境的“生态建材”2土木工程材料的发展与现状 高楼、厂房、道路、桥梁、港口、码头、矿井、隧道等土木工程都是用各种材料按一定的要求建造而成的土木工程中所使用的各种材料都成为土木工程材料它们直接影响建筑物或构筑物的性能、功能、使用年限和经济成本从而影响人类生活空间的安全性和舒适性 从古至今土木工程的发展要求和材料的数量、质量之间存在着相互依赖和相互矛盾的关系土木工程的生产和使用是在不断地解决这对矛盾的过程中逐渐向前发展的土木工程材料的发展大致可以分为三个阶段：早期土木工程材料近代土木工程材料现代土木工程材料 早期使用的土木工程材料主要有砖、瓦、砂、石、灰、木材等他们至今仍在土木工程材料中占有重要的地位比如说砂是混凝土和砂浆的主要组成材料之一是土木工程的大宗材料钢材作为近代土木工程材料代表它在19世纪中叶品种、规格、生产规模大幅度增长强度不断提高钢材的切割和连接等加工技术大为发展为建筑结构向大跨重载方向发展奠定了重要基础与此同时钢筋混凝土问世并在20世纪20年代出现了预应力钢筋混凝土使近代土木工程结构的形式和规模发生了飞跃性的进展近代土木工程材料还包括水泥、混凝土等等如果说19世纪钢材和混凝土作为结构材料的出现使土木工程的规模产 生了飞跃性的发展那么20世纪出现的高分子材料、新型金属材料和各种复合材料使土木工程的功能和外观发生了根本性的变革现代土木工程材料中混凝土的强度等级比以往的混凝土更高并且出现了高性能混凝土和纤维混凝土在1988年第一届国际材料科学研究会上日本学者首次提出“绿色建材”这一概念它是指采用建材卫生生产技术生产的无公害、无污染、无放射性、有利于环境保护和个人身体健康安全的建筑和装饰材料“绿色”可以归纳为八个字“环保、健康、安全、节能” 3绿色建材的基本特征 （1）尽量减少天然资源的使用和消耗尽量使用废弃物 （2）采用先进的生产技术生产过程中降低能源消耗并注重环保 （3）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨即产品不仅不损害人体健康而应有益于人体健康产品具有多功能化如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等 （4）产品使用后利于循环回收利用 4发展绿色建材的意义 20世纪70年代以来臭氧层破坏温室效应酸雨的系列全球性环境问题的日益加剧使人们逐步认识到保护我们赖以生存的地球环境已不再是政府、民间团体、科研机构的事情每个人都应以自己的行动来直接参与环境保护工作绿色材料则具有以下几点重要的意义： （1）以相对最低的资源和能源消耗、环境污染为代价生产的高性能传统建筑材料如用现代先进工艺和技术生产的高质量水泥 （2）能大幅度地减少建筑能耗（包括生产和使用过程中的能耗）的建材制品如具有轻质、高强、防水、保温、隔热、隔声等功能的新型墙体材料 （3）具有更高的使用效率和优异的材料性能从而能降低材料的消耗如高性能水泥混凝土、轻质高强混凝土 (4)具有改善居室生态环境和保健功能的建筑材料如抗菌、除臭、调温、调湿、屏蔽有害射线的多功能玻璃、陶瓷、涂料 (5)能大量利用工业废弃物的建筑材料如净化污水、固化有毒有害工业废渣的水泥材料或经资源化和高性能化后的矿渣、粉煤灰、硅灰、沸石等水泥组 分材料 5土木工程材料发展趋势 随着科学技术的进步和建筑工业发展的需要一大批新型土木工程材料应运而生而社会的进步、环境保护和节能降耗及建筑业的发展又对土木工程材料提出了更高的要求因而今后一段时间内土木工程材料将向以下几个方向发展 （1）复合化单一的材料往往难以满足要求复合材料应运而生所谓复合技术是将有机和有机、有机和无机、无机和无机材料在一定的条件下按适当的比例复合然后经过一定的工艺条件有效地将几种材料的优良性结合起来从而得到性能优良的复合材料 （2）多功能化随着人们生活水平的提高对材料的功能的要求越来越高要求新型材料从单一功能向多功能方向发展即要求材料不仅要满足一般的使用要求还要求兼具呼吸、电磁屏蔽、防菌、灭菌、抗静电、防射线、防水、防霉、防火、自洁智能等功能 （3）节能化、绿色化现代人们要求材料不但有良好的使用功能还要求材料无毒、对人体健康无害、对环境不会产生不良影响即绿色土木工程材料所谓绿色土木工程材料主要是指这些材料资源能源消耗低大量利用地方资源和废弃资源；对环境对人体友好能维持生态环境的平衡；同时可以循环利用 （4）轻质高强化轻质主要指材料多孔、体积密度小高强主要指材料强度不小于60MPa （5）工业化生产工业化生产主要是指应用先进施工技术采用工业化生产方式产品规范化、系列化这样材料才能具有巨大市场潜力和良好发展前景 6土木工程材料发展的设想 随着社会的进步和科学技术的不断提高上海世博会各国世博馆展示给大家的不再遥不可及土木工程材料一定会多功能化智能化节能化如中国馆的60米观景平台四周采用特制的透光型“双玻组件”太阳能电池板用这种“双玻组件”建成的玻璃幕墙既具有传统幕墙的功能又能够将阳光转换成清洁电力一举两得日本馆选择了透光、轻质高强、可回收利用的夹层薄膜乙烯四氟乙烯共聚物（ETFE）作为建筑表皮系统夹层中埋设有曲面太阳能电池为建筑 提供绿色辅助能源据悉日本馆在建造过程中通过使用“发电膜”和“循环呼吸柱”实现了将钢筋的使用量削减至普通建筑物的60%同时设在建筑表皮上的喷雾系统可降温而不湿衣呼吸孔与排热塔用于室内外空气的交换强化冷暖空气流通同时具有采光、收集雨水、散水降温的“呼吸”功能可减少空调能耗和照明用电 结语 综上所述生态材料是未来土木工程材料的重点研究创造生态建材是一项意义重大又十分迫切的任务科技在发展社会在进步新型材料的研发与应用必将给人类带来无可估量的裨益 篇二：土木工程材料的发展趋势 学院：土木工程学院 班级：*班 姓名：PantaKill XX.3.15 一、土木工程材料的介绍 土木工程材料是指土木工程中使用的各种材料及制品它是土木工程的奠基石在我国现代化建设中土木工程占有极为重要的地位由于组分、结构和构造的不同土木工程材料品种繁多、性能各不相同、价格相差悬殊同时在土木工程中用量巨大因此正确选择和合理使用土木工程材料对整个土木工程的安全、实用、美观、耐久及造价有着重大意义 二、土木工程材料的基本要求 必须有的强度能够安全的承受荷载；材料自身的重量以轻为宜（即表观密度较小）以减少下部结构和低级的负载;具有与使用环境相适应的耐久性以减少维修费用；用于装饰的材料应能美化建筑产生一定的艺术效果；用于特殊部位的材料应具备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 三、土木工程材料的未来 球上可以居住、生活和耕种的土地和资源是有限的而人口增长的速度是不断加快的因此人类为了争取生存土木工程的未来至少向五个方向发展土木工程材料现状及要求与以往相比当代土木工程材料的物理力学性能也已获得明显改善随着现代陶瓷与玻璃性能的改进其应用范围也有明显的变化例如水泥和混凝土的强度、耐久性及其他功能均有所改善此外随着技术的进步传统的应用方式也发生了较大变化现代施工技术与设备的应用也使得材料在工程中的性能表现比以往更好为现代土木工程的发展奠定了良好的物质基础 尽管目前土木工程材料在品种与性能上已有很大的改进但与人们对于其性能的期望值还有较大差距鉴于土木工程材料的用量巨大尤其在应用方面经过长期使用的不断累积单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展需求尤其是历史发展到今天以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担从另一方面来看由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求为此以天然材料为主要材料的时代即将结束取而代之的将是各种人工材料这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展从土木工程对材料技术性能要求的方面来看技术性能的要求越来越多各种物理性能指标的要求也越来越高从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展从土木工程材料应用的发展趋势来看为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求材料应用也向着工业化的方向发展 三、土木工程材料可持续发展的方针 土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料避免新型材料的生产和发展对环境造成危害因此“绿色建材”应运而生 绿色建材又称生态建材、环保建材其含义是指：采用清洁的生产技术少用天然资源大量使用工业或城市固体废弃物和植物秸秆所生产的无毒、无污染、无放射性、有利于环保和人体健康的土木工程材料发展绿色建材是 一项长期的战略任务符合可持续发展的战略方针既满足现代人安居乐业、健康长寿的需要又不损害后代人的更大需求能力和利益 1、利用废渣类物质为原料生产的建材这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料其优点是节能利废但仍需依靠科技进步继续研究和开发更为成熟的生产技术使这类产品无论是成本上还是性能方面真正能达到绿色建材标准； 2、利用化学石膏生产的建材产品用工业废石膏代替天然石膏利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品这些产品具有石膏的许多优良性能开辟石膏建材的新来源并且消除了化工废石膏对环境的危害符合可持续发展战略； 3、以废弃的有机物生产的建材产品以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料这些材料消除了有机物对环境的污染还节约了石油等资源符合在资源可持续发展方面的基本要求； 4、各种代木材料用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康利用高兴技术使其成本和能耗降低将是未来绿色建材的主要发展方向； 5、以来源广泛的地方材料为原料利用高科技生产的低成本健康建材不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料根据这些地方的性质和特点利用现代技术可生产各种性能的健康材料如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向 五、总结 今后土木工程材料必将需要在原材料方面最大限度的节约有限资源充分利用可再生资源技工农业废料；在生产工艺上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；在产品形式方面积极发展预制技术逐步提高构件化、单元化的水平；加紧具有自感知、自调节、自修复功能的土木材料的开发研制；展开各种机敏或智能材料在土木工程正好应用的研究总而言之我们测绘工作者用测绘仪器丈量世界我们选材料时通过对环境的影响对后来人的影响来决定土木工程材料的好换在未来基于材料原有的性质的基础上“可持续发展”将是最理想的发展方向 篇三：土木工程材料及新材料的发展 姓名： 班级： 学号： 指导教师： 完成时间： 土木工程材料及新材料的发展 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 摘要：近年来我国土木工程材料工业有了长足的进步和发展但与发达国家相比还存在着品种少、质量档次低、生产和使用能耗大及浪费严重等问题因此如何发展和应用新型土木工程材料已成为现代化建设急需解决的关键问题本文介绍了土木工程材料的历史与现状阐述了绿色环保材料的优良性能指出了绿色建材的发展趋势关键词：土木工程材料新能源绿色材料环保发展趋势 前言：土木工程材料是土木工程的物质基础决定着土木工程的使用质量和寿命土木工程材料包括土木工程中使用的各种材料及制品1根据物质组成的种类及化学成分土木工程材料可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类近年来人们不仅对土木工程材料的性能要求越来越高而且更加关注其对环境及健康的影响随着人类文明及科学技术的发展土木工程材料的不断进步与改善现代土木工程中尽管传统的土、石等材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代目前水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置 1、土木工程材料的应用 1.1我国古代土木工程材料的应用 在我国古代的土木工程中比较常用的材料为土、木、石等 土是人类最初使用的比较方便的材料人类的祖先利用地形特点挖洞穴居住或者结合土穴利用木架和草泥建造简单的穴居和浅穴居后来人类开始对土进行简单加工制成土坯再往后人类对土坯进行火烧制成砖瓦这是人类对土的高级利用凝结了人类发展的技术与智慧“秦砖汉瓦”至今仍广泛应用 在古代木材因为取材方便且易于加工因而被广泛应用我国的古代建筑多以柱、梁、木屋架等木结构搭建房屋甚至皇家宫殿也以木结构为主 如沈阳故宫崇政殿也以木结构为主 石材因为质量大加工难在我国古代应用较晚而清代的圆明园则是中国古代石材技术应用的代表2 1.2土木工程材料应用的现状 随着科技的发展与社会的进步人类对建筑材料的使用性能、外观等各方面的要求越来越高在那些原始材料的基础上逐渐开发出新型的土木工程材料石灰、水泥、沥青、混凝土、钢筋混凝土、预应力混凝土、钢结构等已经成为工业建筑和民用建筑的主要材料而且随着超高建筑、高承载工程和高抗渗工程的出现一些高性能材料也应运而生高强度等级水泥、钢纤维和玻璃纤维混凝土、聚合物混凝土、钢化玻璃、多功能涂层玻璃、双层中空玻璃等这些新型材料具有质轻、高强、快、坚硬等优点这些新型材料的广泛应用促进了建筑设计理念、土木工程结构形式及建筑施工技术的巨大革新与发展 1.2.1从土木工程材料的来源来看 鉴于土木工程材料的用量巨大尤其在应用方面经过长期使用的不断累积单一品种或数个品种的原材料来源已不能满足其持续不断的发展的需求尤其是历史发展到今天以往大量采用的粘土砖瓦和木材等已经给社会的可持续发展带来了沉重的负担从另一方面来看由于人们对于各种建筑物性能的要求不断提高传统建筑材料的性能也越来越不能满足社会发展的需求为此以天然材料为主要材料的时代即将结束取而代之的将是各种人工材料这些人工材料将会向着再生化、利废化、节能化和绿色化等方向发展 1.2.2从土木工程对材料技术性能要求的方面来看 技术性能的要求也越来越多各种物理性能指标的要求也越来越高从而表现为未来建筑材料的发展具有多功能和高性能的特点具体来说就是材料向着轻质高强、多功能、良好的工艺性和优良耐久性的方向发展 1.2.3从土木工程材料应用的发展趋势来看 为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求材料应用也向着工业化的方向发展例如水泥混凝土等结构性能向着预制化和商品化的方向发展材料向着半成品或成品的方向延伸材料的加工、贮存、使用、运输及其他施工技术的机械化、自动化水平不断提高劳动强度逐渐下降这不仅改变着材料在使用过程中的性能表现也逐渐改变着人们对于土木工程使用的手段和观念 2.新型土木工程材料绿色建材 土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料避免新型材料的生产和发展对环境造成危害因此“绿色建材”应运而3目前正在开发的和已经开发的绿色建材和准绿色建材主要以下几种： 第一、利用废渣类物质为原料生产的建材这类建材以废渣为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料其优点是节能利废但仍需依靠科技进步继续研究和开发更为成熟的生产技术使这类产品无论是成本上还是性能方面真正能达到绿色建材标准 第二、利用化学石膏生产的建材产品用工业废石膏代替天然石膏利用先进的生产工艺和技术可生产各种土木建筑材料产品这些产品具有石膏的许多优良性能开辟石膏建材的新来源并且消除了化工废石膏对环境的危害符合可持续发展战略 第三、利用废弃的有机物生产的建材产品以废塑料、废橡胶及废沥青等可生产多种土木工程材料如防水材料、保温材料、道路工程材料及其他室外工程材料这些材料消除了有机物对环境的污染还节约了石油等资源符合在资源可持续发展方面的基本要求 第四、利用各种代木材料用其他废料制造的代木材料在生产使用中不会有害人的身体健康利用高兴技术使其成本和能耗降低将是未来绿色建材的主要发展方向 第五、利用来源广泛的地方材料为原料利用高科技生产的低成本健康建材不同的地区都可能有来源丰富、不同种类的地方材料根据这些地方的性质和特点利用现代技术可生产各种性能的健康材料如某些人造石材、水性涂料、某些复合性材料也是绿色建材的发展方向 3.土木工程材料的发展趋向 众多现象表明进入21世纪以后在我国甚至是全世界范围内土木工程材料的发展应具有以下的一些趋向： 研制高性能材料例如研制轻质、高强、高耐久性、优异装饰性和多功能的材料以及充分利用和发挥各种材料的特性采用复合技术制造出具有特殊功能的复合材料 充分利用地方材料尽量减少天然资源大量使用尾矿