土木工程材料論文15篇[通用]
在社會的各個領域,大家都跟論文打過交道吧,論文是學術界進行成果交流的工具。相信很多朋友都對寫論文感到非常苦惱吧,下面是小編收集整理的土木工程材料論文,歡迎閱讀與收藏。
土木工程材料論文1
摘要:針對應用型本科院校土木工程材料實驗課存在的問題,建立并完善三個課堂體系,即實踐教學課堂、課外互動課堂和社會實踐課堂,提升學生檢測動手能力、邏輯思維能力、創新能力和綜合素質。
關鍵詞:土木工程;材料實驗課;實踐教學;課外互動;社會實踐
隨著實體經濟回歸,調整產業結構、開發高新技術產業成為經濟發展必然趨勢。這就要求高等教育機構適應社會發展需求,實現教育輸出和社會輸入對接,培養技能型及創新型人才。為了順應社會發展需求,地方師范院校紛紛向工科轉型,申報土木、機械等工科專業。不同于傳統教學模式,實踐環節在應用型本科院校中占很大比例,部分高校實踐教學學分比例甚至達到30%以上,它對學校培養目標的實現起著至關重要作用。土木工程材料是土木工程專業必修基礎課,該課程在土木培養方案中起承上啟下的作用,是學生開始認識專業課的橋梁。不同于力學課程和結構原理課程,土木工程材料課貼近工程現實,實踐性很強,由理論課和實驗課兩大部分組成。理論課主要講解土木工程材料的制備、性能、國家標準和應用等,知識較多,內容繁雜,各章之間相對獨立,要掌握好這部分理論知識,必須理論與實踐相結合[1]!霸O計性”實驗模式,建立教學實驗評定機制,完善實驗室規章制度等措施[2];實驗教學要從原教學體系中分離出來,單獨設置土木工程材料實驗課或設置土木工程材料實驗周[3];編制學生實驗手冊,開放實驗室并與課題相結合等優化實驗課的組織與實施[4]。為提高土木工程材料實驗課的教學效果提供了參考。
一、實驗課存在的問題
(一)實驗設備利用率低
土木工程材料實驗課涵蓋水泥試驗、混凝土骨料試驗和石油瀝青試驗等,但由于高校課時壓縮,實驗課課時較少,需分組上課,為防止和理論課沖突,一般集中幾周完成,導致實驗設備大部分時間處于閑置狀態。這樣不僅導致實驗儀器設備教學資源浪費,而且不利于本專業可持續發展。
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首先實驗教學成績一般占《土木工程材料》課程總成績的30%,這部分成績雖然比例較高,但是成績僅根據實驗報告和出勤率確定,學生不需掌握材料檢測的技能,便可完成以上兩個內容,沒有學習壓力。其次學生身處學校,未走向工作崗位,無法意識到實驗教學內容的重要性,缺乏學習目標。最后實驗課程無閉卷考試,學生課前不預習,課下無復習,只是被動和機械性的完成學習任務。
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傳統實驗課一般是教師介紹實驗目的、實驗方法和實驗步驟,演示儀器操作方式,交代應注意事項,學生按照實驗指導書完成實驗,獲得數據并處理數據。這種填鴨式教學模式沒有發揮學生主觀能動性,無法引起學生興趣,實驗內容單一,沒有融合到具體材料的整個研究中,無法讓學生思考實驗數據的意義,不利于學生創新思維方法的形成。
二、實驗教學改革
根據土木工程材料實驗課現狀及存在問題,建立并完善“第一課堂(實踐教學)、第二課堂(課外活動)、第三課堂(社會實踐)”三個實踐育人課堂融合機制,提升學生認知能力、思考能力、創新能力和綜合素質,打造學校實踐育人特色。第一課堂(實踐教學)針對教學內容單一,不能引導學生思考等問題,進行實驗方案綜合設計創新,針對學生學習態度,探索實驗技能考核創新。第二課堂(課外活動)針對實驗設備利用率低、創新性、挑戰性不足等問題,成立興趣小組,申請實驗室開放課題,以預約方式為同學開放設備。第三課堂(社會實踐)針對學生實踐能力不強的問題,建立學生進入教師研究中心的導師制,積極鼓勵學生申報大學生創新創業項目,并積極洽談合作企業,讓學生參觀并參與其中。
(一)第一課堂實踐內容項目化
1.增加設計性項目類型
傳統實驗項目如水泥凝結時間實驗、體積安定性實驗都是針對某種材料的單一實驗。為了提高學生綜合能力,需要增加設計性實驗項目類型,以水泥混凝土綜合實驗為例,學生想要全面掌握這個實驗,需要從配合比計算開始,利用理論知識計算配制水泥混凝土需要的砂子、石子、水和水泥的量,并計算砂子的規范級配,根據計算出的結果,稱取各成分的量,進行混凝土攪拌機拌和與人工拌和的比較,測試坍落度,并根據坍落度及時調整各成分的量,重復實驗步驟,直至配出的混凝土滿足要求。在整個實驗過程中,教師起解疑達惑的輔助作用,學生是主體,可以極大的提高學生的積極性。
2.采用多方案實驗
傳統實驗項目如水泥強度實驗都是針對某種單一影響因素的實驗,但土木工程材料的性能指標受多因素和多條件影響,所以需要設計多方案實驗。水泥強度受水泥細度、養護條件、混合材料品種和摻量、水泥礦物組成等因素影響,養護條件如溫度不同,測出的結果也不同。不同年級測試不同影響因素下水泥強度,同一年級不同小組測試同一影響因素不同條件下水泥強度,讓學生討論各種因素及各種條件對水泥強度的影響,加深知識點的理解。
3.改革實驗評價體系
制定學生實驗評價體系,納入實驗技能考核。要求學生課堂實驗完成后,不僅要寫實驗報告,還要按照材料檢測單位格式填寫相關材料檢測報告。學生除完成實驗課的任務及實驗報告的書寫,還必須通過技能考核,才能達到實驗課及格的標準,然而,實驗項目非常多,如果所有項目都進行考核,耗時耗力,為了有效推進實驗技能考核制度,提高效率,學生采取抽簽的.方式,抽到的實驗項目必須按照國家規范流程完成,正確使用儀器設備,正確記錄實驗數據。
(二)第二課堂開放化
1.興趣小組探索性實驗
為了提高學生創新能力,興趣小組宗旨是學生自己設計實驗,提出實驗方案,查閱資料,并且獨立進行實驗,寫出實驗論文或實驗報告。學生自愿報名,自愿組合,對認真完成實驗的同學采取加學分的激勵機制。
2.實驗室開放制度探索
由教師申請實驗課題,通過學分激勵機制調動一部分同學參與進來,鼓勵學生在課余時間練習實驗儀器的操作,學生在進實驗室之前要承諾嚴格遵守實驗室規章制度,并在使用登記表上填寫詳細信息。
(三)第三課堂多樣化
通過土木工程材料實驗課的學習和探索,有興趣的同學可以積極主動加入到土木相關教師的科研中心,在教師的指導下,參與教師的相關課題,完成理論知識向課外的延伸。教師積極尋找材料檢測合作單位,帶學生到合作單位參觀實際工程的檢測實驗,讓學生了解工程中需要檢測的實驗項目、檢測的方法、檢測的儀器以及如何出具檢測報告。
三、結語
第一課堂實驗內容項目化,采用多方案實驗和改革實驗評價體系,可以較好調動學生積極性,有利于學生切實掌握該部分知識,具備實際操作技能。第二課堂興趣小組探索性實驗和實驗室開放制度探索可以開發學生創新性和邏輯性思維,帶動學生了解科研方向和科研手段。第三課堂導師制制度可以讓學生深入導師課題,切實完成科研任務。三個課堂融合體系既可以保證學生學習效果,又可以加深學生和教師間的互動。
參考文獻:
[1]張長清,金康寧.土木工程材料創新實驗教學改革的探討與實踐[J].高等建筑教育,20xx,(4):73-75.
[2]彭春元,張俊平.土木工程材料實驗教學體系改革思路[J].理工高教研究,20xx,(4):123-124.
[3]張旭賢.《土木工程材料》課程教學改革研究的探索[J].塔里木大學學報,20xx,22(1):114-117.
[4]丁鑄,孫坤,劉偉,董必欽,邢鋒.土木工程材料實驗教學組織與實施[J].實驗技術與管理,20xx,(1):116-118.
土木工程材料論文2
一、土木工程材料實驗的層次化教學模式
(一)實驗項目的層次化
三峽大學建筑材料實驗室承擔土木工程、水利工程、工程管理及建筑學等專業的土木工程材料實驗教學。原有的實驗教學存在諸多不足,經過近2年實驗教學改革的實踐,現階段該課程的實驗采用層次化的實驗教學模式,將實驗教學按實驗項目分為兩個層次:一是驗證性、設計性及少量綜合性實驗,其實驗內容對應于教學大綱的范圍,是課程學習的基本要求,此處統稱為基本性實驗,如表1所示;二是綜合性、設計性及創新性實驗項目,其內容或是課程重點或難點的綜合運用,或屬于當前相關領域的研究熱點或研究趨勢,亦或源于科研項目,并與教學密切相關的工程技術問題等,統稱為創新性實驗,如表所示2。第二層次的創新性實驗適合學有余力,且有繼續學習和一定研究興趣的學生,為選做實驗。
(二)教學組織與實施
1.基本性實驗的教學組織與實施第一層次的實驗即基本性實驗對應于教學大綱的要求,可以按照原教學模式執行教學組織與實施,在教學組織與實施過程中應注意兩個教學原則和三點教學方法。其中,“兩個原則”一是把實驗的主動性交還給學生;二是注重激發學生的實驗興趣,將學生的學習狀態由被動轉向主動,提高學生的學習自主性。通過實驗結果比較、自主選擇實驗方法、提問引導等教學方法,激發學生對基本性實驗的興趣。
2.創新性實驗的教學組織與實施第二層次的實驗,即創新性實驗的教學組織與實施方案,主要包括學生的遴選、實驗指導教師的確定兩方面。學生的遴選即是如何確定參與創新性實驗的學生。遴選時不僅應考慮學生的專業基礎與能力,也要綜合實驗室相關設備的實際情況。為了保障取得較理想的教學質量與效果,應適當控制選做本層次實驗的學生人數。從教學實踐看,每學期開展第二層次實驗的項目數以4~6項為宜,最高不超過8項,同時限定每名學生最多可選實驗項目為2項。這樣,既能保障實驗的順利進行(儀器設備數量充足、實驗指導教師到位),又能取得較滿意的教學效果。參與該層次實驗的學生比例從20xx年秋季學期的15%增加到20xx年春季學期的37%。今后,隨著實驗室建設的逐步完善(設備、師資隊伍等),這一比例也將逐步提高。但考慮到創新性實驗對學生能力的要求以及教學效果等情況,教學團隊的全體4名教師認為其比例最高不宜超過60%。實驗指導教師的確定應考慮實驗室專任教師與理論課教師的課程安排等情況,原則上以任課教師為主、實驗室專任教師為輔進行共同指導。如有特殊情況(上課時間沖突等),則應由全體教學團隊人員協商解決,或安排在周末學生無課的時段,以保證創新性實驗教學的順利進行。
3.創新性實驗教學的過程管理第二層次的實驗項目屬于選修實驗項目,通常由若干名學生,如3~5人組成實驗小組,多數實驗項目都要求學生自行查閱文獻,經交流討論、設計實驗方案后再開展實驗。這一過程既能提高學生分析問題、解決問題的能力,培養其創新意識和創新能力,也可鍛煉學生的團隊協作能力。但是,團隊合作給少數只為混學分的學生提供了可乘之機。另一方面,由于創新性實驗沒有固定的實驗課時間,且實驗總學時數也不能事先預定,這就要求指導教師應在整個實驗中,實施過程性評價方法,加強過程管理和監督。
4.創新性實驗的成績評定目前我校土木工程材料課程成績由考試成績、平時成績及實驗成績等三部分構成,各部分所占權重依次為70%、20%、10%。開設創新性實驗后,課程成績的評定既要對學生有一定的激勵,又應避免出現學生為提高成績而一哄而上、爭相選做第二層次實驗的現象。教學實踐中,根據學生的實驗態度、實驗進展及完成效果等情況,采用“優、良、中、合格、不合格”共五檔進行評定,并據此酌情額外增加學生的實驗成績。比如,當第二層次實驗的成績為“優”時,可額外增加該生的實驗成績10分,并按相應權重計入課程總成績。
(三)教學模式與方法層次化的實驗
教學新模式要求改革實驗教學模式和教學手段,以學習為中心,實驗教學內容層次化,充分利用現代化的教學手段。教師應改變自己的教學角色,確立為“學”而“教”的思想,在整個實驗教學過程中,始終以學生為中心,確保學生的主體地位。實驗內容層次化可以最大限度地調動學生的主觀能動性,提高學生的實驗技能,并有利于培養其創新意識和創新能力。教師應充分利用多媒體、網絡等現代化教學手段進行實驗教學,如制作多媒體電子教案、CAI課件以及建立課程網站等,方便學生提前預習和自學,既能提高實驗效率和教學質量,又可以開拓和豐富學生的視野與知識面。
二、層次化教學模式長期有效的保障措施
開展創新性實驗項目的教學,不僅能夠加強學生對相關內容的理解和把握,而且還能使學生較好地把握相關領域的研究熱點、研究趨勢,掌握新的實驗技術或新方法,更重要的是能夠逐步培養學生分析問題、解決問題的能力和研究興趣,有利于培養復合型人才,這也是三峽大學土木工程材料實驗教學改革的主要目的。為保證創新性實驗教學的長期穩定運行,必須采取相應的保障措施。
(一)確定合適的實驗項目
創新性層次實驗教學的首要工作是選題。選題要有創造性的因素,最好能解決一個較為復雜的技術問題,以便使學生得到較全面的訓練。選題應該優先選擇源于科研項目,并與教學密切相關的工程技術問題,使學生在規定的時間通過努力基本上能完成任務,從而鞏固、加深和擴大學生的專業知識面,增強工作技能以及創造性。此外,為保證創新性層次實驗教學的長期運行,創新性實驗項目應不斷推陳出新。從實驗教學實踐看,采取了如下途徑確定第二層次的實驗項目:引入反映相關領域研究熱點、研究趨勢,以及實驗新技術與新方法的實驗內容作為創新性實驗項目,采用與建材相關的大學生科技創新項目(國家級、省級和校級)、大學生挑戰杯競賽科技項目,以及學校設立的大學生求索創新項目等,另有少量創新性實驗項目結合教師的科研項目設置。
(二)經費來源和相關配套政策
創新性層次的實驗項目所用原料、藥品及儀器運轉與維修費用等經費開支,都應進行相應配套與完善,以形成長效機制。可以通過申請國家級、省級、校級等各級各類創新項目或科技項目,如大學生科技創新項目、挑戰杯競賽項目、三峽大學設立的大學生求索創新活動及其他項目,或從教師的科研項目中設置第二層次的實驗教學項目等形式來獲取經費支持。20xx年秋季至20xx年春季共四個學期的教學實踐中,第二層次實驗教學項目的經費來源于國家自然科學基金、湖北省教育廳科學研究項目各1項、湖北省大學生挑戰杯競賽項目1項、三峽大學設立的大學生求索創新活動2項、教學研究項目2項,以及其他橫向項目等。
(三)健全和完善實驗室管理制度
建立健全實驗室各項保障機制,包括條件保障、激勵約束機制和監督機制等。條件保障方面,要繼續加大實驗室建設力度,完善實驗室儀器設備等硬件設施。建筑材料實驗經過自20xx年秋以來的累次建設投入,實驗設備、場地及環境等都得到顯著改善,完全滿足表1、表2所列項目對實驗室硬件設施的要求。在激勵約束機制方法方面,制定和完善了相關管理政策,如:對參與創新性實驗的學生在綜合測評時適當加分,指導教師評職稱時優先推薦等。不僅吸引學生參與創新實驗,還鼓勵教師參與第二層次實驗教學。
(四)加強過程控制
指導教師要加強對創新性實驗項目的過程控制。制定相應管理制度和方法,采用中期答辯和評估、定期召開小組匯報和討論會等方式進行嚴格、規范、科學的管理,對第二層次實驗項目的教學進行有效監督與控制。定期召開小組會議可以了解實驗進度,并以實驗方案方法的完善、指導等方面開展討論,檢查學生實驗日志、實驗的收獲或思考內容、實驗分析報告等,對前期工作作出評價,提出具體建議,促進實驗小組按進度完成預定任務。中期檢查是創新性實驗項目教學過程的重要環節,院(系)組織相關教師對項目實施中期檢查,可以使學生相互學習借鑒,而專家的評價起到診斷、督促、啟發、指導作用。建立并實施以過程為導向的創新性實驗項目評價體系,同時配套相應的'激勵機制,包括設立創新學分、綜合測評加分或推薦免試研究生加分、資助論文發表等措施,營造了良好的學習氛圍,激發了學生的創新熱情。實踐表明,加強過程控制是開展第二層次實驗教學、保證教學質量的關鍵一環,通過加強對實驗過程的監督管理,取得了較好的教學效果。
(五)加強實驗教學師資隊伍的建設
建設一支責任心強、業務過硬的師資隊伍,是搞好實驗教學改革,提高教學質量的基本保證,也是適應高校培養應用型創新人才的需要。通過相關政策與制度,吸引教師積極參與實驗室建設和實驗教學工作,同時支持他們參加各類實驗技能培訓,增強業務能力,使其能勝任不斷推陳出新的創新性實驗項目教學。目前,學校和學院均制定了相關政策,要求教師積極參與實驗室建設,經常參加相關的實驗技能和業務能力培訓,并將這兩點作為教師職稱申報時的必備條件之一。目前執行情況良好,促進了實驗教學的師資建設。
三、層次化實驗教學的實踐效果
經過20xx年秋季學期至20xx年春季學期共4個學期的教學實踐,取得的效果表現為以下3方面。
(1)提高了學生的實驗技能,加深知識理解,擴展知識體系。學生根據創新性實驗項目和要求,自己查閱相關資料,進行實驗方案設計和實驗,啟發和引導學生獨立解釋實驗現象、分析實驗結果,最后以書面報告或小論文的形式進行交流,使學生得到全面、綜合的實驗技能訓練。同時,更深入地了解和探討實踐與理論的異同,加深了相關知識的理解與掌握,擴展了知識體系。
(2)通過采取各種激勵和條件保障措施,營造了促進學生積極主動學習的氛圍,激發了學生的創新熱情,取得了較好的效果。20xx年秋開始實施土木工程材料層次化實驗教學以來,在20xx年成功申報2項校級求索創新活動項目(20xx級土木工程專業學生),20xx年開展的創新實驗項目“摻磷渣活性粉末混凝土的制備”獲湖北省第九屆“挑戰杯”大學生課外學術科技作品競賽二等獎。同時,學生依托創新實驗項目在國際會議上公開發表學術論文2篇:《粉磨時間對磷渣粉活性的影響》于20xx年11月發表在兩岸四地高性能混凝土國際研討會論文集,
(3)學生掌握了自主學習方法和能力,培養了團隊協作精神和能力。學生在創新實驗過程中,逐步學習和掌握解決問題的方法,同時,培養了團隊合作精神和能力。
四、結語
實踐教學是高等院校提高學生實踐技能,培養其創新能力和職業適應能力的重要手段。土木工程材料實驗實行層次化的教學模式,不僅促使學生熟練掌握相關理論知識,補充和深化知識、拓寬知識面,而且通過開設第二層次的創新性實驗,還能使學生較好地把握相關領域的研究熱點、研究趨勢,熟悉新的實驗技術或新方法,更重要的是,逐步培養學生分析和解決問題的能力和研究興趣,有利于培養創新型人才。以三峽大學“土木工程材料”實驗的教學改革為例,將實驗教學項目分為基礎性實驗和創新性實驗兩個層次,從教學項目的層次化、教學組織與實施、教學方法等方面,闡述了“土木工程材料”實驗的層次化教學模式,提出了實現該教學模式長效機制的保障措施,涉及實驗項目選題、經費來源、過程化管理、實驗室管理制度及實驗教學的師資建設等5個方面。
土木工程材料論文3
一、當前我國土木工程施工中材料選擇方面存在的不足之處
通過相關的數據統計分析,我們發現目前在土木工程施工當中,人們在施工材料的選擇上還存在著許多的問題,這不僅對整個土木工程的施工質量有著嚴重的影響,還降低了工程的效益,使得土木工程的施工難度提高。而在土木工程施工中,材料方面選擇中存在的問題主要表現在以下幾個方面:
1.1在材料管理過程中缺乏專業的人才,或者管理人員整體素質不夠高。在對土木工程進行質量控制管理的過程中,管理人員的專業能力和綜合素質都存在著一定的不足,這就使得人們在對施工材料和質量控制的過程中存在著許多的問題。這就導致整個工程施工的質量存在著許多的問題。而且部分施工單位在發展的過程中,并不重視人才的培養,這就導致工程施工的質量受到嚴重的影響,降低了整個土木工程的施工質量,使其經濟效益得到了很好的保障。
1.2材料管理制度不能夠落到實處,只停留在形式層面,甚至沒有管理制度。目前人們在對工程施工材料進行管理的過程中,管理制度的實施有著十分重要的意義,它不僅可以保障工程項目管理工作的有效進行,還保障了施工材料的質量。不過,我國部分施工企業在經濟發展的過程中,只重視眼前的'經濟利益,而忽視了管理制度的建設,這就導致整個工程項目的質量管理工作受到了嚴重的影響,這就使得人們在土木工程施工的過程中,存在著許多的弊端,進而使得土木工程的施工質量,無法滿足工程施工的相關要求。
1.3材料管理方法缺乏創新,過于落后,很難滿足時代的發展需求。隨著時代的不斷進步,傳統的材料管理辦法已經無法滿足當前土木工程施工的相關要求,因此我們就需要對其進行相應的創新和完善,以確保土木工程的施工質量。但是在實際施工中,大多數施工企業都缺乏創新精神,還是采用傳統的材料管理辦法來對其進行處理,這就使得土木工程的施工材料難以得到很好的保障,從而給整個工程的施工質量帶來了嚴重的影響。
1.4材料選擇的方法不夠規范,選擇過程存在較多的漏洞,監督力度不夠。在實際的土木施工過程中,一般情況下施工單位會設立一個獨立部門負責選擇和采購施工材料,而期間對采購過程缺乏自始至終的監督和管理。由于管理力度不足,如果某些人員的自身素質較低,為了謀取個人私利,極有可能在采購過程中中飽私囊,欺上瞞下,這樣不僅會造成工程的質量大打折扣,還會對企業的形象造成極大的損害,帶來許多無法挽回的損失,在加強工作人員素質的同時,企業也應該完善自身監督管理制度,讓那些謀求私利者無縫可鉆,保證材料選擇工作的正常進行。
二、在實際土木工程施工過程中應該如何做好材料選擇和質量控制工作
在實際施工過程中,所選擇材料的質量的高低,直接影響著工程的質量,關系到了施工企業的形象,而且會對施工進度和施工成本造成很大的影響,為了保證施工質量和進度,需要對材料和選擇和質量的控制進行嚴格監督,可以從以下幾個方面來努力:
2.1施工單位要注重對專業人員的培養,提高人員的綜合素質。管理人員的素質高低對于材料的選擇和質量控制有重要的決定作用。單位領導階層要加大對人才的重視程度,注重對人才的培養。不僅要加強對人員的基礎知識和專業知識的培養,還要加強對其職業道德素質的培養。同時對相關工作人員要進行定期的考核審查,建立完善的選拔和考核制度。通過對工作人員的培訓,可以極大地提高工作效率,保證管理工作的規范。
2.2建立和健全相關管理制度體系,將管理工作落到實處。控制好材料的質量對工程的施工質量有十分重要的意義,同時對維護單位形象也有很大的促進作用。企業單位要落實管理工作,建立和健全相關的管理制度體系,保證材料的質量,才能保證施工質量。建立相關的管理制度體系,就要規范相關工作流程,明確人員職責工作,約束相關工作細節等等。
2.3對相關管理方法不斷地進行改革和創新,建立科學化信息化的管理方式。當今社會是信息化社會,計算機技術被廣泛地應用在各個領域當中,所以對材料的也應該建立起信息化管理模式,充分發揮出計算機的優勢。同時單位要注重創新,不斷培養員工的創新精神,不斷地對管理方法進行改革和創新,要做到與時俱進,緊跟時代變革的步伐,使制度能夠更好地為管理工作服務。建立科學化信息化的管理方式,可以極大地節約人力資源,做到資源的充分有效利用。
2.4健全材料的選擇采購管理機制,提高采購部門人員的素質,加大監督管理力度。施工單位要健全材料的選擇和采購管理機制,建立單獨的采購部門,同時要注重提高采購部門工作人員的素質,防止出現謀求私利、以次充好的現象出現。建立健全統一的采購管理機制,可以約束人員的不良行為,使其能夠盡心盡力為企業單位工作,從而保證所選材料的質量和施工質量。同時企業要加大監督管理力度,嚴格規范員工行為。
三、結束語
總而言之,在當前我國土木工程建設施工的過程中,對施工材料的選擇和質量控制有著十分重要的意義,這是保障整個工程施工質量的基礎內容之一。不過,從當前我國土木工程施工的實際情況來看,人們在施工材料選擇的過程中,還存在著許多問題。為此我們還要采用相應的技術手段來對其進行處理,以確保工程的施工質量。
土木工程材料論文4
引言:
在目前被應用在土木工程建設中的復合材料的種類上來看,一種新型的符合材料成為了工程施工建設的寵兒,被廣泛地應用在了建筑建造過程中去,這種材料被稱之為FRP,它具有相當輕的重量并且成型方式十分的簡便,硬度強度方面也完全符合要求,還具有較強的耐酸耐腐蝕性的特點,其經久耐用的同時還兼備了方便施工的優勢,和傳統在建筑建造過程中使用的鋼材和混凝土材料是截然不同的,由此可見其具備有十分長遠且良好的經濟發展前景。
一、FRP的概念與FRP在施工過程中的作用
我們所說的復合材料,其實利用各類材料的物理和化學性質來進行運用和融合從而達到將兩種乃至兩種以上的不同性質的材料合并到一起的材料,為建筑工業帶來了不少的可能性,因為通過該項研究的發展,我們不僅是將材料進行復合處理達到了性能互補的效果,還時常在原有基礎上開發出了新的性能。其優勢就在于能夠比單一地運用某些材料要來的更加全能并且更能滿足不同的建筑建造應用需求。
而剛才所說的FRP復合材料嚴格意義上來說就是一種纖維增強復合材料,并且從歷史發展角度來說,FRP復合材料的發展起源是在很久以前就已經出現了雛形了,大約是在二十世紀五六十年代的時候,就有學者開始嘗試將纖維增強復合材料在民用建筑的施工過程中進行應用了,例如二十世紀六十年代時的英國教堂建筑尖頂就采用了玻璃纖維增強復合材料,并且該類型的材料還被利物浦用作搭建人行天橋,我國則是在二十世紀七八十年代才對這種類型的材料進行了一定規模的使用。
FRP復合材料可以在各類建筑建造過程中所采用的某些結構部件的表面實施附著從而達到一定的受力效果,主要目的是在土木工程建設中輔助加固材料并加大其受力的范圍。在很早以前我們的土木工程建設中通常是利用復合材料來在內部進行加固和防潮的作用,避免建筑物因為天氣的原因經過長時間的裸露影響而導致外部的鋼筋生銹和腐蝕。所以提前將具有纖維性質的復合材料來對內部進行附著從而起到一定的防護作用。
那么碳纖維性復合性材料的出現則極大地幫助了對橋梁進行重新穩固的建設過程。在后期碳纖維性復合材料的研究范圍不斷的被拓展的過程中,其針對各類不同的建筑物實時建設過程中的影響也不斷地在增強。與此同時,FRP復合建筑材料的技術結構形式在建筑行業中的實際作用也在發生著翻天覆地的變化,FRP復合建筑材料不僅僅能夠在各類不同的建筑物內部進行粘貼和纏繞,還用于支撐現代交通建設的橋梁和地下隧道的鋪設等等,其技術結構形式正以豐富的變化展現在人們的日常生活中,存在不同形式的各種建筑物的各種結構中保持加強建筑穩定性的作用,尤其在以鋼結構為主體的建筑加工方面的用途是在所有的建筑施工材料中都遙遙領先的'。
二、FRP復合材料優缺點分析
首先,我們要說一下F R P的纖維比重和重量方面的特點,從重量上來說是比較輕盈的,而纖維比重則相對于其他單一的建筑施工材料要更大,強度也會比較高,從它的物理特性來說是可以有效的替代鋼筋的一種復合材料并且可以避免鋼筋所會出現的容易受水汽氧化腐蝕的情況,有效地對建筑的框架結構實施保護,防止其受到不可抗應力例如溫度濕度的破壞。
其次,FRP復合材料可有效的控制建筑建造的成本,節省相關費用的同時將時間花費的成本盡可能地進行降低,針對部分特殊工程提出的無磁性要求也可以很好地滿足,而鋼筋材料是做不到這點的。
所以綜上所述,我們常見的被應用在實際的建筑建造過程中的FRP復合材料結構可以分為下面幾種結構類型,首先是FRP橋面體系其具有能夠提高道路橋梁對于外部環境的抵抗作用,并且延長道路橋梁的使用壽命的優點,被廣泛地應用在了道路橋梁交通建設當中,其還能夠降低橋面的整體重量,增加道路橋梁的穩固性。
其次則是FRP輕質橋梁,FRP輕型橋梁是被大部分應用在人行天橋的使用過程中的,該類型橋梁采用的全部都是FRP復合材料,有效地降低了橋梁工程整體上部構造重量并且縮短了施工工期。
FRP復合材料所建設的橋梁與傳統的橋梁承受力情況有很大的不同,其缺點是雖然承載能力相對比較強,但是其剛度的情況并不理想,而且由于FRP的受力特點是以線性設計為中心的,在完全破壞出現之后,整個材料的架構會出現明顯的變形狀況,這些都是FRP復合材料比較明顯的缺點。
三、結束語
跟隨著近年來的發展趨勢,土木工程建設中的用量和制造過程逐漸的精化和細致,我們的建筑結構形式趨于多樣化的當下,對于復合材料的研究還有很大的發展空間,另外針對以往所存在的弊端也要進行認真的總結和核查,并提出相關的在復合材料方面的改良措施,相信會有很大的進步。
參考文獻:
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土木工程材料論文5
1FRP復合材料的發展與應用
1958年,我國因鋼材短缺,曾探索過用GFRP筋代替鋼筋的研究。20世紀七八十年代,FRP在結構工程中的應用與研究逐漸增多。1972年在云南建造了一座直徑為44m的球形GFRP雷達天線罩。1982年在北京密云建成了跨徑20.7mGFRP簡支蜂窩箱梁公路橋,設計荷載等級為汽-15、掛-80,并進行了現場荷載試驗,這是國際上第一座GFRP公路橋。此后,FRP材料,尤其是價格比較便宜的GFRP,在工結構程中應用的范圍越來越廣。但是這些應用大多數都是附屬性、臨時性的構件,FRP材料的優越性能沒有得到充分發揮,即使用FRP作為結構材料也都是嘗試性的,沒有形成規模。同時,多數的土木結構工程師不了解FRP材料性能和設計方法,大大限制了它在土木工程結構中的應用和推廣。
2FRP復合材料在土木工程中的實踐效果
2.1用于結構加固
我國對FRP加固技術的研究始于1997年,中冶建筑研究總院有限公司(國家工業建筑診斷與改造工程技術研究中心)于1997年10月進行了國內首批外貼碳纖維布加固梁試驗。隨后在短短幾年中,外貼FRP片材加固技術已成為全國土木建筑行業研究和應用的熱點,很快為市場所接受,而市場的擴大使材料的成本大幅下降,這為FRP材料在建筑中的應用發展提供了更大的可能,在我國已迅速發展成為建筑結構補強加固的主要技術。至20xx年,國內從事FRP試驗研究及技術開發的科研單位幾十所,用于土木建筑行業中的碳纖維制品生產銷售的廠家幾十個,從事于碳纖維加固補強的專業公司上百個,已經形成了相當大的研發、生產、設計、應用的社會群體。目前FRP材料在土木建筑中的應用以加固鋼筋混凝土結構為主,加固的形式又以外貼FRP片材為主,但FRP技術在砌體結構、鋼結構、木結構中的應用,以及采用FRP筋材、網格材、預應力FRP片材加固技術的應用已有很多,新的應用形式、新的產品、新的規范規程的研究正在世界各地廣泛開展。
2.2FRP筋在新建結構中代替鋼筋
傳統鋼筋混凝土結構中配置非預應力和預應力鋼筋,在處于惡劣環境條件時,如干濕交替、化學介質等作用下,極易引起鋼筋的腐蝕,嚴重影響結構的'耐久性和適用性,甚至導致結構承載能力的降低。相比之下,防腐性能好、粘結性能與鋼筋相差不多且抗拉強度高的FRP筋成為代替鋼筋的一個較好選擇。20世紀80年代初開始,FRP筋逐漸大量應用于有特殊性能要求的結構物中代替鋼筋,如有磁共振醫療設備的建筑及海堤、工業廠房屋面板等受嚴重化學侵蝕的結構物中。1985年,美國SanAntonio醫院大樓的MRI設備的樁、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年,SanAntonio的大學建筑中的邊墻和鋼筋混凝土梁中配置了GFRP筋。FRP筋的另一個應用對象是巖土工程,目前已用于因潮汐變化等干濕交替的擋土墻、地基錨桿及地鐵沉井等工程中。
2.3FRP結構及組合結構
由于FRP材料具有高強、輕質、耐腐蝕等優點,FRP結構和FRP組合結構的應用也日益受到工程界的重視。
(1)早期試驗性的FRP結構
20世紀60年代,英國已開始生產GFRP復合材料的屋蓋結構,運往中東和北非建造使用,1968年一個采用GFRP夾心板與鋁質骨架的圓頂結構建于利比亞Bengazhi;1972年阿聯酋的Dubai國際機場,采用GFRP傘狀屋頂。20世紀70年代及80年代初期,英國的一些建筑采用了GFRP作為除梁柱以外的承重或半承重構件。1974年,第一個全復合材料建筑在英國Lancashire落成,外形為三棱錐體組成的空間結構。早期的FRP結構,大多帶有一定的試驗性質,尚未在土木工程中形成規模。
。2)橋梁工程中的FRP結構構件
隨著FRP生產技術和產品形式的迅速發展,FRP結構在橋梁工程中得到迅速發展。英國、瑞士、丹麥、日本、美國及中國等國家,均成功建造了一系列全FRP結構的人行天橋。同時,FRP結構也被應用于承受較大反復動載的公路橋梁中。1982年,我國在北京密云建成了一座跨徑為20.7m的GFRP蜂窩箱梁公路橋。1994年,英國建造的BondMill橋采用GFRP拉擠型材組合而成,是一座可通過40t卡車的活動橋。1996年,美國堪薩斯州Russell架起了第一座采用FRP橋面板的公路橋。此后不到十年的時間里,采用FRP橋面板的中小型橋梁在美國已有數十座。FRP橋面板還被用于替換老化的混凝土橋面板。此外,FRP索還可替代鋼索用于斜拉橋和懸索橋。
3FRP復合材料在土木工程中的實踐展望
眾所周知,FRP作為一種新型的結構材料,已經廣泛的應用于土木工程中,其所具備的多種優良的特性,也使其成為了應用前景較為廣闊的、有待于我么進一步探索與研究的材料。由于FRP復合材料在我國土木工程具體實踐中應用的十年還較短,因此,我們在很多方面還沒有積累出較成熟的經驗,包括理論和實踐。在未來一段時間內,不斷的提高FRP材料的性能以及降低其成本造價是亟待行業內諸多人士共同探索的一個重要課題,以便利于FRP材料在土木工程中得到越來越多的推廣與應用。
土木工程材料論文6
摘要:土木工程材料是土木工程專業的基礎必修課。在其有限的教學課時內實現對大學生創新思維的培養是該課程教學改革的關鍵突破口。在理論教學中引入網絡數據資源,將學術前沿、雙語教學及創新引導集為一體,在此基礎上,建立配套的實驗教學設計方法及大學生創新實驗基地,可以實現土木工程材料課程理論創新與實踐創新的統一。
關鍵詞:高校;土木工程材料;創新人才
“土木工程材料”作為土木工程專業的一門重要專業基礎課,不僅與混凝土結構設計原理、高等建筑結構等專業課緊密相連,更與學生未來的工作或深造密不可分。該課程的主要教學任務是培養學生合理選擇和正確使用土木工程材料的能力,使學生掌握常用土木工程材料的檢測手段、實驗原理、驗收中的規定,了解材料在儲運中應注意的問題以及防護的原則,了解材料的發展趨勢。土木工程材料的課程特點是知識面廣、內容龐雜、學科交叉大、邏輯性差、理論性強、實踐性也強[1],一味地采用“填鴨式”教學,會讓學生感到枯燥、乏味,驗證性試驗的開設更讓學生收獲甚少。根據國家《“十二五”科學和技術發展規劃》[2],創新型人才是我國未來發展的關鍵,創新能力的培養是在平時的教育和學習中一點一滴積累而成,高校各專業各課程的創新能力培養是創新人才培養的基礎,在課程教學中為本科生參加科研活動創造條件,突出培養各級在校學生的科學精神、創造性思維和創新能力,更是創新人才培養的關鍵環節。土木工程材料的課程教學包括理論教學、實驗教學及實踐教學三部分,理論教學僅32學時,實驗教學僅8學時,實踐教學為課外完成部分,已有的教學內容安排頗為緊張,在此基礎上,增加額外的學習內容,只會讓課程更加冗長,影響學生的學習興趣。基于此,在內蒙古科技大學校級教改項目的支持下,筆者就如何在有限的教學課時下最大限度地引導學生創新思路的培養進行了探索。
一、土木工程材料理論教學的創新切入點
。ㄒ唬⿺祿䦷熨Y源與理論教學的結合
了解學科發展前沿是創新能力培養的基礎。在網絡信息化社會,可利用資源豐富,但思維活躍的大學生卻無法最大限度地利用網絡資源。將圖書館的數據庫資源、谷歌或百度的學術數據庫資源與理論教學相結合,不但可提高學生的學習興趣,引導其創新思維,更可為其深造打下基礎。例如,混凝土的耐久性章節,混凝土的耐久性包括哪些內容;如何評價混凝土的耐久性;實際工程中如何提高混凝土的耐久性?赏ㄟ^以下方式化解知識的乏味。第一,進入中國知網搜索首頁,輸入關鍵詞“混凝土耐久性”時,搜索結果中《混凝土材料耐久性指標研究》和《混凝土耐久性的研究、應用和發展趨勢》正是對課堂內容的補充和擴展,《吉林省西部地區鹽漬土環境下混凝土耐久性研究》《減水劑對混凝土耐久性影響的研究進展》等論文在課堂上不用打開詳細瀏覽,只需使學生了解題目,并進行引導,例如基于《吉林省西部地區鹽漬土環境下混凝土耐久性研究》,提出內蒙古冬季凍害環境下混凝土的耐久性研究問題,讓學生作為課堂作業完成;或者基于《減水劑對混凝土耐久性影響的研究進展》,引導學生思考已學的幾種減水劑對混凝土耐久性的影響;或者在學生掌握基本知識的基礎上,根據學生感興趣的問題引導其參加大學生創新實踐活動。第二,為打開學生的學習思維,可用互聯網網頁輔助學習。如百度學術、谷歌學術等。學生可根據被引量的高低明確當前的研究熱點,并可根據相關搜索詞擴展混凝土耐久性的相關知識點,并與課堂內容緊密相連,如鋼筋銹蝕,混凝土碳化、滲透性等都是混凝土耐久性的研究內容。
。ǘ⿲W術前沿與理論教學的結合
在不增加現有教學課時的基礎上,將學術前沿與基礎知識教學融會貫通,是提高學生學習興趣,培養學生創新意識的有效途徑。當代大學生課外知識面廣,好奇心強,將課堂中提到的學術前沿與課外創造相連,更能培養其研究與創新能力。例如在功能性及綠色智能化土木工程材料章節,除傳統的.防水、保溫隔熱、吸聲隔聲及綠色建材外,可引入目前研究較熱但未進入教材內的自修復混凝土、導電混凝土、融雪化冰混凝土等;炷磷鳛槭褂昧孔畲蟮某兄亟Y構材料,加入自修復粘結劑,可使其對損傷破壞產生自修復和再生的功能,具備機敏特性,成為智能混凝土;加入導電纖維或填料,使其具備壓敏或拉敏特性,可作為功能元件,用于結構健康監測或交通探測;對該種混凝土通電后,使其具備電熱特性,用于融雪化冰,可解決因撒布除冰鹽導致的混凝土耐久性降低的問題,還可解決機場跑道的安全問題。這些新穎的學術前沿知識不會增加教學課時,但卻能將混凝土的各項性能,如物理性能、力學性能、耐久性等緊密結合在一起,有助于學生掌握基礎知識的同時,拓寬其視野。當然,此部分知識點的講授更不適合于灌溉式教學,除采用前述中提到的中國知網數據庫資源或者百度學術資源引導學生探索外,還可采用課間播放視頻的方式進行,如TED演講視頻———一種自我修復的瀝青,及融雪化冰混凝土試驗視頻等。
。ㄈ╇p語教學與理論創新的結合
為使學生接觸到最新的科學知識,雙語教學已成為大學專業課程教學改革的趨勢。但限于土木工程材料的教學課時,只能在課件中標示出專業詞匯,此時,將專業詞匯與百度或谷歌學術檢索相結合成為啟發學生創新意識的重要突破點?蓪⑾嚓P知識搜索結果中的一篇文章作為學生的課堂作業,讓其進行翻譯并思考。
二、土木工程材料實驗教學的創新切入點
土木工程材料實驗教學在該課程中占有舉足輕重的地位,更是培養學生創新創造能力的源泉。將理論教學與實驗教學合并,加強實驗教學的綜合性和開放性的同時[3-4],更應探索創新性實驗設計方法及大學生創新實驗基地的建立。
。ㄒ唬┨剿鲗嶒炘O計方法
在要求學生掌握基本實驗技能的同時,綜合利用已有知識,創造性地進行實驗是該課程實驗教學改革的目的,使已經開設的驗證性實驗項目逐步向綜合性和設計性實驗項目轉變。目前,內蒙古科技大學土木工程材料課程實驗環節的規劃已根據創新性思路進行調整,主要內容如下。第一,水泥基本性能實驗。在確保學生準確掌握水泥膠砂強度、標準稠度用水量、凝結時間、體積安定性基本概念與規范操作的基礎上,征集學生在試驗過程中有疑義的問題如攪拌速度、養護溫濕度、水泥水化進程等,讓學生在完成試驗報告的過程中查閱相關資料解答其中感興趣的問題。第二,增設特種水泥的實驗。此部分為開放性實驗,不占用實驗學時。如油井水泥,對比分析并討論實驗效果的不同,進而引導有想法的學生探討油井水泥應用中存在的問題及其解決措施。第三,在砂石實驗部分,增加標準砂細度模數的測定,并增加不同細度模數砂的設計試驗。如連續級配、間斷級配及單粒級設計,并將其用于配制同等級別的混凝土,對比性能指標的變化,引導學生分析現象。第四,在混凝土配合比設計部分,除普通混凝土外,鼓勵學生利用實驗室現有條件嘗試制備特種混凝土,如泡沫混凝土、智能混凝土等。第五,在混凝土強度實驗部分,不同組的學生可制作不同尺寸的試件,或同尺寸不同配合比的試件,進行對比研究。第六,加設開放試驗環節。鼓勵學生實踐新思路、新想法。并為可行性較強的實驗思路落實條件。為保證實驗改革部分達到預期效果,能夠真正促進學生創新思維的開發,將此部分放入作業考核環節,以作業成績計入最終綜合測評成績。
。ǘ┙ㄔO大學生創新實驗基地
創新型人才是指能夠利用所學知識解決實際工程問題,并對現場新的工程情況的解決做出有突破性、創造性貢獻的人才。有目的地對其進行訓練與鍛煉,是大學生成長為創新型人才的必經之路。全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽、全國混凝土設計大賽等賽事的舉行為學生的創新提供了練武之地,與此同時,學校還設立了大學生科技創新基金等鼓勵大學生的創新;诖,土木工程材料課程可完成由理論引導到實踐參與的創新人才培養一體化設計,并已經初見成效。在不影響土木工程材料現有教學大綱的基礎上,充分發揮理論教學及實驗教學在創新型人才培養中的作用,是土木工程材料課程改革的要點。數據庫資源的利用,可在激發學生學習興趣的基礎上,使其掌握基本的知識檢索方式,更可拓寬其知識范圍;開放式地引入學術前沿,可在激發大學生創造能力的同時,為其深造打下良好的基礎;雙語教學的引入可將大學生創新平臺與世界同行發展接軌;在理論引導的同時,探索創新型實驗設計方法及大學生創新實驗基地的建立顯得尤為重要。
作者:董素芬 單位:內蒙古科技大學
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土木工程材料論文7
摘要:為提高土木工程專業材料力學的教學效果,針對教學過程中發現的一些問題,在教師隊伍專業性,教學內容時效性、拓展性,教學手段結合性、細節性,教學方法靈活性,實驗教學層次性,課程考核多樣性六個方面作出了有益的探索和嘗試。實踐表明:這些教改措施增強了學生的學習興趣、學習動力、動手能力、解決實際問題的能力,有利于土木工程專業材料力學教學質量的提高。
關鍵詞:土木工程;材料力學;教學改革;教學內容;課程考核
引言
材料力學是固體力學中最早發展起來的一個分支。一般認為,1638年,意大利著名數學家、天文學家、理學家伽利略出版的名著《關于兩門新科學的談話和數學證明》標志著材料力學的開端。書中,首次提出了材料的力學性質和強度的計算方法。對于土木工程專業來說,材料力學是一門非常重要的專業基礎課。其以解決材料的強度問題、剛度問題、穩定性問題為總綱,具有較強的理論性和實踐性。
一、現狀及存在的問題
目前,國內各高校土木工程專業多選用張如三、孫訓方、劉鴻文主編的《材料力學》作為指定教材,或者選用在這三本《材料力學》基礎上重新編寫的教材。采用的課堂教學方法基本都是從簡單的拉伸(壓縮)、剪切、扭轉和彎曲四種基本變形開始,然后歸納到一般的應力應變狀態分析與強度理論、組合變形以及壓桿穩定問題。在講授完課堂相關理論知識后,由實驗指導教師指導學生進行軸向拉伸、壓縮以及平面彎曲等實驗?傮w上,土木工程專業的材料力學教學內容已經比較穩定,課堂學時一般在60~74個之間,實驗學時一般在4~8個學時之間,學分在3.2~4.0分之間。針對材料力學的教改問題,很多同行進行了研究,也取得了一定的成果。但結合我們前些年的教學實踐,也發現了一系列的問題,具體如下:
1.教師隊伍缺乏專業性。材料力學是土木工程專業、機械類專業、信息類專業等很多工科專業都開設的一門專業基礎課,因此很多學校(包括作者所在學校前些年)均統一安排基礎學部的力學教師來講授材料力學。從學校層面講,這樣安排節省了教學資源,便于統一管理。但弊端是基礎學部的教師對土木工程專業缺乏深入的了解,不能將材料力學中的相關理論和實際土木工程相結合,這就導致了學生學到的知識僅限于書本上,不知究竟學到了什么,很難提升學習興趣。
2.材料力學理論性較強,概念多,公式多,計算多,內容多,學生接受困難。材料力學章節多,內容多,各章之間連續性相對不強。本身理論性、抽象性又較強,很多概念,如應力、應變等,學生第一次接觸,若采用傳統的講授式教學,不輔以必要的手段,在有限學時內,很難理解其本質,降低學生學習的主動性和積極性。
3.教材的發展相對落后于規范。目前,我國土木行業的規范體系中,如鋼結構設計規范、混凝土結構設計規范等,除疲勞計算外,均基于近似概率極限狀態設計法進行強度、穩定等校核,而材料力學中仍主要采用容許應力法,若完全按照教材講解,學生所學知識與當前工程實踐、新理論相差甚遠,會誤導學生。
4.實驗教學流于形式、學生不重視。材料力學的實驗基本是在課堂教學講授完相關理論之后進行,相關實驗基本為驗證性實驗,有些甚至僅由教師給學生演示一遍,學生僅需觀看不需要自己動手驗證,最后學生上交實驗報告就算是完成了實驗教學。實驗教學淪為一種“形式主義”教學,不僅提高不了學生的興趣,有時甚至被學生認為是耽誤了有限的課堂教學時間。
二、材料力學教學改革建議
針對材料力學教學實踐中發現的問題,經過實踐,作者提出了一些針對性的建議,具體為:
1.教師隊伍注重專業性建設。充分意識到教師在教學過程中的主導及組織作用,選擇具有較高學術水平、豐富工程背景的土木工程專業教師講授材料力學課程,這樣教師可以實時地把材料力學教學內容與工程實踐結合起來,比如材料力學中梁構件的支座可分為可動鉸、固定鉸、固定端支座,但我們工程中的主梁一般支承于柱上,次梁一般支承于主梁上,那工程中實際中的梁對應的支座又是那種呢?對于鋼筋混凝土梁構件來說,當梁端部承受負彎矩,上部混凝土受拉開裂,如梁上部不配置縱向受拉鋼筋,即可允許梁端發生轉動,進而釋放掉負彎矩,這樣一般就可認為是固定鉸;反之,若梁端上部配置了足夠多的縱向受拉鋼筋,那計算時就可以簡化為固定端。通過專業老師的講授,使學生切實體會到材料力學和工程實踐的密切關系,進而激發學習的興趣。
2.教學內容注重時效性、拓展性建設。在對教學內容不做較大修改的前提下,教學時注重時效性,與現行相關規范作比較,如軸心受拉構件的強度計算公式,材料力學中基于容許應力法的表述為公式(1)、鋼結構設計規范中基于近似概率極限狀態設計法的表述為公式(2)。NAn≤[σ](1)NAn≤f(2)式中,N為構件受到的軸拉力;An為構件的凈截面面積;[σ]為許用應力,Q235鋼材一般取150~170MPa之間;f為鋼材的抗拉強度設計值,Q235鋼材一般取215MPa(板件厚度小于12mm)。從表面上看,公式(1)和公式(2)的區別僅為[σ]和f。但實際上公式(1)基于容許應力設計法,要求結構在標準荷載下產生應力不得超過材料的容許應力[σ](容許應力[σ]由材料的極限應力除以一個大于1的安全系數得到),因此可知,式(1)中的N是由標準荷載產生的軸拉力。近似概率極限狀態設計法設計公式(2)是用荷載或荷載效應、材料性能和幾何參數的標準值附以各種分項系數,對于不同重要性的結構,尚應考慮結構重要性系數,即式(2)中的N是由荷載設計值(荷載標準值乘以相應的荷載分項系數)產生的軸拉力,f是由材料強度標準值除以抗力分項系數得到。除注重教學內容與現行規范相結合外,教學過程中我們也強調力學知識的拓展性,即材料力學中的相關知識不僅在土木工程中應用,在生活中也有大量應用,諸如食品包裝袋上預留一個小豁口、如何吃火腿腸、冬天水管為什么會被冰脹裂、撐桿跳運動員使用的撐桿的變化(由木桿、竹竿、金屬桿等逐漸過渡到現在用的玻璃纖維桿)、香蕉球的力學原理、彈簧秤的力學原理等等,通過這些生活中的具體問題,使缺少工程實踐的學生從生活案例中理解材料力學概念,讓學生意識到材料力學就在我們身邊,并逐步引導學生自己去發現材料力學在生活中的`應用,進而提高學生的學習興趣。
3.教學手段注重結合性、細節性建設。本文著重介紹的是作者采用多媒體課件教學時,認為應該注意的一些細節性問題。(1)多媒體課件形聲、動畫兼備,對于抽象的應力、應變、變形過程等更容易展示出來,學生也容易理解,但制作課件時要注意排版、字體大小、顏色等,最好多圖片少漢字,能用動畫表述不用文字描述。排版不宜過于花哨,否則會喧賓奪主,學生會把過多的注意力放在課件上,而不是教學內容上。(2)多媒體課件內容選擇上,輻射面要廣,不僅包含教材上的知識,尚應涵蓋教材沒有涉及到的知識。但除重點內容外,一般不必過于詳細,否則學生會認為“課件”就是材料力學,降低他們主動學習的積極性。細節決定成敗,一個好的多媒體課件可以讓學生在愉悅中掌握知識,優化課堂教學,提高教學質量。
4.教學方法上注重靈活性建設。為改善傳統的教師講、學生聽這種學生“被動學習”的教學方法,將“啟發式學習”“學生自主學習”與傳統的教學方法相結合,引導學生積極思考,增強了教與學的互動,使學生參與到教學活動中來,而不是被動地接受!皢l式學習”的核心是引導學生學習,結合材料力學每章節課程內容,教師在導課時都結合具體的工程案例或相關科研成果,首先讓學生知道要學什么,相關的問題在哪?帶著問題去學習,學完相關內容后,師生共同對問題進行歸納總結,加深學生對學習內容的理解。比如在講解壓桿穩定問題時,教師首先提出問題:僅長度不同的鋼柱,其余均相同,哪個承載力會高一些呢?學生從生活常識的角度一般能知道短柱一般承載力會高一些,但不知道原因在哪兒。在講解完壓桿穩定問題后,學生就知道原因所在了!皩W生自主學習”就是給學生站上講臺并充當教師角色的機會。材料力學課程安排中一般會有2~4個學時的機動課時,我們利用這幾個學時的時間,讓學生站上講臺,規定每個學生授課時間一般在8分鐘左右,從授課章節、多媒體課件制作、素材收集等等全部由學生自主完成,在“學生教師”授課的過程中,教師充當學生,最后由教師進行點評。以前,教學過程中,我們一般把這幾個學時安排成答疑,效果并不理想。基于此,我們把答疑全部改為課下進行,不占用課堂時間,把節約下來的課時用來給學生展示,這樣提高了他們學習的主觀能動性和在眾人面前表達自己的能力,也讓他們體會到了教師工作的辛苦。
5.實驗教學注重層次性建設。針對之前實驗教學的弊端,我們作了如下改進:(1)除實驗室專門配備的教師外,要求材料力學授課教師全程參與實驗教學。(2)將實驗分層,第一層次為基礎性實驗,包括拉伸、壓縮、平面彎曲實驗。第二層次為綜合性實驗,可以由學生自擬題目或結合教師個人科研項目確定。(3)基礎性實驗教學過程中,授課教師首先把與實驗有關的多媒體課件等相關素材提供給學生。進入實驗室進行實驗時,由實驗室教師對授課教師事先提供給學生的素材(多媒體課件等)進行詳細講解,并預留下一些問題。因學生課下已經做好了預習,這樣有效地節省了準備時間。為提高學生的動手能力,實驗按每2~3人一組進行分組,撰寫實驗報告時,學生除需對實驗數據進行整理分析外,尚需對實驗室教師預留的問題進行解答。對實驗過程中不懂的問題,也可以在實驗報告上提出,最后由實驗室教師匯總交給授課教師,由授課教師統一解答。同時,實驗報告上必須注明小組每個人的分工。(4)綜合性實驗為選做性實驗,可以是真實的物理性實驗也可以是數值性實驗,主要是針對學有余力的同學開展的。截至作者發稿前,學生自擬了軸向壓桿穩定承載力的測定、焊接構件殘余應力測量等多個實驗項目;參與到教師的科研項目中的實驗就更多了,諸如一些實際檢測類的工程項目、實驗室的科研試驗項目等。6.課程考核注重多樣性建設。課程考核過程中,摒棄了平時成績+實驗課程成績+期末考試成績加權計算總成績、期末考試閉卷的傳統作法。相關改進如下:(1)針對材料力學公式多、概念多的實際情況,考試時允許學生自備半張A4紙,半張A4紙單面(另一面空白)可以撰寫自己認為重要的公式、概念等等,但只能自用不可互相傳閱,考試結束時該半張A4紙寫上姓名隨同試卷上交。(2)減小主觀性成績在總成績中所占比重,平時成績主要依靠作業質量、出勤率等來確定,但僅占總成績的10%;實驗課程成績分為A(優秀,對應90分及以上)、B(良好,對應80~90分)、C(中等,對應70~80分)、D(及格,對應60~70分)、E(不及格,對應60以下)五個等級,若實驗成績等級為E,則采用一票否決制,總成績不合格;若等級為C或D,實驗課程成績占總成績的30%;若等級為A或B,實驗課程成績占總成績的20%。總體上,實驗成績越低,在總成績中所占比重越大,就會導致總成績越低,進而促進學生重視實驗教學。
三、結束語
經過幾輪的教學實踐改革,針對我校土木工程專業材料力學的教學改革取得了初步成效,學生對材料力學的理解逐漸由一門抽象、難懂的“力學課”轉變為土木工程專業的一門“專業基礎課”,學生的學習興趣、學習動力、動手能力、解決實際問題的能力大幅提高,學習過程中的參與感逐漸增強。但我們也意識到,材料力學教改工作是一項長期工程,需要我們順應形勢,進一步地探索和實踐。
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土木工程材料論文8
摘要:在國家經濟快速發展過程中土木工程建設取得了重大的發展,迎來了良好的發展契機。在發展過程中人們對工程質量要求和施工水平的提高提出了新的要求。所以對土木工程中施工材料的選擇和對工程質量的控制問題必須盡快提出對策,以便迎合社會的發展和建筑的現代化建設。但是目前確實在材料選擇和質量把控方面存在眾多問題亟待解決。本文將從實際問題出發對存在的問題進行詳盡的分析并提出解決方案。
前言
近年來國家大興土建,積極推進城鎮化建設,帶動了土木行業的發展,全國各地的施工項目逐年增長。在進行建設的同時不能忽略的一個重要的問題就是工程的安全性,因此在施工過程中一定要嚴格把控施工材料的選擇和制定相應的質量控制對策。但是當前部分地區或企業仍然沒有意識到該項問題的嚴重性,給人們居住生活帶來了嚴重的安全隱患。所以本文將對該問題進行深入的探討。
目前在施工過程中材料選擇方面所存在的問題
缺乏材料管理的專業人員
在現實的施工作業中部分企業并沒有對材料的質量把控問題當作一個重要的事項去對待,導致了施工現場中在材料選擇方面的專業人員極具缺乏,而具有該項專業技能的人員卻遠離工地。并且目前部分進行材料管理的工作人員綜合素質較低,沒有進行專業的、系統的學習和交流,導致在工程施工之前材料方面就出現了嚴重的質量問題,導致后期工程質量難以保證,埋下了巨大的安全隱患。
材料管理制度落實不到位
目前,材料管理制度能夠有效的保障土木工程施工過程中的材料質量,并且在整個工程進展過程中具有重大意義。在進行工程材料質量把控過程中,需要建立完善的材料管理制度,這樣能得到兩個方面的優勢:能夠有效的保證建筑工程管理工作的順利進行;進一步保證了施工材料的質量問題,減少了質量隱患。但是在我國現階段的施工作業中材料管理制度依舊落實不到位,部分企業并沒有深刻的意識到該問題的嚴重性,一味的追求建筑工程的利益最大化而忽略了管理制度的建設和完善,這樣使得材料管理制度的落實工作變得舉步維艱,僅僅在部分人心中留下印象,嚴重的影響了整體工程質量的管理工作,使得建成的'建筑物無法滿足相關質量要求。
材料管理方法比較落后,缺乏創新意識
時代的進步帶動了科學技術的快速發展,而如今的建筑材料管理方法正在不斷的發展更新中,丟掉傳統陳舊的管理方法刻不容緩。但是部分企業仍然在材料管理方法方面缺乏足夠的創新意識和突破精神,依舊沿用舊的方式方法進行現代化建設,明顯與時代脫軌。這樣不僅僅能夠給建筑物的安全性帶來危害,而且還能夠增加大量的工程成本,浪費大量的人力物力。
土木工程施工材料選擇及質量控制的對策
加強對專業人員的培養
專業人員具有相對較高的專業知識和素養,能夠對選擇和采購的建筑材料進行質量判斷和檢驗。所以在具體的工作中企業要加強對專業人員的培養,對進行材料管理的人員進行課堂上的教育學習,并即使開展學習交流會議,方便大家對部分不熟悉的知識進行分享和解答。并且在公司內部還要監理人才選拔制度,讓優秀的員工進行材料的管理工作,增強對質量的控制。
建立和完善材料管理制度,并落實到各層
控制材料的選擇,使用質量合格的材料是保障工程質量的前提之一,因此為確保材料質量的控制,需要建立一套完善的材料管理制度,通過制度來保障工程質量。所以相關的施工單位應該要建立并完善相應的材料管理制度,加強對該工作的宣傳和交流,通過經常開會和交流來確保該制度能夠落實到公司的每位員工的心中,建立良好的單位形象。
完善材料選購管理方法,加大監督力度
在材料選購階段要建立完善的管理制度,通過科學合理的進行制度設計和建立專業的工作部門進行公開采購,避免出現濫用職權謀取私利的現象發生。另外還要加大監督力度,人人監督,形成全公司對不良現象的抵制,極大的形成公司凝聚力,并提升了建筑工程的質量。
結語
我國建筑行業發展速度較快,土木工程領域的發展不斷壯大,特別是高層和超高層建筑的出現使得在施工過程中選用的材料質量問題變得尤為的重要,建筑的安全質量問題已經受到了人們越來越大的重視。因此對土木工程施工過程中材料的選擇和質量控制進行分析,并提出相應的對策就非常重要了。作者首先對目前在施工過程中材料選擇方面所存在的問題進行了詳細的分析討論,并且提出了土木工程施工材料選擇及質量控制的對策,希望能夠給眾多建設人員提供建議。
土木工程材料論文9
0引言
隨著材料技術的快速發展,越來越多的高新技術被運用到工程材料的研發中,各種新型材料層出不窮,以復合材料為基礎發展而來的智能材料,為解決相應材料的力學問題提供了科學牢靠的途徑。作為有著多學科交叉背景的綜合學科,智能材料為土木工程中日益復雜的結構提供了實現的可能性,因此這一學科的研究也日益受到重視。諸如大跨度橋梁、高層建筑、水利樞紐、海洋鉆井平臺以及油氣管網系統之類的基建設施,在其較長的使用期中,外界各種不利作用會使得組成這些結構的材料發生不可逆的變化,從而導致結構出現不同程度地性能衰減、功能弱化,甚至會誘發重大工程事故。若是能將智能材料運用到對這些超規模的工程結構物中,能夠時刻評定相應的安全性能、監控損傷,并智能修復,則將為未來工程建設提供新的發展思路。所謂智能材料,是指隨時能夠對環境條件及內部狀態的變化做出精準、高效、合適的響應,同時還具備自主分析、自我調整、自動修復等功能的新材料。受仿生學科的啟發,其目標是要開發出能運用到具體工程中、將無機材料變得有生命活力。二十世紀90年代初逐漸興起的智能材料結構系統,吸引了包括物理、化學、電子、航空航天、土木工程等領域的研究者涉足其中,取得了豐碩的成果。
1智能材料的概念及特點
智能材料發源于“自適應材料”(AdaptiveMate-rial),在Rogers和Claus等人的努力下,智能材料系統逐漸受到全世界各國官方機構的認可與重視,發展迅速。智能材料(IntelligentMaterial,IM)當前沒有一個明確的定義,不過大體上都是根據功能做出相應的定義,是繼天然材料、合成高分子材料、人工設計材料之后的第四代材料,具有不可限量的前景。智能材料產生的背景決定了其所具有的獨特優勢,決定了其終將會帶來材料科學的重大革新。通常而言,智能材料主要以下七大功能:
。1)傳感:能夠對內外部的作用進行監控與鑒別;
(2)反饋:將監控獲取的信息進行傳輸以及反饋;
(3)信息識別與積累:識別并記憶反饋來的信息;
。4)響應:對內外部的變化做出靈活有效的反應;
。5)自診斷:對內外部信息實施自行診斷、分析、評判等;
。6)自修復:依特定的方法修復系統的故障;
。7)自適應:待外部作用消失后可恢復原狀。
在具體的工程中,若要實現這么多的功能,僅僅依靠單一材料是無法實現的,因此通常情況下都是通過多種智能材料的組合才能達到目的。
2智能材料在土木工程結構中的應用
2.1光導纖維
光纖維的主要化學成分為二氧化硅,作為信息傳遞的絕佳介質,有著其他任何材料無法比擬的傳導能力。材料主要由內層圓柱形透明介質和外層圓環形透明介質組成,內層為纖芯,外層為包層。內外層折射率的差異能夠保證攜帶信息的光在纖維里面能量損失少,傳輸距離大。將光纖維植入到混凝土結構中,制成光纖維混凝土結構。當混凝土結構因外部因素的變化而產生變形時,植入砼結構中的纖維也隨之發生變化,進而導致纖維中的光發生改變,相應的傳感器能夠直接獲取變化,從而間接確定混凝土結構的各種性能變化,實現對結構的全方位監測,為工程的可持續性提供技術指導。并且,分布監控的模式可保證混凝土結構任何部位的改變均能被監測到,相當于在混凝土結構中創造了一個全覆蓋、光角度、無死角的監測網絡,兩者組合而成的光纖維混凝土可以認為是一種具有強大自我調節的智能材料。當前,光纖維混凝土結構主要的工程應用包括:混凝土的溫度及溫度應力監測、混凝土結構裂縫的監測與診斷、混凝土結構強度與變形監測、混凝土結構配合的鋼索應力和變形監測等。
2.2形狀記憶合金
何謂記憶合金,即材料具有形狀記憶能力。當材料的形狀被改變后,其內在的記憶效應可被激發出來,進而自動產生回復應力與應變,驅使材料恢復原狀。同時,合金材料能夠傳輸能量并實現能量儲存。鑒于此,工程中可將記憶材料安置在結構中,當結構出現變形、裂縫、損傷以及外界動荷載影響時,大部分的能量可被記憶合金材料消耗掉,可極大提高結構的穩定性,若將材料運用到多震地區的建筑結構中,則會實現對地震能力的吸收與耗散,極大地提高建筑物的抗震性能,此舉屬于材料的智能被動控制。形狀記憶合金材料所具有的相變超彈性,使其可用來制作耗能阻尼器,這種阻尼器實現了智能被動控制。同時,由于其相變會引起超彈性滯回環的產生,使得材料具有極高的抗疲勞性,以此為基礎制作的阻尼器使用周期遠勝于普通的阻尼器,可實現結構品質的大幅度提高。
2.3壓磁材料
土木工程領域中常規的壓磁材料主要包括磁流變材料和磁致伸縮智能材料等。在外部磁場作用下,磁流變液懸浮體系的黏彈塑性會發生明顯的變化,并且這種變化是可逆的。當外部磁場超過一定強度后,磁流變也會在極短的時間內變成固態,微觀上表現為材料的分散相顆粒沿著磁場方向結成了鏈狀結構。磁流變液介于液體與固體之間的這種獨特的可變屬性,以及對這種特性實施控制時耗能低、變化范圍廣、成本低等特性,使得磁流變液成為工程結構中作動器件的重要材料。當前,磁流變液主要被應用到元器件的控制橋路以及電源的高速開關等多個領域。且磁流變液在土木工程領域的應用主要集中在高層建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度結構等。同時,有著高磁致伸縮效應的磁致伸縮智能材料,可以保證材料在機械與電磁直接進行可逆轉換,因此具有廣闊的應用前景。
2.4碳纖維混凝土材料
工程中混凝土的作用范圍很廣泛,因此對混凝土材料的改善也日益得到科研人員和工程從業者的支持,碳纖維混凝土的產生正是這一領域發展的重要產物,在混凝土中摻加一定比例的碳纖維,可賦予混凝土材料以驅動功能和本征自感應。作為一種高強度、高彈性、大導電性的材料,碳纖維的加入能極大改善混凝土的強度與韌性,并且碳纖維之間會形成具有電阻的導電網絡,在材料中起到阻隔導電的.勢壘,大大降低混凝土材料的電阻率,從而使得材料的導電能力得到數量級上的顯著變化。不可忽視的是,這種混凝土的電導率與溫度及應力的變化而表現出規律性的響應。同時,碳纖維混凝土在溫度上表現為溫度變化造成電阻的變化,并且材料內部的溫差也會衍生出熱電效應,在電場的作用下碳纖維混凝土會產生熱變效應(熱效應與變形)。碳纖維的含量和混凝土材料的結構共同影響材料的溫敏性,當碳纖維的含量超過一定比例時,材料才有可能形成較為穩定的電動勢。而碳纖維的摻入方式主要有兩種:短切亂向分布和連續碳纖維束單向增強。采取不同的摻入方式能使得碳纖維混凝土的力學性能得到不同程度的強化與提高,工程實踐表明:第一種方式更具有實用性。
2.5壓電材料
具有壓電效應的壓電材料,經常被用作驅動元件和傳感元件。當壓電材料受到外部因素作用時會因為其自身發生變形而產生電勢,而對材料再施加一定電壓時又會改變材料的尺寸,壓電效應由此而來。利用這一特點,壓電材料可用作傳感元件,通過壓電元件的變化來判斷元件所在位置處結構的變形量。與此同時,若能在壓電元件外部形成電場,進而對壓電元件內部的正負電子施加定向電場力,從而迫使元件發生變形,制成驅動元件。利用驅動元件,可改變材料的應力狀態,甚至會影響材料的結構變形。壓電材料的變化均在極短時間內完成,因此壓電效應主要適用于對結構振動的控制上。
3智能材料的未來發展
3.1智能材料性能的發展
智能材料有著獨特的優越性能、廣闊的發展前景,但是由于這一領域處于多學科交叉的研究前沿,所存在問題也亟待深究:
。1)形狀記憶合金的發現,改變了很多傳統理念,胡克定律在合金材料這里基本上不再適用了,其所具有的智能功能使得傳統的力學研究方法難以合理地解釋其內在的機理,因此需要研究者另辟蹊徑,從宏觀與微觀的角度重新去探究這種新材料的原理,建立一些實用性較強的理論和模型,以對具體的工程實際進行規范化的指導。同時,當前形狀記憶合金還不完善,耗能高、功能單一等缺點使得其實用性不強,能夠開發出低能耗、出力大、多功能的控制器則是未來研究的重要方向。
。2)可以預見,壓電材料將會成為工程結構中力學測量的首選感測元件,但是其存在的主要問題就是驅動力小,雖然已經有一些技術來彌補這一缺陷,但是對于大規模的土木工程結構而言,壓電材料并不能直接應用,復雜的理論分析、高難度的集成技術研發,以及壓電驅動器的開發技術和設計方法難度較大,都是制約壓電材料未來發展的瓶頸,是研究的難點、熱點和重點。
(3)壓磁材料所面臨的問題是在長期的放置之后,會產生固體顆粒沉降,這種沉降對材料的穩定性有著怎樣的影響效應也需要更深入的研究。并且,其溫度適應范圍較小,若能夠拓寬溫度作用范圍,將使得壓磁材料有著更廣的發展前景。
3.2智能材料研究難題
針對材料本身所面臨的主要問題,未來在土木工程領域的應用研究主要有下列一些難題:
(1)結構的健康監測與保養;
(2)形狀自適應材料與結構;
。3)結構減振抗震抗風降噪的自適應控制。
這些問題的進一步研究將有助于工程質量的提高,有助于降低工程災害性事故的概率,有助于強化工程的安全可靠性,有助于推動土木工程領域的高技術發展,有助于為土木工程領域注入新的發展動力與機遇。
土木工程材料論文10
近年來教育部大力推行地方本科院校向應用型本科進行轉型,應用型本科要求緊密結合地方特色,注重學生實踐能力,培養應用型人才,從教學體系建設體現“應用”二字,其核心環節是實踐教學。土木工程材料課程是土木工程專業學生必修的一門基礎課,開設時間大部分都在二年級第2學期。該門課程學時少、起點低、實踐性強。而該門課程知識的掌握將直接關系到以后混凝土與砌體結構、建筑施工管理等專業課程的學習。土木工程材料課程的特點與應用型人才培養目標相吻合,而將該門課程進行改革勢在必行。根據本課程近幾年的一線教學經驗和總結,以我校土木工程專業為例,認為應從以下幾個方面對該課程進行改革。
一、課堂教學多樣化,緊密結合實踐
土木工程材料課程中涵蓋的種類繁多(無機膠凝材料、鋼材、水泥、混凝土、合成高分子材料、瀝青及瀝青混合料等)、內容龐雜(各種材料的性質、用途等),同時土木工程材料的發展日新月異,新材料、新技術、新工藝、新產品層出不窮,學生學習時易感枯燥,學習興趣不高;另外常常因為沒有見過或者接觸到的材料頭腦中更是一片空白,因此在課堂教學過程中應采用多樣化的教學模式。
1.充分利用現代化教學手段,提高學生學習興趣。
土木工程材料課程在理論課中采用口頭講述一些材料往往很難把材料及其性質講解清楚,此時可以利用現代化教學手段,比如多媒體教學方式可以把材料的圖片、反應等過程進行模擬,或者現場施工時如何利用材料性質的圖片,直觀地反映出來,也可以讓學生參與模擬,使學生的角色從被動轉變為主動,提高學生的興趣,從而加深對理論知識的理解及其解決工程實踐的能力。
2.采用啟發式、案例分析的教學方法,增強學生學習的主動性。
采用啟發式和案例分析相結合的教學方式能夠引導學生主動、創造性地學習,獲得正確掌握知識的途徑和方法。比如在講解無機膠凝材料理論課時,老師可以就教室墻壁上出現的一些裂紋提出問題,讓同學們根據自己所學知識進行解答。還可以引用一些實際工程中材料應用不當的案例,增設學生交流的問題。在采用此方法進行教學中,教師應該多提問,引導學生思考,讓學生參與到課堂上來,師生共同探討、學生相互交流,形成熱烈討論甚至是激烈爭論的課堂氣氛,而不是教師單純地自問自答。同時為了使學生對老師提出的問題有響應,并能夠積極地去思考問題和回答問題,教師應選取生活中常見的案例。
3.課堂與現場教學相互結合,調動學生學習的積極性。
課堂教學的方式再多畢竟存在一定的局限性,特別是針對土木工程材料課程的理論知識(圖片、視頻、提問等形式不能直觀地認知),這就需要讓學生進入校內外實訓基地,以現場為中心,以現場實物為對象進行教學即現場教學法。比如講解到混凝土的和易性時,可以把一部分課堂搬到混凝土拌合站和施工現場。讓“從工程中來到工程中去”的思想貫穿于整個課堂,體現應用型人才的培養。
二、實驗教學改革
實驗教學鍛煉學生的動手能力,體現應用型人才培養模式。土木工程材料的實驗學時較少,而實驗的項目較多,在這種情況下如何在完成教學內容的情況下又能很好地保證教學質量,提高學生的學習熱情,拓寬學生的視野,培養學生的責任心和創新能力,已成為實驗教學改革關注的重點和關鍵。為此,我們根據實驗中心的現有條件,對實驗教學進行了一系列改革。
1.優化實驗內容,建立開放式教學。
根據教學大綱要求把實驗分為基礎型、研究型和綜合型創新實驗三類,針對基礎型實驗要求所有的本科生必須參與,而研究型和綜合型創新實驗納入到開放當中,由任課教師編寫實驗指導書,學生根據自己的興趣與實驗指導老師預約進行實驗,解決了課時不足及實驗教學時間與課程的沖突。
2.改進教學環節,改善實驗效果。
一是重視實驗準備。提前發放實驗指導書,布置實驗任務,使學生全面了解實驗方案的設計、實驗誤差的分析及實驗結果的處理方法。對于開放實驗,更要重視實驗目的和實驗過程,結合理論知識和常規數據處理辦法,綜合分析實驗機理和實驗結果,并提煉出實驗結論或解決思路。二是運用多媒體教學手段,增強實驗教學的生動性。為了使學生充分了解整個實驗過程,指導教師可以制作和搜集相關的'實驗動畫和錄像。在實驗開始前進行播放并講解實驗中的一些注意事項,既為教師提供了方便,又加深了學生的印象,保證了教學效果,同時對實驗全過程進行充分了解,避免了學生自己操作時的盲目性。同時,多媒體技術的運用可以讓實驗內容得到有效的補充,讓學生及時接觸到在課堂無法完成而在實際工程又常用的先進實驗測試技術。三是理論教學與實驗操作保持一致。課堂理論授課教師與實驗指導教師對相關實驗內容、實驗規范、操作要求的掌握和理解必須一致,以免造成理論學習和實驗操作的脫節,避免實驗室過程中實驗操作的隨意性。另外,隨著開放實驗的增加和新型材料的出現,實驗指導老師要組織業務培訓。四是建立公平的實驗考核體制。相對課堂教學來說實驗課雖然比較隨意,但是必須建立公平的實驗考核體制。實驗考核是促進學生學習積極性的一種有效方式,也是考查學生對理論知識的掌握程度及實際動手操作能力。實驗成績包括考勤、操作和結果處理三部分?傊聊竟こ滩牧线@一課程的特點決定了必須把實踐引入課堂,課堂指導實踐,同時重視實際操作,才能夠培養高素質的土木工程應用型人才。
土木工程材料論文11
摘 要:土木工程材料作為土木工程建設中的基本物質基礎對于工程的質量和壽命有著直接的影響,隨著社會的發展和科技的進步,人類對建筑材料的使用性能、外觀、環保性等各方面的要求越來越高,對材料質量、節能效果也越來越看重。
關鍵詞:土木;工程;材料;綠色;發展
1 土木工程材料的應用概況
隨著建筑工程的快速發展土木工程材料更新換代也在不斷的進行,土木工程材料的性能和質量一直在不斷提高和完善,工程中材料的種類也越來越多,根據不同的特性和規格可以對土木工程材料進行分類。在傳統土木工程中常見的材料就是木材、水泥、瀝青、砌筑材料、鋼筋混凝土等,這些材料是整個土木工程和建筑的基礎構成,土木工程是一項復雜的長期性工程,對于材料的用量也相當地大,隨著對材料的不斷研究和土木工程的不斷發展,基本材料已經漸漸不能滿足人們的要求,城市化和工業化的進程促進了建筑業的發展,也造成了資源的匱乏和短缺,建筑垃圾普遍存在很難處理,這就需要我們對土木工程材料有新的理解和研發,如何采用新型的土木工程材料,廢舊物品的二次利用如何實現,建筑物的性能如何提高都是需要考慮的內容。總的來說土木工程材料要滿足的條件就是輕質、高強、耐用、環保等基本特征,對于材料的技術性能也有更高的要求,從物理指標和綠色指標上都要進行控制,這是未來土木工程材料發展的主要方向。
隨著材料技術的不斷進步,現代的土木工程材料也有了很大的發展,其中物理力學方面的性能已經有了明顯的提高,隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,土木工程材料的應用范圍也越來越大。并且隨著需求的提高材料科學進入了一個新的階段,一些特殊性能的材料應用廣泛,例如,吸聲材料、隔音材料、耐熱材料、防水抗滲材料、耐磨耐腐蝕材料、防輻射材料、絕熱材料等層出不窮,并且材料的應用方式隨著科技的發展也有了很大的變化,現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好,為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求,材料應用也向著工業化的方向發展。另外,隨著材料的設計、加工和使用的.不斷完善,施工技術的不斷提高,材料在使用過程中表現的性能也越來越完善,這是對于土木工程材料發展的一個推動。
2 土木材料的發展趨勢
2.1 綠色化
材料及其制品的制造、使用及廢棄過程是造成能源短缺、資源過度消耗和枯竭以及環境污染的主要原因之一。在工程建設中,建筑材料的生產、使用及回收,不僅消耗了大量的資源和能量,而且帶來了嚴重的環境污染問題。目前,生態建材在土木工程中已得到初步推廣,在高層建筑、隧道工程中也不斷廣泛應用,使用效果和質量亦越來越多的得到肯定。從材料的制造、使用、廢棄直到再生的整個生命周期中必須具備與生態環境的協調性及舒適性,它滿足可持續發展的需要,做到了發展與環境的統一,生態材料生產所用原料盡可能少用天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾、廢液等廢棄物;生態材料采用低能耗制造工藝和無污染環境的生產技術;材料生產中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料,如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等,同時要開發對人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。產品不僅不損害人體健康,而應有益于人體健康,產品具有多功能化。產品可循環再生和回收利用,無污染廢棄物,以防止二次污染。
2.2 節能化
生態建材的發展離不開材料的節能化,建筑材料和技術的發展為建筑節能提供原動力。相比于以往簡單的磚、石塊、混凝土等墻體保溫材料,;⒅楸厣皾{、酚醛板、聚氨酯板、合成高分子防水卷材等新型保溫材料的運用使得建筑更加節能環保,墻體保溫質量也得到很好的滿足。提高建筑施工工藝是建筑技能環保的重要途徑。
2.3 智能化
智能材料是新誕生的一種材料,其靈感源于仿生學,特指具有感知環境刺激,并且對環境的刺激進行分析、處理、判斷,采取適當的措施進行適度反應的具有智能特性的新型材料。智能材料具有傳感、反饋、自我診斷修復等功能,是橫跨多個專業而產生的新產品。現階段,智能材料在具體結構的安全檢測、根基橋梁檢測及損壞評估方面已經獲得初步成果,在研究和土木工程結構實踐應用中已經突現出其優越性能。例如,在地基中放入光線傳感器,可直接判斷根基是否破壞;把碳纖維材料放置于水泥溶漿中,根據其變硬特性而電阻隨外界壓力變化而變化,可在內部結構接近損壞區或破壞區時進行自動報警。智能材料在土木工程中的應用,是材料科學、計算機科學、自動化控制技術發展的重要階段,對土木工程的發展有著極其深遠的影響,是土木工程材料發展的最終方向。
2.4 高科技應用
隨著技術的快速發展高性能的材料逐漸應用到土木工程建設當中,例如一些材料強度更高、體積更小、耐久性更高、裝飾性更好,或者功能性更為齊全等,對于復合材料的制造也要充分發揮,利用多種材料的各種性能采用復合技術進行研發,另外,要對地方材料進行有效的利用,同一地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據這些地方的性質和特點,利用現代技術,可生產各種性能的健康材料。盡量避免造成材料的浪費和長途的運輸,對于環境要注意平衡和維護,采用高科技形式的健康建材,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源,從而更好的對自然資源做到保護和生態環境平衡的維持,以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。利用高科技生產的低成本健康建材,例如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的發展方向。
3 結語
土木工程材料與人類的生活及生產息息相關,它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。隨著科技的發展生態材料、智能材料、建材節能化得到越來越多的關注和重視,我們要在現有的基礎上不斷發展和創新,促進土木工程材料的可持續綠色的發展。
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土木工程材料論文12
0引言
隨著人類文明及科學技術的發展,土木工程材料的不斷進步與改善,F代土木工程中,盡管傳統的土、石等材料的主導地位已逐漸被新型材料所取代。目前,水泥混凝土、鋼材、鋼筋混凝土已是不可替代的結構材料;新型合金、陶瓷、玻璃、有機材料及其他人工合成材料各種復合材料等在土木工程折中占有愈來愈重要的位置。
1 土木工程材料現狀及要求
與以往相比,當代土木工程材料的物理力學性能也已獲得明顯改善,隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍也有明顯的變化。例如水泥和混凝土的強度、耐久性及其他功能均有所改善。隨著現代陶瓷與玻璃的性能改進,其應用范圍與使用功能已經大大拓寬。此外,隨著技術的進步,傳統的應用方式也發生了較大變化現代施工技術與設備的應用也使得材料在工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。首先工程中的性能表現比以往好為現代土木工程的發展奠定了良好的物質基礎。盡管目前土木工程材料在品種與性能上已有很大的進步,但與人們對于其性能要求的期望值還有較大差距。
1、1 從土木工程材料的來源來看
鑒于土木工程材料的用量巨大,尤其在應用方面,經過長期使用的不斷累積,單一品種或數個品種的原材料來源已不能滿足其持續不斷的發展的需求。尤其是歷史發展到今天,以往大量采用的粘土磚瓦和木材等已經給社會的可持續發展帶來了沉重的負擔。從另一方面來看,由于人們對于各種建筑物性能的要求不斷提高,傳統建筑材料的性能也越來越不能滿足社會發展的需求。為此,以天然材料為主要材料的時代即將結束,取而代之的將是各種人工材料,這些人工材料將會向著再生化、利廢化、節能化和綠色化等方向發展。
1、2 從土木工程對材料技術性能要求的方面來看
技術性能的要求也越來越多,各種物理性能指標的要求也越來越高,從而表現為未來建筑材料的發展具有多功能和高性能的特點。具體來說就是材料向著輕質高強、多功能、良好的工藝性和優良耐久性的方向發展。
1、3 從土木工程材料應用的發展趨勢來看
為滿足現代土木工程結構性能和施工技術的要求,材料應用也向著工業化的方向發展。例如,水泥混凝土等結構性能向著預制化和商品化的方向發展,材料向著半成品或成品的方向延伸,材料的加工、貯存、使用、運輸及其他施工技術的機械化、自動化水平不斷提高,勞動強度逐漸下降。這不僅改變著材料在使用過程中的性能表現,也逐漸改變著人們對于土木工程使用的手段和觀念。
2新型土木工程材料——綠色建材
土木工程材料行業對資源的利用和對環境的影響都占據著重要的位置,在產值、能耗、環保等方面都是國民經濟中的大戶,為了保證源源不斷地為工程建設提供質量可靠的材料,避免新型材料的生產和發展對環境造成危害,因此“綠色建材”應運而生。目前正在開發的和已經開發的綠色建材和準綠色建材主要以下幾種:
第一、利用廢渣類物質為原料生產的建材,這類建材以廢渣為原料生產磚、砌塊、材板及膠凝材料,其優點是節能利廢,但仍需依靠科技進步,繼續研究和開發更為成熟的生產技術,使這類產品無論是成本上,還是性能方面真正能達到綠色建材標準。
第二、利用化學石膏生產的建材產品,用工業廢石膏代替天然石膏,利用先進的生產工藝和技術可生產各種土木建筑材料產品。這些產品具有石膏的許多優良性能,開辟石膏建材的新來源,并且消除了化工廢石膏對環境的危害,符合可持續發展戰略。
第三、利用廢棄的有機物生產的建材產品,以廢塑料、廢橡膠及廢瀝青等可生產多種土木工程材料,如防水材料、保溫材料、道路工程材料及其他室外工程材料。這些材料消除了有機物對環境的污染,還節約了石油等資源,符合在資源可持續發展方面的基本要求。
第四、利用各種代木材料,用其他廢料制造的代木材料在生產使用中不會有害人的身體健康,利用高興技術使其成本和能耗降低,將是未來綠色建材的主要發展方向。
第五、利用來源廣泛的地方材料為原料,利用高科技生產的低成本健康建材,不同的地區都可能有來源豐富、不同種類的地方材料,根據這些地方的性質和特點,利用現代技術,可生產各種性能的健康材料。如某些人造石材、水性涂料、某些復合性材料也是綠色建材的`發展方向。
3 土木工程材料的發展趨向
眾多現象表明進入21世紀以后,在我國甚至是全世界范圍內,土木工程材料的發展應具有以下的一些趨向:
研制高性能材料,例如研制輕質、高強、高耐久性、優異裝飾性和多功能的材料,以及充分利用和發揮各種材料的特性,采用復合技術,制造出具有特殊功能的復合材料。
充分利用地方材料,盡量減少天然資源,大量使用尾礦、廢渣、垃圾等廢棄物作為生產土木工程材料的資源,以及保護自然資源和維護生態環境的平衡。
節約能源,采用低能耗、無環境污染的生產技術,優先開發、生產低能耗的材料以及能降低建筑物使用能耗的節能型材料。
材料生產中不得使用有損人體健康的添加劑和顏料,如甲醛、鉛、鎘、鉻及其化合物等,同時要開發對人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調溫、消磁、防輻射、抗靜電等。
產品可循環在再生和回收利用,無污染廢棄物,以防止二次污染。
總結:總而言之,土木工程材料往往標志一個時代的特點。土木工程材料的發展的過程是隨著社會生產力一起進行的,它和工程技術的進步有著不可分割的聯系。工程中選材料時通過對環境的影響對后來人的影響來決定土木工程材料的好換,在未來,基于材料原有的性質的基礎上,“可持續發展”將是衡量建筑工程的一把尺子。
土木工程材料論文13
一、教師的工程實踐科研項目與教學實踐的有機結合
1.混凝土耐久性實驗方案設計
在土木工程材料耐久性實驗課安排中,結合授課教師的浙江省自然科學基金項目“荷載、碳化和氯鹽耦合作用下混凝土細微觀結構演變及對離子傳輸影響”,指導學生選擇目標混凝土配合比,確定混凝土強度后,還需確定混凝土加載方案。土木工程材料課程的第四章所提到的混凝土耐久性對象是無荷載作用下混凝土耐久性,因此在設計試驗方案時,授課教師講解實際土木工程混凝土構筑物在服役期間均在受荷狀態,只有考慮受荷混凝土耐久性才與實際工況相吻合。學生根據實際工況提出軸壓荷載和彎拉荷載兩種工況形式。那么為了測試受荷狀態混凝土耐久性又該如何進行加載呢?對此,可以組織學生分組討論,得出了加載方案,在此基礎上再確定試驗混凝土加載程度,然后進行混凝土耐久性測試。此環節增強了學生對書本知識的理解,鍛煉了學生的動手能力。
2.泡沫混凝土澆筑實驗設計
在土木工程材料成型實驗課教學過程中,通過授課教師的國家星火計劃項目“農作物廢棄物新型保溫建材制備技術集成與示范”,參與現場施工環節可以讓學生明確泡沫混凝土澆筑、養護與普通混凝土有何不同,分別注意哪些問題,具體涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知識。比如,在測定泡沫混凝土立方體抗壓強度的標準值時,標準試塊的制作、養護、齡期、加載方式,泡沫混凝土的導熱系數與強度之間的關系,以及減少泡沫混凝土收縮開裂的措施等。與此同時,可要求學生查閱有關保溫材料施工技術的文獻,以拓展知識面。
3.鋼筋的加載實驗
在鋼筋教學實驗中,可以采用逐級加載方式,對鋼筋施加荷載,指導學生如何使得鋼筋強化。首先未加荷載的鋼筋進行試驗,學生從中了解了鋼筋在拉伸過程中經歷了彈性階段、屈服階段、強化階段和頸縮階段四個階段,然后要求學生把一根鋼筋拉伸到強化階段的任何點后卸載,再對此鋼筋進行拉伸試驗,學生可以發現鋼筋的屈服點提高了。那么在實際工程中采用這種工藝會起到何種效果?通過現場實驗學生了解了鋼筋強化的過程及作用。另外,根據項目研究需要,為了提高鋼筋防銹能力,是在鋼筋強化前做防銹措施,還是在鋼筋強化后做防銹措施?把這些問題作為課后大作業,使學生進行充分討論。在探討的基礎上,授課教師對各種結果進行分析總結,最后確定具體的實驗方案。
4.試驗結果分析
在進行實驗課程教學改革后,學生研究性試驗結束,授課教師指導學生對實驗結果進行數據處理。分析結果對比《土木工程材料》教材的課堂教學的基本理論,從而可以進一步改革實驗教學內容,對實驗結果與實驗數據進行不同側面深入分析,比較各自的結果。通過分析比較可以提高學生對土木工程材料理解程度。
二、實踐過程中必須結合土木工程材料課程實驗教學
將工程實踐科研活動融入到土木工程材料實驗教學,必須做到以下幾點。
。ㄒ唬⿲W生參與科研項目與土木工程材料實驗課程要匹配
學生參與科研項目必須與土木工程材料實驗教學相匹配,二者要有機結合,只有在相應實驗課程的基礎上,融入相關的工程實踐科研活動,才能促使學生去沉下心思考問題。授課教師指導學生查閱相關資料,探索解決問題的方法,通過這一系列培養,學生的科研能力、實踐能力和創新能力會有大幅度提高。通過實踐,我們認為土木工程材料課程的培養模式,必須強調學生實踐能力的培養,而實踐能力不僅需要學生掌握土木工程材料的理論知識,而且更重要的是學生利用所學的土木工程材料理論知識在實踐過程中善于發現新的材料和新工藝。為了達到這一目標,授課教師在制訂課程培養方案時,相應縮短課程基礎理論課時,適當增加實踐教學環節課時,更重要的是要在實踐過程中注重授人以“漁”,注重授于學生解決工程實際問題的能力,指導學生自我更新知識的能力。
。ǘ⿲W生參與的科研任務要與學生的能力相匹配
學生參與科研項目必須與學生的知識水平和能力相匹配,所布置的科研實驗不要使學生感到難度較大,無從入手,這樣的教學效果也難以達到預定教學計劃的目的.。將工程實踐科研項目融入到土木工程材料實驗課程,授課教師在課外花更多精力進行指導,并提供試驗的場所和實驗條件,使學生從中受益。反之,如果授課教師所布置的科研實驗難度不大,就會使學生錯誤地認為科研實驗并不復雜,從而失去對科研實驗的興趣。因此,授課教師在制定土木工程材料實驗課的教學計劃時,必須注意科研實驗難度的合理安排。土木工程材料課程的教學計劃改革主要是強調學生實踐能力的培養,但并不是弱化基本概念的學習。目標是強化學生實踐能力的培養,在增加實踐環節的同時適當地壓縮了課堂教學時間,但基本概念教學內容不減少。在土木工程材料課程教學計劃制定的同時,兼顧基礎理論課時和實踐訓練的教學課時,將理論教學與科研實驗互相融合、互相補充。為了達到這一目標,項目組將實踐教學課時從原先的30%提高到50%,課程考核實驗實踐占50%,期末考試50%。
。ㄈ⿲W生參與的科研活動要合理組織
教學與科研的性質畢竟不同,有時二者之間會有沖突,授課教師就要根據教學內容,合理地安排相應的科研實驗,使教學內容與工程實踐科研活動相協調,使學生參與到教師的科研實驗中來,以促進學生掌握課堂知識,并形成學生在掌握課堂知識的同時又提出新的科研實驗的良性循環。土木工程材料課程所培養的學生是面向各類設計院、施工企業、監理企業、建筑材料制造企業、造價咨詢企業,其必須具備解決工程實際問題的能力。本專業學生畢業后在從事道路、橋梁及建筑工程的設計、施工、監理及檢測過程中,必須具備土木工程材料基礎知識及工程實踐能力,因此,制定土木工程材料課程教學計劃時,應著重從培養學生運用理論知識解決實際問題的能力出發,使學生畢業后能盡快地適應企業的生產和施工節奏。為了達到這一目標,授課教師在講解基本概念時結合工程實例,并輔以教師的科研成果,如有一年輕教師應用“鋼筋在環境———應力耦合作用下的銹蝕特征及演化規律(51008276)”國家自然科學基金項目把鋼筋與混凝土二個實驗合一起,指導學生在實驗過程中了解鋼筋在銹蝕過程中對鋼筋混凝土性能的影響,鋼筋在銹蝕后受力截面減小、混凝土銹漲開裂,導致鋼筋和混凝土力學性能下降,從而把混凝土和鋼筋二種材料串在一起,讓學生能更深入地理解課堂理論與概念,而在教學過程中,年輕教師也由此積累教學經驗。
三、結語
筆者敘述了如何將工程實踐科研項目融入土木工程材料課程實驗教學改革實踐中,教學效果表明,在土木工程材料教學過程中,將授課教師工程實踐科研內容與實驗教學有機結合,指導學生參與授課教師工程實踐科研活動,學生不僅對課堂教學內容有了更深的理解,而且激發了學生對學習的興趣,提高了學生創新的欲望,達到了土木工程材料教學計劃的教學目標。
土木工程材料論文14
論文摘要:實驗課是土木工程材料課程教學的重要環節。文章分析了土木工程材料實驗課程目前存在的問題,并從加強實驗室建設、優化實驗課教學內容、加強實驗室開放程度、發揮教師的主體作用、改革實驗課程評價考核機制共5個方面提出了改革措施。
論文關鍵詞:土木工程材料課程 實驗教學 質量 改革
土木工程材料課程是土建類專業,如:土木工程、建筑學、工程管理、工程造價、給水排水工程、建筑環境與設備工程等專業必修的一門公共專業基礎課程。開設此課的目的是為專業課程學習提供材料性能的基本原理和知識,同時使學生畢業后具備在設計中合理選材,施工中正確用材的能力。土木工程材料課程具有較強的應用性質,實驗課是該課程體系十分重要的組成部分,通過實驗課,學生可以進一步鞏固所學的理論知識,熟悉土木工程材料的實驗方法,掌握土木工程材料的性質和應用,培養動手能力和創新能力。
在目前高校不斷壓縮課程學時的趨勢下,各校土木工程材料課程計劃學時一般在36-54之間,其中實驗課學時在6一18之間。土木工程材料涉及面較廣,包括無機非金屬材料、金屬材料、有機高分子材料,內容繁雜,由于學時有限,理論課很難完成,往往壓縮實驗課,特別在實驗資源較差的學校更為突出,有的學校甚至取消了實驗課。不僅如此,開設的實驗課往往也是以驗證性實驗為主,缺乏綜合性、設計性實驗及針對不同專業的選做實驗,在培養學生動手能力、創新思維和創新能力方面明顯不足。如何在學時少、教學內容多的情況下提高土木工程材料實驗課程的教學質量,達到培養高素質工程技術人才的目的是十分迫切的任務,作者在此作了一些思考,提出如下措施。
一、加強實驗室建設,增加實驗教學資源
實驗室、實驗設備等實驗教學資源建設是土木工程材料實驗教學體系改革的基礎,是提高其教學質量的“硬件”。土木工程材料基本實驗包括6個:材料基本物理性質實驗、水泥實驗、混凝土實驗、墻體材料實驗、鋼筋實驗、瀝青實驗,實驗時學生按3-4人分組,根據學校規模不同,有相應的實驗場地和實驗設備要求,這是開設土木工程材料實驗課的基本條件,學校必須予以滿足。同時學校應加大實驗室投人,開放實驗室,為開設綜合性、設計性和選做實驗創造條件。
土木工程材料品種、型號較多,實驗室還應設置專門的樣品室,集中展現材料的實物、模型,使學生對各種材料有一個直觀的印象。教師還應制作或收集各種土木工程材料實驗、檢測和工程應用的'動畫和錄像,在實驗條件有限或者實驗學時有限時,可采取多媒體的教學方法,在課堂上通過動畫演示和播放錄像,讓學生能充分了解實驗的過程和操作方法,以及材料的應用條件、范圍和施工程序,達到實驗教學的基本要求,并擴展學生的知識。
二、優化實驗課教學內容,改革實驗教學體系
土木工程材料課程針對的專業較多,各專業有土木工程材料品種、型號較多,實驗室還應設置專門的樣品室,集中展現材料的實物、模型,使學生對各種材料有一個直觀的印象。教師還應制作或收集各種土木工程材料實驗、檢測和工程應用的動畫和錄像,在實驗條件有限或者實驗學時有限時,可采取多媒體的教學方法,在課堂上通過動畫演示和播放錄像,讓學生能充分了解實驗的過程和操作方法,以及材料的應用條件、范圍和施工程序,達到實驗教學的基本要求,并擴展學生的知識。
因此,在教學過程中,必須結合專業特點,優化實驗課內容。我們在教學中作了一些改革,如將原來的“砂、石實驗”與“普通混凝土和易性、強度實驗”綜合,并與混凝土配合比設計結合,使之成為一個綜合性、設計性實驗;針對土木工程專業,增設了“瀝青混合料”選做實驗;針對建筑學、城市規劃專業增設了“陶瓷磚性能”選做實驗;針對給排水工程、建筑環境與設備工程專業增設了“塑料管材性能”選做實驗等,改革后的實驗教學體系如表1所示。自己的特點,而實驗學時有限,因此,在教學過程中,必須結合專業特點,優化實驗課內容。我們在教學中作了一些改革,如將原來的“砂、石實驗”與“普通混凝土和易性、強度實驗”綜合,并與混凝土配合比設計結合,使之成為一個綜合性、設計性實驗;針對土木工程專業,增設了“瀝青混合料”選做實驗;針對建筑學、城市規劃專業增設了“陶瓷磚性能”選做實驗;針對給排水工程、建筑環境與設備工程專業增設了“塑料管材性能”選做實驗等,改革后的實驗教學體系如表1所示。
三、加強實驗室開放程度
綜合性、設計性實驗由學生根據所學知識,獨立設計實驗方案,并完成實驗的過程。例如表1中的混凝土實驗,實驗實施時分小組進行,首先教師由提出實驗的目標,如配制C30,C40,C50混凝土,小組選擇各自的目標;然后學生測定配制混凝土材料的基本性質,如砂石的表觀密度、堆積密度和級配等,選擇相應的材料;再次按配制目標進行混凝土配合比設計;最后進行混凝土的試配和強度測試。實驗完成后,按小組提交實驗報告,一般情況下每個小組的實驗結果是不相同的。通過綜合性、設計性實驗,可以鍛煉學生綜合利用所學理論知識,獨立思考和獨立操作的能力,對于培養學生創新能力具有重要的作用。
要完成綜合性、設計性實驗以及針對專業性質不同開設選做實驗,沒有開放的實驗室,基本上是不可能的。以上的混凝土實驗,涉及的環節多,周期長(28天),在各種教學任務安排緊張的情況下,學生根本無法在固定、有限的時間內完成。加強實驗室開放程度,讓學生根據自己的實際情況選擇時間去進行自己設計的實驗,才能真正達到開設綜合性、設計性實驗的目的,提高實驗教學的質量。
四、發揮教師的主體作用,重視實驗課教學
教師是教學的主體,對提高教學質量起決定性的作用。教師首先應從思想上重視實驗課教學,注意教學方法。在上實驗課前作好充分的準備,如實驗教學大綱、講義等,開始上課后,一般花10一15分鐘,將本次實驗的目的、要求、操作注意事項講述清楚(應有適當的演示)。學生進行實驗時,指導教師應耐心指導,對于驗證性實驗應嚴格要求學生按照實驗操作規則操作,觀察學生每個實驗步驟,并隨時糾正。同時,教師應鼓勵學生大膽進行綜合性、設計性實驗,培養學生的探索精神,使學生學會怎么開展
未知領域的實驗,而不至于在碰到新課題時束手無策。目前,多數高校都給教師配備了助教,上實驗課教師不到場,完全由助教替代的現象時有發生,這是一種不負責任的教學態度的表現,必須予以制止。
五、改革實驗課程評價考核機制
實驗教學考核的目的有兩個方面:一是檢查學生實驗能力的提高程度;二是檢驗學生對所學知識的應用能力。各高校土木工程材料課程考核一般理論考試占80%左右,實驗考核占20%左右,傳統的實驗考核辦法大多根據學生的出勤情況、實驗告的質量來進行,對實驗的過程不夠重視。考核作為實驗教學的重要環節,是學生學習成果的一個檢驗。考核時教師不僅要看實驗的結果,而且要將考核重點放在學生運用基礎知識和基本技能解決實際問題的能力上來。改革考核評價體系,加強對學生實驗過程的評價。
六、結語
土木工程材料課程開設面較廣,凡是有土建類專業的學校都開設該課程,土木工程材料課程教學改革將帶來較大的受益面。實驗教學是高等教育中培養學生動手能力和創新能力的重要手段,是完成高等教育人才培養目標的重要教學環節,對土木工程材料實驗教學進行不斷的改革、創新,進一步提高教學質量,是土木工程材料課程教學的一項長期任務。
土木工程材料論文15
摘要:隨著人們對于綠色健康生活的重視程度逐步提升,有關部門對于綠色建筑材料的生產研發給予了足夠的重視,綠色建筑材料逐漸廣泛的被應用于我國的土木工程施工建設當中,為我國土木工程建設行業的綠色發展奠定了基礎。本文就結合信陽地區,對于土木工程施工中綠色建筑材料進行了具體的分析,主要針對于綠色材料的類別、應用過程中的常見性問題等方面進行分析,并尋求相應的對策,從而有效促進我國土木工程建設的良性發展。
關鍵詞:土木工程施工;綠色建筑材料;應用研究
1引言
隨著我國土木工程建設水平的不斷提高,傳統的建筑材料已經難以滿足當前工程建設的需求。傳統建筑材料雖然已經得到了較為廣泛的應用,但其中仍然存在著許多弊端。舉例來說,傳統建筑材料應用于土木工程建設當中對于資源的消耗量較大,且其生產及應用過程極易造成環境污染問題。而綠色建筑材料的出現則有效地改善了這些弊端,綠色建筑材料從生產到應用都秉承著無污染、無毒害、節能環保的原則,不僅可以有效的降低能耗,同時還可以實現循環利用,最大程度上推進了我國節能環保產業的發展。
2土木工程施工中采取綠色建筑材料的必要性
隨著人民生活水平的不斷提高,人們對于生活環境的追求不再僅僅局限于豪華、高檔,反而更加傾向于低碳、環保,也正是因此,綠色建筑材料越來越受到人們的青睞。
2.1消費者對于綠色建筑的要求不斷提升
信陽市旅游資源豐富,是理想的宜居之城、旅游之城。隨著消費者們對于綠色建筑需求的提升,在進行工程的施工過程當中應當合理的融入綠色建筑材料,從而有效的拓展土木施工中綠色建筑材料的開發與運用。信陽市作為國家級生態示范區建設試點市,在建筑過程中采取綠色環保材料,更有利于維護當地的生態環境,推進當地旅游業的良好發展。
2.2建筑可持續發展的重要實現方式
信陽市是中國十佳宜居城市、國家級生態示范市、全國最佳環保示范市10強,也是全國唯一連續七年入選中國十佳宜居城市的城市,也正是因為如此,信陽市對于可持續發展戰略在當地的實施情況給予了高度的重視。為了有效推進當地可持續發展戰略的實施,就應當將戰略的實質落實到各行各業的建設當中?沙掷m發展,歸根究底就是綠色生態可持續,通過在土木工程建設中進行綠色建筑材料的使用,不僅可以有效地避免資源的過度浪費,同時還對于我國生態環境的發展起到了良好的保護作用。
2.3符合國家經濟轉型的整體要求
近年來,隨著我國建筑行業的不斷發展,建筑行業在整體經濟發展中所占據的比重越來越大。除去旅游業和農業之外,建筑行業與信陽市的經濟發展水平之間的關系也越來越密切?沙掷m發展戰略推行之后,我國對于節能環保產業的重視程度越來越高,這就對于土木工程行業的綠色發展提出了越來越高的要求。在土木工程的施工過程中應用綠色建筑材料,一方面可以有效避免資源的過度浪費,另一方面也可以實現資源的循環利用,為我國建筑行業由資源消耗向綠色環保產業的發展過程,起到有效的促進作用。
3綠色建筑材料的分類
就目前情況來看,綠色建筑材料已經被應用于許多建筑工程項目的施工過程中,但綠色建筑材料在土木工程施工中的應用仍然不夠完善。目前我國對于綠色建筑材料的尚無統一明確的標準。在具體對于綠色建筑材料進行分類時,劃分的標準各異,具體來說涉及到以下幾類分類方式:(1)根據綠色建筑材料的`不同特點,可以將綠色建筑材料具體地分為安全型建筑材料、健康型建筑材料、節能型建筑材料以及可循環型建筑材料幾個類別。其中,安全型建筑材料也就是指可以在綠色建筑材料的生產和使用過程當中實現安全性控制,健康型建筑材料則是指綠色建筑材料具備無毒害、無污染的特點,節能型建筑材料是指綠色建筑材料具備節約能源、保護環境的特點,可以提升材料的利用率,避免不必要的資源浪費;可循環型建筑材料是指綠色建筑材料在回收之后經過處理可以實現二次利用,一方面提高了資源的利用率,避免了工程廢料難以處理而造成的環境污染問題。(2)根據不同建筑材料的性質,特點可以將綠色建筑材料具體劃分為功能型建筑材料、結構型建筑材料以及裝飾型綠色建筑材料幾個類別。其中,功能型綠色建筑材料主要是指高分子復合建筑材料,在工程施工過程中的針對性更強,且優勢更為明顯。結構型建筑材料則種類多樣,不僅包括防水木材、輕型鋼材,還包括環保水泥等土木工程施工中必不可少的原材料。裝飾型材料則是指一些用于進行建筑美化裝飾的建筑材料,具體來說包括保溫材料、防水材料以及各色涂料等。在好的研究分析過程中,我們則主要立足于按照綠色建筑材料的性質特點進行劃分的方式來展開下一步的論述。
4綠色建筑材料的選取與使用
4.1綠色建筑材料的選取
目前,可以在建材市場上購買到的綠色建筑材料種類眾多,而質量和功能卻參差不齊。信陽自然生態環境良好,氣候宜人,雨量豐沛,空氣相對潮濕,這就對于建筑材料的質量提出了更高的要求。在土木工程的施工過程中,在選材方面,應當充分立足于當地的實際情況,切實立足于工程的需求,在保障質量的同時選取價格相對低廉的綠色建筑材料。在以往的土木工程施工當中,通常會大幅度的應用木材、石材等傳統建筑材料,這些材料無論是在前期的加工還是后期的使用過程中,都會產生較為嚴重的粉塵污染,對于生態環境的可持續發展十分不利。信陽市處于亞熱帶季風氣候區,該地竹林密布,在采取竹質結構材料進行土木工程的建設方面具有先天的優勢,有效地避免了大量粉塵出現而造成的空氣污染問題。
4.2綠色建筑材料的施工應用
將綠色建筑材料用于土木工程的施工建設當中,最主要的目的就是為了減少資源浪費,從而實現節約資源,保護環境的發展目標。綠色建筑材料的應用雖然具有一定的優勢性,但與傳統建筑材料相比,建筑材料的成本耗費更高,將其應用于土木工程的施工建設當中,受到的局限性較大,很難大面積的推廣應用。許多建筑單位為了避免過多的資金消耗,最終還是會選擇采取傳統的建筑材料進行土木工程的施工建設,綠色建筑材料的功用也就自然難以得到發揮的空間。
4.3綠色建筑材料在驗收階段的控制
當前情況下,我國土木工程施工過程中存在著許多有待改善的問題。許多施工人員為了獲取更多的利益,相互包庇、以次充好,這對于土木工程建設的工程質量造成了極其惡劣的影響。即便在工程建設當中采用了綠色建筑材料,施工人員對于材料的特性卻沒有足夠的了解,建材的作用很難發揮到極致,這就要求施工單位對于土木工程竣工之后的驗收工作給予足夠的重視,從而有效的促進綠色建筑材料在我國土木工程施工過程中的發展應用。
5綠色建筑材料的使用對策
5.1加強綠色建筑材料的頂端設計
目前在我國的建筑行業當中,建筑水平的發展通常是建立在資源的大幅度消耗之上的,很明顯,這對于可持續發展戰略的落實極為不利。結構性綠色建筑材料除去具備良好的節能環保性能之外,其力學性能也十分優越,因此,在進行綠色建筑材料的選取應用時,應當充分明確圖木工程對于建筑材料的具體要求,針對性的選取建筑材料。舉例來說,信陽市是我國有名的革命紅城,“山繞綠城城砌玉,城裹碧水水飛虹”正是信陽市容的真實寫照,因此我們在進行土木工程建筑材料的選取時,不僅要充分發揮材料的力學性能,保障工程建設的質量,同時也要保障工程的外部結構符合當地的市容市貌。
5.2推動綠色建筑材料的施工使用
綠色建筑材料在發展過程中受到的最大局限就在于其造價過高,因此,想要大面積地推廣綠色建筑材料,就必須解決其成本開發問題。這就要求,相關的研究人員能夠深入的對于綠色建筑材料的性能進行研究,提升綠色建筑材料的工藝水平,使其具備更高的使用價值。同時,建筑單位在進行材料的選取時,應當結合施工地點的實際情況,立足于項目的需求,科學合理的進行綠色建筑材料的使用。
5.3提升綠色建筑材料的監管力度
沒有規矩不成方圓:①應當建立起完備的監管體系,通過對于土木工程行業進行約束,來提升對于綠色建筑材料使用的規范性,從而對于綠色建筑材料的應用以及土木工程建設的質量起到相應的規范作用。②應當定期對于施工人員進行相應的培訓,不斷提升相關施工人員的技術水平和綜合素質,對于土木工程中所使用的綠色建筑材料進行嚴格的驗收篩查,以免在施工過程中混入質量不合格的施工材料,影響工程的總體質量。③應當充分發揮輿論監督的作用,借助社會各方的力量,通過加強公共監督,來不斷加強綠色建筑材料生產、銷售以及應用各個環節的規范性,不斷提升土木工程施工建設的管理力度。值得注意的是,應當在工程建設的過程當中適當的引入獎懲制度,對于那些違規進行材料使用的施工人員以及沒能切實進行施工管控的監管人員實施相應的處罰。
6總結
綜上所述,綠色環保已經成為土木工程施工建設中除去保障工程質量、提升施工效率以外的第三原則,在這樣的大背景下,綠色建筑材料應運而生,其發展空間極為廣闊。然而綠色建筑材料在我國仍然屬于一個新的名詞,在綠色建筑材料的應用與研發方面,我國與發達國家之間仍然存在著明顯的差距。綠色建筑材料的應用是現代化工程建設的產物,我們應當重視其在土木工程建設過程中所占有的優勢,在進行材料使用的過程中對于綠色材料的使用要求,即使解決材料應用過程中的一些常見性問題,充分發揮綠色材料再土木工程建設中的作用,同時不斷的開發和研究新型的綠色建筑材料,被綠色材料在我國土木工程建設行業當中的應用提供更為廣闊的發展空間。
參考文獻
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