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土木工程材料論文(優(yōu))
在現(xiàn)實(shí)的學(xué)習(xí)、工作中,大家都經(jīng)常看到論文的身影吧,論文是進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的一種說(shuō)理文章。相信很多朋友都對(duì)寫(xiě)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,僅供參考,希望能夠幫助到大家。
土木工程材料論文1
一、理順教學(xué)內(nèi)容,明確教學(xué)重點(diǎn)
我們必須在教材的基礎(chǔ)上,理順我們要交接的內(nèi)容,并依據(jù)大綱的要求,對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行合理的深化和適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展!锻聊竟こ滩牧稀穬(nèi)容多而繁雜,但授課學(xué)時(shí)數(shù)有限,必須根據(jù)專(zhuān)業(yè)和課程特點(diǎn)使教學(xué)重點(diǎn)與專(zhuān)業(yè)相結(jié)合同時(shí)有所側(cè)重。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)土木工程材料的正確理解,為工程應(yīng)用打下良好的基礎(chǔ)。授課過(guò)程中,教學(xué)重點(diǎn)放在材料的組成、結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系上,通過(guò)對(duì)其關(guān)系的分析,導(dǎo)出材料的性質(zhì)和應(yīng)用,通過(guò)對(duì)材料性能、應(yīng)用特點(diǎn)的認(rèn)識(shí),了解材料改性的途徑,知道材料的適宜使用環(huán)境、施工技術(shù)等,從而能夠針對(duì)不同的工程及環(huán)境條件,合理選用材料。
二、加強(qiáng)課程之間的聯(lián)系,增強(qiáng)其系統(tǒng)性、條理性
由于教材內(nèi)容的特點(diǎn),即內(nèi)容偏重于敘述,內(nèi)容多、繁雜,沒(méi)有邏輯性,章節(jié)之間聯(lián)系不大,初學(xué)者往往找不到重點(diǎn)。因此,在備課時(shí)教師一定要明確所講內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)和教學(xué)目的。認(rèn)真研究教材,增強(qiáng)授課內(nèi)容的系統(tǒng)性、條理性,幫助學(xué)生理清思路,引導(dǎo)學(xué)生分析各種材料在組成、結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用上的'共性和特性,加強(qiáng)課程各部分內(nèi)容之間的聯(lián)系,著重引導(dǎo)學(xué)生順著材料的組成和結(jié)構(gòu)決定其性能,而原材料種類(lèi)和生產(chǎn)施工、工藝又決定了組成、結(jié)構(gòu),這條主線去學(xué)習(xí),培養(yǎng)同學(xué)們分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力,提高綜合分析能力和專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。
三、改善教學(xué)方法,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性
傳統(tǒng)的教學(xué)思想比較注重教師的決定作用,忽視學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主動(dòng)性、積極性。因而學(xué)生普遍學(xué)習(xí)興趣不高,效率低下。因此教師在課堂講授過(guò)程中,應(yīng)盡量采用多種不同的教學(xué)模式、教學(xué)方式和手段,要求學(xué)生課前復(fù)習(xí),課后預(yù)習(xí),教師在講課時(shí)要適當(dāng)穿插提問(wèn)、設(shè)疑等促使學(xué)生積極主動(dòng)的思考,同時(shí)多多采用工程案例,以具體的工程案例為引例,引發(fā)學(xué)生進(jìn)行討論,發(fā)表意見(jiàn),從而加深學(xué)生對(duì)材料性能的理解和應(yīng)用,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
四、改善教學(xué)手段,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性、趣味性
該課程屬于實(shí)踐比較強(qiáng)的課程,但實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)有限,大部分測(cè)試方法、測(cè)試手段需課內(nèi)講解,所需時(shí)間長(zhǎng)、表達(dá)不直觀,學(xué)生難以透徹理解。因此,老師要從有關(guān)各種期刊等獲取有關(guān)的信息,及時(shí)掌握最新標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)利用互聯(lián)網(wǎng)獲取相關(guān)信息和政策,各種材料的最新發(fā)展動(dòng)態(tài),作為教材內(nèi)容的補(bǔ)充,克服教材的局限性。同時(shí)利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段等直觀教學(xué)方式,在課堂上通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示和播放實(shí)驗(yàn)錄像讓學(xué)生充分了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程和操作方法,達(dá)到除滿足本科教學(xué)的目的,這樣既激發(fā)了學(xué)生的興趣,增強(qiáng)了教學(xué)效果,又加深了學(xué)生的記憶,使所學(xué)的知識(shí)更加的堅(jiān)實(shí)、牢固。
五、利用實(shí)驗(yàn)課加深學(xué)生的理解,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力
《土木工程材料》的重點(diǎn)在于學(xué)以致用,實(shí)踐性較強(qiáng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng),可以使學(xué)生熟悉材料的生產(chǎn)、施工工藝、測(cè)試方法等,驗(yàn)證已學(xué)材料性質(zhì),加深已學(xué)知識(shí)的理解和記憶,增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力以及分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力。因此,要將實(shí)驗(yàn)課放在重要地位。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,對(duì)新材料的開(kāi)發(fā)研究和驗(yàn)證等,可以進(jìn)一步開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性選題實(shí)驗(yàn);同時(shí),可以與實(shí)驗(yàn)室老師聯(lián)系,讓學(xué)生參與老師的科研項(xiàng)目,做一些基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn),先有老師進(jìn)行基礎(chǔ)的培訓(xùn),等學(xué)生熟練掌握操作之后,由學(xué)生直接進(jìn)行操作,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以實(shí)驗(yàn)報(bào)告或小論文的形式,把實(shí)驗(yàn)與課程內(nèi)容結(jié)合起來(lái),達(dá)到綜合運(yùn)用的目的。
土木工程材料論文2
一、當(dāng)前我國(guó)土木工程施工中材料選擇方面存在的不足之處
通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析,我們發(fā)現(xiàn)目前在土木工程施工當(dāng)中,人們?cè)谑┕げ牧系倪x擇上還存在著許多的問(wèn)題,這不僅對(duì)整個(gè)土木工程的施工質(zhì)量有著嚴(yán)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(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.1在材料管理過(guò)程中缺乏專(zhuān)業(yè)的人才,或者管理人員整體素質(zhì)不夠高。在對(duì)土木工程進(jìn)行質(zhì)量控制管理的過(guò)程中,管理人員的專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)都存在著一定的不足,這就使得人們?cè)趯?duì)施工材料和質(zhì)量控制的過(guò)程中存在著許多的問(wèn)題。這就導(dǎo)致整個(gè)工程施工的質(zhì)量存在著許多的問(wèn)題。而且部分施工單位在發(fā)展的過(guò)程中,并不重視人才的培養(yǎng),這就導(dǎo)致工程施工的質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響,降低了整個(gè)土木工程的施工質(zhì)量,使其經(jīng)濟(jì)效益得到了很好的保障。
1.2材料管理制度不能夠落到實(shí)處,只停留在形式層面,甚至沒(méi)有管理制度。目前人們?cè)趯?duì)工程施工材料進(jìn)行管理的過(guò)程中,管理制度的實(shí)施有著十分重要的意義,它不僅可以保障工程項(xiàng)目管理工作的有效進(jìn)行,還保障了施工材料的質(zhì)量。不過(guò),我國(guó)部分施工企業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中,只重視眼前的經(jīng)濟(jì)利益,而忽視了管理制度的建設(shè),這就導(dǎo)致整個(gè)工程項(xiàng)目的質(zhì)量管理工作受到了嚴(yán)重的影響,這就使得人們?cè)谕聊竟こ淌┕さ倪^(guò)程中,存在著許多的弊端,進(jìn)而使得土木工程的施工質(zhì)量,無(wú)法滿足工程施工的相關(guān)要求。
1.3材料管理方法缺乏創(chuàng)新,過(guò)于落后,很難滿足時(shí)代的發(fā)展需求。隨著時(shí)代的不斷進(jìn)步,傳統(tǒng)的材料管理辦法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前土木工程施工的相關(guān)要求,因此我們就需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的創(chuàng)新和完善,以確保土木工程的施工質(zhì)量。但是在實(shí)際施工中,大多數(shù)施工企業(yè)都缺乏創(chuàng)新精神,還是采用傳統(tǒng)的材料管理辦法來(lái)對(duì)其進(jìn)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(gè)工程的施工質(zhì)量帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。
1.4材料選擇的方法不夠規(guī)范,選擇過(guò)程存在較多的漏洞,監(jiān)督力度不夠。在實(shí)際的土木施工過(guò)程中,一般情況下施工單位會(huì)設(shè)立一個(gè)獨(dú)立部門(mén)負(fù)責(zé)選擇和采購(gòu)施工材料,而期間對(duì)采購(gòu)過(guò)程缺乏自始至終的監(jiān)督和管理。由于管理力度不足,如果某些人員的自身素質(zhì)較低,為了謀取個(gè)人私利,極有可能在采購(gòu)過(guò)程中中飽私囊,欺上瞞下,這樣不僅會(huì)造成工程的.質(zhì)量大打折扣,還會(huì)對(duì)企業(yè)的形象造成極大的損害,帶來(lái)許多無(wú)法挽回的損失,在加強(qiáng)工作人員素質(zhì)的同時(shí),企業(yè)也應(yīng)該完善自身監(jiān)督管理制度,讓那些謀求私利者無(wú)縫可鉆,保證材料選擇工作的正常進(jìn)行。
二、在實(shí)際土木工程施工過(guò)程中應(yīng)該如何做好材料選擇和質(zhì)量控制工作
在實(shí)際施工過(guò)程中,所選擇材料的質(zhì)量的高低,直接影響著工程的質(zhì)量,關(guān)系到了施工企業(yè)的形象,而且會(huì)對(duì)施工進(jìn)度和施工成本造成很大的影響,為了保證施工質(zhì)量和進(jìn)度,需要對(duì)材料和選擇和質(zhì)量的控制進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督,可以從以下幾個(gè)方面來(lái)努力:
2.1施工單位要注重對(duì)專(zhuān)業(yè)人員的培養(yǎng),提高人員的綜合素質(zhì)。管理人員的素質(zhì)高低對(duì)于材料的選擇和質(zhì)量控制有重要的決定作用。單位領(lǐng)導(dǎo)階層要加大對(duì)人才的重視程度,注重對(duì)人才的培養(yǎng)。不僅要加強(qiáng)對(duì)人員的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的培養(yǎng),還要加強(qiáng)對(duì)其職業(yè)道德素質(zhì)的培養(yǎng)。同時(shí)對(duì)相關(guān)工作人員要進(jìn)行定期的考核審查,建立完善的選拔和考核制度。通過(guò)對(duì)工作人員的培訓(xùn),可以極大地提高工作效率,保證管理工作的規(guī)范。
2.2建立和健全相關(guān)管理制度體系,將管理工作落到實(shí)處?刂坪貌牧系馁|(zhì)量對(duì)工程的施工質(zhì)量有十分重要的意義,同時(shí)對(duì)維護(hù)單位形象也有很大的促進(jìn)作用。企業(yè)單位要落實(shí)管理工作,建立和健全相關(guān)的管理制度體系,保證材料的質(zhì)量,才能保證施工質(zhì)量。建立相關(guān)的管理制度體系,就要規(guī)范相關(guān)工作流程,明確人員職責(zé)工作,約束相關(guān)工作細(xì)節(jié)等等。
2.3對(duì)相關(guān)管理方法不斷地進(jìn)行改革和創(chuàng)新,建立科學(xué)化信息化的管理方式。當(dāng)今社會(huì)是信息化社會(huì),計(jì)算機(jī)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中,所以對(duì)材料的也應(yīng)該建立起信息化管理模式,充分發(fā)揮出計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)單位要注重創(chuàng)新,不斷培養(yǎng)員工的創(chuàng)新精神,不斷地對(duì)管理方法進(jìn)行改革和創(chuàng)新,要做到與時(shí)俱進(jìn),緊跟時(shí)代變革的步伐,使制度能夠更好地為管理工作服務(wù)。建立科學(xué)化信息化的管理方式,可以極大地節(jié)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(gòu)管理機(jī)制,提高采購(gòu)部門(mén)人員的素質(zhì),加大監(jiān)督管理力度。施工單位要健全材料的選擇和采購(gòu)管理機(jī)制,建立單獨(dú)的采購(gòu)部門(mén),同時(shí)要注重提高采購(gòu)部門(mén)工作人員的素質(zhì),防止出現(xiàn)謀求私利、以次充好的現(xiàn)象出現(xiàn)。建立健全統(tǒng)一的采購(gòu)管理機(jī)制,可以約束人員的不良行為,使其能夠盡心盡力為企業(yè)單位工作,從而保證所選材料的質(zhì)量和施工質(zhì)量。同時(shí)企業(yè)要加大監(jiān)督管理力度,嚴(yán)格規(guī)范員工行為。
三、結(jié)束語(yǔ)
總而言之,在當(dāng)前我國(guó)土木工程建設(shè)施工的過(guò)程中,對(duì)施工材料的選擇和質(zhì)量控制有著十分重要的意義,這是保障整個(gè)工程施工質(zhì)量的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。不過(guò),從當(dāng)前我國(guó)土木工程施工的實(shí)際情況來(lái)看,人們?cè)谑┕げ牧线x擇的過(guò)程中,還存在著許多問(wèn)題。為此我們還要采用相應(yīng)的技術(shù)手段來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理,以確保工程的施工質(zhì)量。
土木工程材料論文3
摘要:進(jìn)入新時(shí)代以來(lái),我國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)一直都保持著高速的發(fā)展,促進(jìn)了我國(guó)土木工程行業(yè)的發(fā)展。而隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,使得一系列的新技術(shù)與新材料都得到了大范圍的普及與應(yīng)用,在這個(gè)背景之下,人們也對(duì)土木工程中復(fù)合材料的應(yīng)用引起了越來(lái)越多的重視和關(guān)注,這成為了土木工程行業(yè)在未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì)與方向。本文主要是對(duì)復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究。
關(guān)鍵詞:復(fù)合材料;土木工作;應(yīng)用情況
引言;
1.所謂復(fù)合材料,指的就是通過(guò)物理或者化學(xué)的方法,將兩種或兩種以上的不同性質(zhì)材料在微觀或宏觀上組成具有新性能的材料,復(fù)合材料最大的優(yōu)勢(shì)就在于組成復(fù)合材料的各種材料能夠在各自性能上實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短,能夠發(fā)揮出協(xié)同的作用,使得復(fù)合材料的綜合性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比原組成材料的性能更加優(yōu)異,進(jìn)而復(fù)合材料也就能夠滿足更多不同的要求。
2.[1]FRP就是纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,其發(fā)展歷史十分悠久,人們?cè)谏蟼(gè)世紀(jì)五六十年代就開(kāi)始嘗試將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料運(yùn)用到民用建筑當(dāng)中,在1961年,英國(guó)有一座教堂的尖頂中就應(yīng)用了玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料,之后,利物浦也利用玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為連系梁建立起了一座人行天橋。玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在我國(guó)的應(yīng)用是在上個(gè)世紀(jì)五十年代末期,我國(guó)開(kāi)始嘗試將玻璃纖維束應(yīng)用到混凝土的構(gòu)件中,發(fā)展到了七八十年代的時(shí)候,玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料開(kāi)始在我國(guó)結(jié)構(gòu)工程中得到了大面積的應(yīng)用,并且針對(duì)玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究也取得了一系列的成果。
一、工程結(jié)構(gòu)加固補(bǔ)強(qiáng)
1.1復(fù)合材料在社會(huì)上的各行各業(yè)中都有著很多的應(yīng)用,其主要是通過(guò)各種方法將玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料附著在構(gòu)件表面上受力,這樣一來(lái)就可以有效增強(qiáng)原有構(gòu)件的受力性能。我國(guó)在上個(gè)世紀(jì)八十年代的時(shí)候就嘗試在工程實(shí)踐中利用混凝土結(jié)構(gòu)外貼玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料內(nèi)夾高強(qiáng)鋼絲的加固方法,但是嘗試這個(gè)加固方法的主要目的只是為了起到防腐的作用,并且將混凝土與鋼絲相結(jié)合,因而這種嘗試并沒(méi)有得到廣泛的推廣。[2]在九十年代初期,對(duì)瑞士的多跨連續(xù)箱形梁橋使用了碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料進(jìn)行了加固并取得了很好的效果之后,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加固結(jié)構(gòu)修復(fù)技術(shù)開(kāi)始在全球范圍內(nèi)得到了研究與普及,取得了很快的發(fā)展,并且在實(shí)際的工程中得到了大量的應(yīng)用。
1.21988年,我國(guó)成功完成了第一項(xiàng)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固工程,進(jìn)而也就開(kāi)始了我國(guó)的纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的發(fā)展之路,尤其是2008年汶川大地震之后,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料加固技術(shù)更是極大的支持了建筑重建工作以及加固修復(fù)震損結(jié)構(gòu)工作。在現(xiàn)階段內(nèi)。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在各種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)加固中都得到了大量的成功運(yùn)用,比如在混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等方面,另外,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料除了涉及橋梁與建筑領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)之外,同時(shí)還涉及到了地下結(jié)構(gòu)、水工結(jié)構(gòu)以及隧道等等,所涉及的領(lǐng)域十分廣泛。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的加固形式十分多樣,主要包括纖維增強(qiáng)復(fù)合材料布纏繞加固混凝土柱、將纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材貼在梁與板手拉面、利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料片材包裹梁、柱構(gòu)件。[3]
二、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料
2.1在纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中,纖維占了一半以上的含量,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的重量相對(duì)很輕,只有普通鋼筋重量的百分之二十左右,但是其強(qiáng)度十分大,是普通鋼筋強(qiáng)度的.六倍之多。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有很好的耐腐蝕性,這也是其能夠代替鋼筋的重要因素之一,這能夠防止因?yàn)殇摻钿P蝕而對(duì)結(jié)構(gòu)造成的損害,并且還明顯減少了結(jié)構(gòu)的維護(hù)時(shí)間與費(fèi)用。同時(shí),纖維增強(qiáng)復(fù)合材料還具有良好的非磁性,能夠滿足某些特殊工程的無(wú)鐵磁性的要求。在橋梁工程中,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料索有著很多的應(yīng)用,比如其可以作為纜索運(yùn)用到懸索橋或斜拉橋中,或者是作為預(yù)應(yīng)力筋運(yùn)用到混凝土橋中。
2.2[4]在上個(gè)世紀(jì)六十年代初期的時(shí)候,一些發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料配筋在混凝土梁中的應(yīng)用進(jìn)行研究,包括美國(guó)、日本等等,其研究的內(nèi)容主要就是如何利用纖維增強(qiáng)復(fù)合材料減少近海區(qū)域或寒冷地區(qū)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的鹽蝕危害。此外,在這些發(fā)達(dá)國(guó)家,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在巖土工程的加筋土中也有著很多的應(yīng)用,并且由于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有安裝簡(jiǎn)潔、耐久性強(qiáng)、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì),使得其得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。我國(guó)對(duì)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料配筋在混凝土梁中的應(yīng)用的研究也比較早,到目前為止,我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)出多種纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋、索產(chǎn)品以及與其相配套的夾具,隨著研究的力度不斷加大,促使我國(guó)在實(shí)際的實(shí)踐中也取得了一定的研究成果。
2.3[5]在研究纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋混凝土的過(guò)程中,主要是研究?jī)蓚(gè)方面的內(nèi)容:首先是混凝土與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料之間的截面的粘結(jié)性能的問(wèn)題,這是因?yàn)檫@兩者的粘結(jié)性能都很差,不同的筋材形式與表面處理形式,最后得到的粘結(jié)性能也是具有差異的;其次是特殊力學(xué)性能,纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋是一種彈脆性材料,因此與傳統(tǒng)鋼筋混凝土構(gòu)件相比,應(yīng)用了纖維增強(qiáng)復(fù)合材料筋的混凝土的構(gòu)件的受力性能也是不同的,這也成為了相關(guān)學(xué)者在今后都將進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注的研究?jī)?nèi)容。
結(jié)語(yǔ):
綜上可知,與纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的其他應(yīng)用領(lǐng)域相比,復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用條件更加具有復(fù)雜性,土木工程行業(yè)正處于高速發(fā)展的階段,雖然現(xiàn)代混凝土與鋼材的大量應(yīng)用有著很長(zhǎng)的歷史,但是其應(yīng)用仍需要進(jìn)一步加強(qiáng)與完善。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有多樣化的應(yīng)用形式,其在未來(lái)必定會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用,發(fā)展前景十分廣闊。
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土木工程材料論文4
1土木工程材料實(shí)踐教學(xué)研究現(xiàn)狀
目前,各大專(zhuān)院校土木工程材料課程理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)共30個(gè)學(xué)時(shí),其中理論教學(xué)內(nèi)容多而繁雜,一般均超過(guò)22個(gè)學(xué)時(shí),扣除最后2個(gè)學(xué)時(shí)的考試外,實(shí)踐教學(xué)只有6個(gè)學(xué)時(shí)。要在6個(gè)學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生盡可能的多了解土木工程材料,教師只能采取演示試驗(yàn)的方法,大部分學(xué)生無(wú)法動(dòng)手參與試驗(yàn),其教學(xué)方法與效果不甚理想。
2土木工程材料實(shí)踐教學(xué)改革新方法
實(shí)踐教學(xué)是能力培養(yǎng)的重要手段,為了加強(qiáng)理論和實(shí)踐教學(xué)的對(duì)接,提高學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力,我們嘗試了開(kāi)拓試驗(yàn)教學(xué)新思路,創(chuàng)建實(shí)踐教學(xué)新平臺(tái)和拓寬實(shí)踐教學(xué)新渠道等方法。
2.1開(kāi)拓試驗(yàn)教學(xué)新思路
如何通過(guò)有限的資源提高學(xué)生的動(dòng)手能力,分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新能力,是土木工程材料試驗(yàn)教學(xué)切實(shí)需要面對(duì)的問(wèn)題。教師不僅要重視試驗(yàn)課程教學(xué)的組織與設(shè)計(jì),還要不斷更新教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方法和手段。傳統(tǒng)的試驗(yàn)教學(xué)方法要求一個(gè)教學(xué)班利用給定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、固定的試驗(yàn)步驟和統(tǒng)一的試驗(yàn)參數(shù)來(lái)進(jìn)行。學(xué)生所觀察到的現(xiàn)象、所得到的試驗(yàn)結(jié)果幾乎一樣。因此,不同試驗(yàn)參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響是無(wú)法顯現(xiàn)出來(lái)的,學(xué)生對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的理解也很浮淺。如果能夠改變固有的教學(xué)方法,通過(guò)設(shè)置不同參數(shù)、不同條件,讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比研究,并加以分析討論,則更有利于學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的掌握。例如,傳統(tǒng)的水泥技術(shù)要求試驗(yàn)中,各試驗(yàn)小組選用相同生產(chǎn)廠家和同樣種類(lèi)與型號(hào)的水泥,試驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)果基本相同,學(xué)生無(wú)法觀察不同水泥在標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,初凝、終凝等技術(shù)性能的差異,也無(wú)法觀察安定性、力學(xué)性能和強(qiáng)度等級(jí)等技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn),各小組之間也無(wú)需進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)分享和共同協(xié)作。如果教師能通過(guò)自制水泥的方式,制備出未知技術(shù)性能的水泥,學(xué)生和老師共同通過(guò)試驗(yàn)總結(jié)出水泥技術(shù)要求的影響因素,小組之間通過(guò)交流并分享試驗(yàn)結(jié)果,觀察相關(guān)參數(shù)對(duì)水泥性能的影響,教學(xué)效果必將得到提升。又如,根據(jù)正交試驗(yàn)原理設(shè)定混凝土配合比試驗(yàn)參數(shù),各小組分別觀察水灰比、砂率、單位用水量、粗集料用量和最大粒徑等參數(shù)對(duì)混凝土工作性能和強(qiáng)度的影響,并將最終的試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果統(tǒng)一起來(lái),由學(xué)生對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,寫(xiě)出綜合試驗(yàn)報(bào)告。顯然,水泥性能和混凝土配合比實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì),不僅加深了學(xué)生對(duì)于一些現(xiàn)象的直觀印象,還增強(qiáng)了學(xué)生動(dòng)手能力和綜合分析問(wèn)題的能力,同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生探索未知領(lǐng)域的研究興趣。
2.2創(chuàng)建實(shí)踐教學(xué)新平臺(tái)
1)開(kāi)放試驗(yàn)室
由于試驗(yàn)學(xué)時(shí)有限,我校在本學(xué)年嘗試了課余時(shí)間為學(xué)生開(kāi)放所有試驗(yàn)室,鼓勵(lì)學(xué)生充分利用開(kāi)放性試驗(yàn)室進(jìn)行砂漿、水泥凝結(jié)時(shí)間測(cè)定和混凝土配合比設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)性、綜合性試驗(yàn),教師利用課余時(shí)間給予指導(dǎo),使學(xué)生充分了解了試驗(yàn)過(guò)程和操作方法,達(dá)到滿足本學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本要求。
2)增設(shè)土木工程材料試驗(yàn)課程為了提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量,在20xx年新的教學(xué)大綱修訂的過(guò)程中,我校針對(duì)土木工程材料課程的教學(xué)現(xiàn)狀,增設(shè)了土木工程材料實(shí)踐教學(xué)周,利用一周的時(shí)間讓學(xué)生充分參與到實(shí)踐教學(xué)中,充分保障實(shí)踐教學(xué)的運(yùn)行。
3)鼓勵(lì)學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目
針對(duì)部分學(xué)生對(duì)教師的科研項(xiàng)目具有較強(qiáng)興趣的情況,我校鼓勵(lì)學(xué)生參與到研究中,指導(dǎo)過(guò)程中注重培養(yǎng)學(xué)生在原材料的選擇、成型工藝的控制和性能檢測(cè)等環(huán)節(jié)的實(shí)際技能與分析解決問(wèn)題的能力,提高學(xué)生創(chuàng)新能力以及開(kāi)展基礎(chǔ)研究的能力。
4)指導(dǎo)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽
為了提高大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的認(rèn)知能力,我校開(kāi)展了一系列以專(zhuān)業(yè)知識(shí)為依托的學(xué)科競(jìng)賽。同學(xué)們?cè)趨⒓痈?jìng)賽的過(guò)程中,鍛煉了自身的專(zhuān)業(yè)技能。例如,我校針對(duì)當(dāng)前建筑垃圾大量堆放所引起的'環(huán)境與社會(huì)問(wèn)題,舉辦了“建筑垃圾變廢為寶大行動(dòng)”的學(xué)科競(jìng)賽。在教師的指導(dǎo)下,同學(xué)們提出了各種建筑垃圾再生利用的方法。這場(chǎng)競(jìng)賽不僅提高了學(xué)生們的動(dòng)手能力和科研能力,還讓學(xué)生們意識(shí)到傳統(tǒng)建筑材料在其使用結(jié)束后給環(huán)境帶來(lái)的巨大壓力和負(fù)面影響,有助于學(xué)生在以后的工作和研究中確立節(jié)能與環(huán)保的思維。
2.3拓寬實(shí)踐教學(xué)新渠道
土木工程材料的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)與理論課程相結(jié)合,力求建立材料特性與實(shí)際工程的有機(jī)聯(lián)系,盡可能制造機(jī)會(huì)讓學(xué)生接觸到實(shí)際的建筑材料,讓材料抽象的性質(zhì)具體化。力求建立課內(nèi)基本試驗(yàn)與工程實(shí)際的相互對(duì)照,盡可能創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生深入接觸實(shí)際工程,在工程實(shí)踐中充實(shí)和鞏固課堂理論知識(shí),零距離地開(kāi)展工程實(shí)踐教學(xué)。我校在課外時(shí)間組織學(xué)生到混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)、建材市場(chǎng)、商品混凝土攪拌站、建筑工地等參觀調(diào)研,邀請(qǐng)具有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的工程師指導(dǎo)并講解工程實(shí)際的工藝流程。讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)原材料選用原則和生產(chǎn)施工流程,從市場(chǎng)中了解現(xiàn)有材料和新材料的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。在商品混凝土生產(chǎn)企業(yè),學(xué)生了解了新拌混凝土的制備流程,意識(shí)到試驗(yàn)室中混凝土配比試驗(yàn)與工程實(shí)際的差異,也認(rèn)識(shí)到摻合料和外加劑的摻入,對(duì)拌合物和易性、力學(xué)性能和經(jīng)濟(jì)效益的影響。這不僅增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)土木工程材料的感性認(rèn)識(shí),也鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力、交際能力,提升了綜合專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)。在普通混凝土試驗(yàn)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),我校組織學(xué)生到當(dāng)?shù)氐慕ㄖ牧涎芯克M(jìn)行參觀學(xué)習(xí),讓學(xué)生觀摩混凝土配合比的試配流程。學(xué)生一方面認(rèn)識(shí)到水灰比、減水劑種類(lèi)與摻量、活性摻合料種類(lèi)與用量對(duì)拌合物工作性能的影響;另一方面,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)技術(shù)人員的講解,學(xué)生深入了解了活性摻合料摻入對(duì)混凝土性能、結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性的影響,并且了解到大量工業(yè)固體廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。學(xué)生通過(guò)這些內(nèi)容的學(xué)習(xí),深入認(rèn)識(shí)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部開(kāi)展“充分認(rèn)識(shí)開(kāi)展綠色建筑行動(dòng)的重要意義”行動(dòng)的深遠(yuǎn)影響,學(xué)會(huì)因地制宜、就地取材,結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)和資源稟賦,大力發(fā)展安全耐久、節(jié)能環(huán)保、施工便利的綠色建材。
3結(jié)語(yǔ)
土木工程材料課程,通過(guò)開(kāi)拓試驗(yàn)教學(xué)新思路,創(chuàng)建實(shí)踐教學(xué)新平臺(tái)和拓寬實(shí)踐教學(xué)新渠道等方法進(jìn)行了試驗(yàn)教學(xué)改革。教學(xué)結(jié)構(gòu)新穎合理,教學(xué)渠道拓寬,教學(xué)方式、教學(xué)手段和技術(shù)多樣化,很大的提高了實(shí)踐教學(xué)的效果。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性有了明顯提高,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力也顯著增強(qiáng),動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、應(yīng)用能力和研究能力得到加強(qiáng)。
土木工程材料論文5
一、土木工程材料實(shí)驗(yàn)的層次化教學(xué)模式
(一)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的層次化
三峽大學(xué)建筑材料實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)土木工程、水利工程、工程管理及建筑學(xué)等專(zhuān)業(yè)的土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)。原有的實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在諸多不足,經(jīng)過(guò)近2年實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的實(shí)踐,現(xiàn)階段該課程的實(shí)驗(yàn)采用層次化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)按實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分為兩個(gè)層次:一是驗(yàn)證性、設(shè)計(jì)性及少量綜合性實(shí)驗(yàn),其實(shí)驗(yàn)內(nèi)容對(duì)應(yīng)于教學(xué)大綱的范圍,是課程學(xué)習(xí)的基本要求,此處統(tǒng)稱(chēng)為基本性實(shí)驗(yàn),如表1所示;二是綜合性、設(shè)計(jì)性及創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,其內(nèi)容或是課程重點(diǎn)或難點(diǎn)的綜合運(yùn)用,或?qū)儆诋?dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)或研究趨勢(shì),亦或源于科研項(xiàng)目,并與教學(xué)密切相關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題等,統(tǒng)稱(chēng)為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),如表所示2。第二層次的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)適合學(xué)有余力,且有繼續(xù)學(xué)習(xí)和一定研究興趣的學(xué)生,為選做實(shí)驗(yàn)。
(二)教學(xué)組織與實(shí)施
1.基本性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織與實(shí)施第一層次的實(shí)驗(yàn)即基本性實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)于教學(xué)大綱的要求,可以按照原教學(xué)模式執(zhí)行教學(xué)組織與實(shí)施,在教學(xué)組織與實(shí)施過(guò)程中應(yīng)注意兩個(gè)教學(xué)原則和三點(diǎn)教學(xué)方法。其中,“兩個(gè)原則”一是把實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性交還給學(xué)生;二是注重激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣,將學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)由被動(dòng)轉(zhuǎn)向主動(dòng),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較、自主選擇實(shí)驗(yàn)方法、提問(wèn)引導(dǎo)等教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)基本性實(shí)驗(yàn)的興趣。
2.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織與實(shí)施第二層次的實(shí)驗(yàn),即創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)組織與實(shí)施方案,主要包括學(xué)生的遴選、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的確定兩方面。學(xué)生的遴選即是如何確定參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生。遴選時(shí)不僅應(yīng)考慮學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)與能力,也要綜合實(shí)驗(yàn)室相關(guān)設(shè)備的實(shí)際情況。為了保障取得較理想的教學(xué)質(zhì)量與效果,應(yīng)適當(dāng)控制選做本層次實(shí)驗(yàn)的學(xué)生人數(shù)。從教學(xué)實(shí)踐看,每學(xué)期開(kāi)展第二層次實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目數(shù)以4~6項(xiàng)為宜,最高不超過(guò)8項(xiàng),同時(shí)限定每名學(xué)生最多可選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為2項(xiàng)。這樣,既能保障實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行(儀器設(shè)備數(shù)量充足、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師到位),又能取得較滿意的教學(xué)效果。參與該層次實(shí)驗(yàn)的學(xué)生比例從20xx年秋季學(xué)期的15%增加到20xx年春季學(xué)期的37%。今后,隨著實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的逐步完善(設(shè)備、師資隊(duì)伍等),這一比例也將逐步提高。但考慮到創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生能力的要求以及教學(xué)效果等情況,教學(xué)團(tuán)隊(duì)的全體4名教師認(rèn)為其比例最高不宜超過(guò)60%。實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師的確定應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)室專(zhuān)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(shí)驗(yàn)室專(zhuān)任教師為輔進(jìn)行共同指導(dǎo)。如有特殊情況(上課時(shí)間沖突等),則應(yīng)由全體教學(xué)團(tuán)隊(duì)人員協(xié)商解決,或安排在周末學(xué)生無(wú)課的時(shí)段,以保證創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。
3.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程管理第二層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目屬于選修實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,通常由若干名學(xué)生,如3~5人組成實(shí)驗(yàn)小組,多數(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都要求學(xué)生自行查閱文獻(xiàn),經(jīng)交流討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案后再開(kāi)展實(shí)驗(yàn)。這一過(guò)程既能提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力,也可鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。但是,團(tuán)隊(duì)合作給少數(shù)只為混學(xué)分的學(xué)生提供了可乘之機(jī)。另一方面,由于創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)沒(méi)有固定的實(shí)驗(yàn)課時(shí)間,且實(shí)驗(yàn)總學(xué)時(shí)數(shù)也不能事先預(yù)定,這就要求指導(dǎo)教師應(yīng)在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中,實(shí)施過(guò)程性評(píng)價(jià)方法,加強(qiáng)過(guò)程管理和監(jiān)督。
4.創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的成績(jī)?cè)u(píng)定目前我校土木工程材料課程成績(jī)由考試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)及實(shí)驗(yàn)成績(jī)等三部分構(gòu)成,各部分所占權(quán)重依次為70%、20%、10%。開(kāi)設(shè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)后,課程成績(jī)的評(píng)定既要對(duì)學(xué)生有一定的激勵(lì),又應(yīng)避免出現(xiàn)學(xué)生為提高成績(jī)而一哄而上、爭(zhēng)相選做第二層次實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象。教學(xué)實(shí)踐中,根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、實(shí)驗(yàn)進(jìn)展及完成效果等情況,采用“優(yōu)、良、中、合格、不合格”共五檔進(jìn)行評(píng)定,并據(jù)此酌情額外增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)。比如,當(dāng)?shù)诙䦟哟螌?shí)驗(yàn)的成績(jī)?yōu)椤皟?yōu)”時(shí),可額外增加該生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)10分,并按相應(yīng)權(quán)重計(jì)入課程總成績(jī)。
(三)教學(xué)模式與方法層次化的實(shí)驗(yàn)
教學(xué)新模式要求改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和教學(xué)手段,以學(xué)習(xí)為中心,實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容層次化,充分利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段。教師應(yīng)改變自己的教學(xué)角色,確立為“學(xué)”而“教”的思想,在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,始終以學(xué)生為中心,確保學(xué)生的主體地位。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容層次化可以最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性,提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,并有利于培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。教師應(yīng)充分利用多媒體、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代化教學(xué)手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),如制作多媒體電子教案、CAI課件以及建立課程網(wǎng)站等,方便學(xué)生提前預(yù)習(xí)和自學(xué),既能提高實(shí)驗(yàn)效率和教學(xué)質(zhì)量,又可以開(kāi)拓和豐富學(xué)生的視野與知識(shí)面。
二、層次化教學(xué)模式長(zhǎng)期有效的保障措施
開(kāi)展創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué),不僅能夠加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)內(nèi)容的理解和把握,而且還能使學(xué)生較好地把握相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、研究趨勢(shì),掌握新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)或新方法,更重要的是能夠逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力和研究興趣,有利于培養(yǎng)復(fù)合型人才,這也是三峽大學(xué)土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的主要目的。為保證創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,必須采取相應(yīng)的保障措施。
(一)確定合適的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
創(chuàng)新性層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的首要工作是選題。選題要有創(chuàng)造性的因素,最好能解決一個(gè)較為復(fù)雜的技術(shù)問(wèn)題,以便使學(xué)生得到較全面的訓(xùn)練。選題應(yīng)該優(yōu)先選擇源于科研項(xiàng)目,并與教學(xué)密切相關(guān)的工程技術(shù)問(wèn)題,使學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間通過(guò)努力基本上能完成任務(wù),從而鞏固、加深和擴(kuò)大學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面,增強(qiáng)工作技能以及創(chuàng)造性。此外,為保證創(chuàng)新性層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)的長(zhǎng)期運(yùn)行,創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)不斷推陳出新。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐看,采取了如下途徑確定第二層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:引入反映相關(guān)領(lǐng)域研究熱點(diǎn)、研究趨勢(shì),以及實(shí)驗(yàn)新技術(shù)與新方法的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,采用與建材相關(guān)的大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目(國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí))、大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽科技項(xiàng)目,以及學(xué)校設(shè)立的大學(xué)生求索創(chuàng)新項(xiàng)目等,另有少量創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)合教師的`科研項(xiàng)目設(shè)置。
(二)經(jīng)費(fèi)來(lái)源和相關(guān)配套政策
創(chuàng)新性層次的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所用原料、藥品及儀器運(yùn)轉(zhuǎn)與維修費(fèi)用等經(jīng)費(fèi)開(kāi)支,都應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)配套與完善,以形成長(zhǎng)效機(jī)制?梢酝ㄟ^(guò)申請(qǐng)國(guó)家級(jí)、省級(jí)、校級(jí)等各級(jí)各類(lèi)創(chuàng)新項(xiàng)目或科技項(xiàng)目,如大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽項(xiàng)目、三峽大學(xué)設(shè)立的大學(xué)生求索創(chuàng)新活動(dòng)及其他項(xiàng)目,或從教師的科研項(xiàng)目中設(shè)置第二層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目等形式來(lái)獲取經(jīng)費(fèi)支持。20xx年秋季至20xx年春季共四個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐中,第二層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金、湖北省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目各1項(xiàng)、湖北省大學(xué)生挑戰(zhàn)杯競(jìng)賽項(xiàng)目1項(xiàng)、三峽大學(xué)設(shè)立的大學(xué)生求索創(chuàng)新活動(dòng)2項(xiàng)、教學(xué)研究項(xiàng)目2項(xiàng),以及其他橫向項(xiàng)目等。
(三)健全和完善實(shí)驗(yàn)室管理制度
建立健全實(shí)驗(yàn)室各項(xiàng)保障機(jī)制,包括條件保障、激勵(lì)約束機(jī)制和監(jiān)督機(jī)制等。條件保障方面,要繼續(xù)加大實(shí)驗(yàn)室建設(shè)力度,完善實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備等硬件設(shè)施。建筑材料實(shí)驗(yàn)經(jīng)過(guò)自20xx年秋以來(lái)的累次建設(shè)投入,實(shí)驗(yàn)設(shè)備、場(chǎng)地及環(huán)境等都得到顯著改善,完全滿足表1、表2所列項(xiàng)目對(duì)實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施的要求。在激勵(lì)約束機(jī)制方法方面,制定和完善了相關(guān)管理政策,如:對(duì)參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的學(xué)生在綜合測(cè)評(píng)時(shí)適當(dāng)加分,指導(dǎo)教師評(píng)職稱(chēng)時(shí)優(yōu)先推薦等。不僅吸引學(xué)生參與創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),還鼓勵(lì)教師參與第二層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)。
(四)加強(qiáng)過(guò)程控制
指導(dǎo)教師要加強(qiáng)對(duì)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的過(guò)程控制。制定相應(yīng)管理制度和方法,采用中期答辯和評(píng)估、定期召開(kāi)小組匯報(bào)和討論會(huì)等方式進(jìn)行嚴(yán)格、規(guī)范、科學(xué)的管理,對(duì)第二層次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的教學(xué)進(jìn)行有效監(jiān)督與控制。定期召開(kāi)小組會(huì)議可以了解實(shí)驗(yàn)進(jìn)度,并以實(shí)驗(yàn)方案方法的完善、指導(dǎo)等方面開(kāi)展討論,檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)日志、實(shí)驗(yàn)的收獲或思考內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)分析報(bào)告等,對(duì)前期工作作出評(píng)價(jià),提出具體建議,促進(jìn)實(shí)驗(yàn)小組按進(jìn)度完成預(yù)定任務(wù)。中期檢查是創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)過(guò)程的重要環(huán)節(jié),院(系)組織相關(guān)教師對(duì)項(xiàng)目實(shí)施中期檢查,可以使學(xué)生相互學(xué)習(xí)借鑒,而專(zhuān)家的評(píng)價(jià)起到診斷、督促、啟發(fā)、指導(dǎo)作用。建立并實(shí)施以過(guò)程為導(dǎo)向的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系,同時(shí)配套相應(yīng)的激勵(lì)機(jī)制,包括設(shè)立創(chuàng)新學(xué)分、綜合測(cè)評(píng)加分或推薦免試研究生加分、資助論文發(fā)表等措施,營(yíng)造了良好的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情。實(shí)踐表明,加強(qiáng)過(guò)程控制是開(kāi)展第二層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)、保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán),通過(guò)加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的監(jiān)督管理,取得了較好的教學(xué)效果。
(五)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)師資隊(duì)伍的建設(shè)
建設(shè)一支責(zé)任心強(qiáng)、業(yè)務(wù)過(guò)硬的師資隊(duì)伍,是搞好實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革,提高教學(xué)質(zhì)量的基本保證,也是適應(yīng)高校培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的需要。通過(guò)相關(guān)政策與制度,吸引教師積極參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作,同時(shí)支持他們參加各類(lèi)實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn),增強(qiáng)業(yè)務(wù)能力,使其能勝任不斷推陳出新的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目教學(xué)。目前,學(xué)校和學(xué)院均制定了相關(guān)政策,要求教師積極參與實(shí)驗(yàn)室建設(shè),經(jīng)常參加相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技能和業(yè)務(wù)能力培訓(xùn),并將這兩點(diǎn)作為教師職稱(chēng)申報(bào)時(shí)的必備條件之一。目前執(zhí)行情況良好,促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資建設(shè)。
三、層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐效果
經(jīng)過(guò)20xx年秋季學(xué)期至20xx年春季學(xué)期共4個(gè)學(xué)期的教學(xué)實(shí)踐,取得的效果表現(xiàn)為以下3方面。
(1)提高了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能,加深知識(shí)理解,擴(kuò)展知識(shí)體系。學(xué)生根據(jù)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和要求,自己查閱相關(guān)資料,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn),啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,最后以書(shū)面報(bào)告或小論文的形式進(jìn)行交流,使學(xué)生得到全面、綜合的實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。同時(shí),更深入地了解和探討實(shí)踐與理論的異同,加深了相關(guān)知識(shí)的理解與掌握,擴(kuò)展了知識(shí)體系。
(2)通過(guò)采取各種激勵(lì)和條件保障措施,營(yíng)造了促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的氛圍,激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情,取得了較好的效果。20xx年秋開(kāi)始實(shí)施土木工程材料層次化實(shí)驗(yàn)教學(xué)以來(lái),在20xx年成功申報(bào)2項(xiàng)校級(jí)求索創(chuàng)新活動(dòng)項(xiàng)目(20xx級(jí)土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生),20xx年開(kāi)展的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“摻磷渣活性粉末混凝土的制備”獲湖北省第九屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽二等獎(jiǎng)。同時(shí),學(xué)生依托創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在國(guó)際會(huì)議上公開(kāi)發(fā)表學(xué)術(shù)論文2篇:《粉磨時(shí)間對(duì)磷渣粉活性的影響》于20xx年11月發(fā)表在兩岸四地高性能混凝土國(guó)際研討會(huì)論文集,
(3)學(xué)生掌握了自主學(xué)習(xí)方法和能力,培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和能力。學(xué)生在創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,逐步學(xué)習(xí)和掌握解決問(wèn)題的方法,同時(shí),培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和能力。
四、結(jié)語(yǔ)
實(shí)踐教學(xué)是高等院校提高學(xué)生實(shí)踐技能,培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和職業(yè)適應(yīng)能力的重要手段。土木工程材料實(shí)驗(yàn)實(shí)行層次化的教學(xué)模式,不僅促使學(xué)生熟練掌握相關(guān)理論知識(shí),補(bǔ)充和深化知識(shí)、拓寬知識(shí)面,而且通過(guò)開(kāi)設(shè)第二層次的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),還能使學(xué)生較好地把握相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)、研究趨勢(shì),熟悉新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)或新方法,更重要的是,逐步培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力和研究興趣,有利于培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。以三峽大學(xué)“土木工程材料”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)改革為例,將實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)兩個(gè)層次,從教學(xué)項(xiàng)目的層次化、教學(xué)組織與實(shí)施、教學(xué)方法等方面,闡述了“土木工程材料”實(shí)驗(yàn)的層次化教學(xué)模式,提出了實(shí)現(xiàn)該教學(xué)模式長(zhǎng)效機(jī)制的保障措施,涉及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目選題、經(jīng)費(fèi)來(lái)源、過(guò)程化管理、實(shí)驗(yàn)室管理制度及實(shí)驗(yàn)教學(xué)的師資建設(shè)等5個(gè)方面。
土木工程材料論文6
在地方高校中,建立起科學(xué)得實(shí)驗(yàn)教學(xué)體制,有助于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中培養(yǎng)創(chuàng)新思維。并通過(guò)積極地探索和時(shí)間,能夠鍛煉學(xué)生得動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題得能力。同時(shí),還要求建立起高素質(zhì)得師資隊(duì)伍,合理整合校內(nèi)外得相關(guān)資源,多方面得共同作用,才能很好地推動(dòng)地方高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)得發(fā)展。
1.地方高校土木工程材料實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放得背景
在我國(guó)得教學(xué)背景下,實(shí)驗(yàn)室通常都非常重視課程教學(xué),并且在教室得引領(lǐng)下,學(xué)生得主體地位得不到體現(xiàn),從而使得實(shí)驗(yàn)室得教學(xué)效果比較差。在土木工程專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)室教學(xué)中,在設(shè)計(jì)時(shí)通常都圍繞本課程來(lái)進(jìn)行,其內(nèi)容也主要集中在一個(gè)或者幾個(gè)相關(guān)得知識(shí)點(diǎn)上面。而且驗(yàn)證和演示得性質(zhì)居多,設(shè)計(jì)方面得實(shí)驗(yàn)比較少。盡管對(duì)知識(shí)點(diǎn)所具有得相關(guān)原理進(jìn)行啦呈現(xiàn),卻沒(méi)有重視學(xué)生思維能力得培養(yǎng),也忽視啦分析和解決問(wèn)題得能力。[1]然而,教學(xué)改革得不斷深入,要求改變傳統(tǒng)得實(shí)驗(yàn)室教學(xué)模式,建設(shè)開(kāi)放性得土木工程材料實(shí)驗(yàn)室,推動(dòng)人才培養(yǎng)得進(jìn)程。
2.地方高校土木工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放得探索和實(shí)踐
2.1推行開(kāi)放性得實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制
在土木工程專(zhuān)業(yè)中,建立起較為開(kāi)放得教學(xué)機(jī)制,有利于學(xué)生得探索實(shí)踐。實(shí)驗(yàn)室把實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和相關(guān)設(shè)備得信息進(jìn)行公布,學(xué)生們可以通過(guò)網(wǎng)上預(yù)約得方式,獲得實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。從而在時(shí)間與空間方面,完成實(shí)驗(yàn)室得開(kāi)放。在該專(zhuān)業(yè)得教學(xué)實(shí)驗(yàn)大綱里面,涉及到得實(shí)驗(yàn)要求相對(duì)較少,負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)得老師應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生得實(shí)際情況,選擇或者開(kāi)除一些實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生進(jìn)行選擇。當(dāng)教學(xué)大綱上得實(shí)驗(yàn)完成以后,學(xué)生可以按照自身喜好和特點(diǎn)特長(zhǎng),對(duì)選做實(shí)驗(yàn)進(jìn)行篩選,選擇出符合自己特點(diǎn)和需求得實(shí)驗(yàn),在內(nèi)容方面完成實(shí)驗(yàn)室得開(kāi)放。同時(shí),在開(kāi)放性得實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,可以適當(dāng)?shù)卦黾右恍┚哂性O(shè)計(jì)性和研究型得相關(guān)項(xiàng)目。并且學(xué)生可以通過(guò)自身得探索,對(duì)試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)。從而,在教學(xué)形式方面完成開(kāi)放。這也符合因材施教得要求,能使學(xué)生得實(shí)踐能力得到很好地培養(yǎng)。
2.2推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室管理體制改革
如果要讓當(dāng)前得實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)自成體系,就應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)前得人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)要求,把以前分散開(kāi)得、依附在各科課程得實(shí)驗(yàn)分離出來(lái),對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)整合。從而使得理論與實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)得體系共同作用于人才培養(yǎng)。在體制方面,打破啦原有得分割體制。從而,使得實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)資源共享,體系建設(shè)更加優(yōu)化,實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠獲得更多收益。從這個(gè)層面來(lái)看,開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室得到進(jìn)一步得確定。同時(shí),將原有各專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行有機(jī)整合,并結(jié)合專(zhuān)業(yè)得實(shí)際情況,對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)籌安排。
2.3推動(dòng)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方式改革
就土木工程專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言,應(yīng)當(dāng)為學(xué)生得發(fā)展服務(wù)。這要求在學(xué)習(xí)方式、時(shí)間和內(nèi)容方面,為學(xué)生預(yù)留出較大得選擇空間。對(duì)傳統(tǒng)得一些不合時(shí)宜得教學(xué)方式進(jìn)行改革,配合當(dāng)前得學(xué)分制教學(xué),推動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)得進(jìn)一步發(fā)展。同時(shí),學(xué)生應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身得一些需求和特點(diǎn),確定相關(guān)得項(xiàng)目,并對(duì)實(shí)驗(yàn)得一些步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。也可以按照自身得進(jìn)度,對(duì)試驗(yàn)時(shí)間進(jìn)行選擇。這樣一來(lái),有利于改變傳統(tǒng)得教學(xué)理念。從而建立起以教師為主導(dǎo)得教學(xué)模式,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得主體地位也能夠得到保證。而在內(nèi)容與形式方面,應(yīng)當(dāng)建立起有一定特色得實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,把現(xiàn)代教學(xué)中得一些先進(jìn)教學(xué)理念呈現(xiàn)出來(lái)。這樣得模式不但可以使實(shí)驗(yàn)教學(xué)中得一些要求得到滿足,還可以充分解放學(xué)生得個(gè)性,有利于創(chuàng)新型人才得培養(yǎng)。
3加強(qiáng)地方高校土木工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放得策略
3.1合理調(diào)整實(shí)驗(yàn)室得結(jié)構(gòu)
在高校土木工程專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合該專(zhuān)業(yè)得相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)。在傳統(tǒng)得教學(xué)模式中,實(shí)驗(yàn)教學(xué)屬于理論教學(xué)中得一部分。但是隨著教學(xué)得改革和實(shí)驗(yàn)室得發(fā)展,要求實(shí)驗(yàn)教學(xué)獨(dú)立出來(lái),對(duì)實(shí)驗(yàn)方面得相關(guān)項(xiàng)目與內(nèi)容進(jìn)行重新設(shè)計(jì),從而成為較為獨(dú)立得一個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。如此一來(lái),理論與實(shí)踐并重,教學(xué)中也不會(huì)存在偏重于理論而忽視實(shí)踐,也不會(huì)存在偏重于實(shí)踐而忽視理論。兩個(gè)部分既相聯(lián)系,又各自獨(dú)立,共同作用推動(dòng)實(shí)踐教學(xué)發(fā)展。
3.2加強(qiáng)對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室得認(rèn)識(shí)
在地方高校土木工程專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)結(jié)合高校自身得一些實(shí)際情況,對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行相應(yīng)得改革。這要求首先要在思想認(rèn)知方面得到提升,打破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所謂得分割體制。并且需要各方面意識(shí)到實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放得重要性。在一級(jí)學(xué)科內(nèi),要求跨部門(mén)和專(zhuān)業(yè),加強(qiáng)開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)室得建設(shè),使實(shí)驗(yàn)教學(xué)因此而獲得良好得教學(xué)效果。
3.3建立有效得管理模式
在實(shí)驗(yàn)室得管理方面,改革管理模式,使學(xué)生自主和實(shí)驗(yàn)室自主很好地結(jié)合起來(lái)。同時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放得多種形式進(jìn)行探索研究,制定出較為完善得管理體系,解決實(shí)驗(yàn)室因開(kāi)放而帶來(lái)得一些問(wèn)題。如一些儀器和設(shè)備容易損耗;老化折舊得速度較快;實(shí)驗(yàn)室老師得工作量增大。健全得管理制度可以保證開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室得正常運(yùn)行。除此之外,還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)室得彈性管理方面得體制進(jìn)行探究,促進(jìn)同校外一些項(xiàng)目工程之間得合作,加強(qiáng)校企資源得共享,使得產(chǎn)學(xué)研能夠很好地結(jié)合起來(lái),實(shí)現(xiàn)資源得優(yōu)化配置,各方都能夠從這種模式中獲得較好得收益。
3.4組建高水平得師資團(tuán)隊(duì)
在地方高校土木工程專(zhuān)業(yè)得實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,高水準(zhǔn)得師資團(tuán)隊(duì)對(duì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)教學(xué)相當(dāng)重要,它是這種教學(xué)模式得踐行者。在教學(xué)過(guò)程中,需要建立起一支結(jié)構(gòu)比較合理、專(zhuān)業(yè)水平比較高得實(shí)驗(yàn)室教師隊(duì)伍。對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)而言,其專(zhuān)業(yè)性比較高,要求教師得也應(yīng)當(dāng)具備較高得專(zhuān)業(yè)技能水平。在日常管理中,可以為教師提供一定得培訓(xùn)提升機(jī)會(huì),也可以為實(shí)驗(yàn)室教師創(chuàng)造一些到外面參訪學(xué)習(xí)和深造得機(jī)會(huì)。同時(shí),也可以引進(jìn)一些比較優(yōu)秀得實(shí)驗(yàn)室教師,并采取專(zhuān)職于兼職相結(jié)合得形式,對(duì)校內(nèi)外得教師資源進(jìn)行整合,使得開(kāi)放性試驗(yàn)是教學(xué)得教師水平能夠滿足培養(yǎng)人才得需求。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,土木工程專(zhuān)業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身得專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),不斷完善實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理得模式,建設(shè)專(zhuān)業(yè)得開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)室。對(duì)校內(nèi)外得一些資源進(jìn)行有機(jī)整合,并充分利用起來(lái),使得實(shí)驗(yàn)室方面得教學(xué)資源能夠獲取最大化得效益。
參考文獻(xiàn)
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土木工程材料論文7
摘要:將現(xiàn)代科技的發(fā)展成果應(yīng)用于土木工程中,能夠推動(dòng)土木工程更高效發(fā)展。新材料在土木工程中得以更大范圍、更為深入地應(yīng)用,對(duì)于提升居民的居住舒適感有重要幫助作用。因而,深入地探討當(dāng)前土木工程中新材料的應(yīng)用具有至關(guān)重要的意義。
關(guān)鍵詞:土木工程;新材料;應(yīng)用
在土木工程設(shè)計(jì)管理工作中,如何更為科學(xué)、合理、高效地應(yīng)用新技術(shù)以及新材料,在土木工程建設(shè)質(zhì)量提升中發(fā)揮著重要的作用,并對(duì)土木工程的未來(lái)發(fā)展有著指導(dǎo)下的作用。因而,在土木工程壯大與發(fā)展中,大范圍地引入、應(yīng)用新材料至關(guān)重要。
1當(dāng)前土木工程中新材料的應(yīng)用
在當(dāng)前土木工程中,新材料主要得以如下多方面的應(yīng)用:
1.1隔熱新材料
在土木工程設(shè)計(jì)中,隔熱是非常重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需要完全符合建筑工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。將隔熱新材料深入應(yīng)用于土木工程中,能夠提升居民的居住舒適度,達(dá)到良好的隔熱應(yīng)用效果。比如,將先進(jìn)的絕熱材料應(yīng)用于建筑工程內(nèi),其外觀主要體現(xiàn)為透明的狀態(tài),主要由一層玻璃、空氣間層以及吸收面等三部分組成。玻璃間層,主要體現(xiàn)為蜂窩狀態(tài),能夠達(dá)到陽(yáng)光反射的效果。而空氣間層則主要起到將土木工程建筑物外部熱量吸收的.應(yīng)用效果;吸收層,則處于絕熱材料的最外層,則能夠起到良好的外部熱量阻斷的效果。
1.2通風(fēng)系統(tǒng)新材料
通風(fēng)系統(tǒng),是土木工程建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容,對(duì)建筑工程的安全性有著關(guān)鍵的決定因素。因而,在土木工程通風(fēng)系統(tǒng)中投入使用新材料,能夠?qū)⑿虏牧系牡统杀、高環(huán)保等優(yōu)勢(shì)充分地體現(xiàn)出,具有非常大的應(yīng)用空間。比如,在土木工程的窗框結(jié)構(gòu)中,設(shè)計(jì)使用了新的材料品類(lèi),比如在窗框的底部加入了空氣流通的渠道部分,這樣就能夠窗框內(nèi)的空氣由內(nèi)部到達(dá)頂端,然后再到土木工程建筑物的內(nèi)部空間,很好地解決了傳統(tǒng)土木工程所存在的窗口空氣流通速度過(guò)快的突出問(wèn)題,提升了居民的居住舒適度。同時(shí),在土木工程窗框結(jié)構(gòu)中使用了新材料,能夠達(dá)到空氣凈化的作用。另外,將數(shù)字化技術(shù)加入到土木工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi),能夠通過(guò)數(shù)字化控制的方法控制窗框,大大地簡(jiǎn)化了新材料的應(yīng)用復(fù)雜程度。
1.3保溫新材料
在土木工程中,將保溫新材料應(yīng)用于建筑物中,能夠解決材料過(guò)多地問(wèn)題,并起到良好的保溫效果。在傳統(tǒng)建筑領(lǐng)域內(nèi)所使用的保溫材料厚度很厚,不利于提高設(shè)計(jì)空間,大大地降低了建筑物的靈活度。而將保溫新材料應(yīng)用于土木工程中,保溫效果更為理想,輕巧性、便捷性特點(diǎn)更為突出。真空絕熱板是保溫新材料的重要成果,材料結(jié)構(gòu)薄度很薄,只有傳統(tǒng)保溫材料厚度的1/4,已成為土木工程保溫領(lǐng)域的首選材料。
2土木工程中新材料未來(lái)發(fā)展方向
結(jié)合土木工程未來(lái)的發(fā)展方向,以及居民對(duì)建筑物的居住需求,新材料未來(lái)需要往如下多個(gè)方向發(fā)展:
2.1綠色化發(fā)展
推動(dòng)材料的綠色應(yīng)用發(fā)展,是土木工程內(nèi)材料應(yīng)用的最重要發(fā)展目標(biāo)。對(duì)于土木工程而言,應(yīng)用材料的綠色化是其應(yīng)用的最重要標(biāo)準(zhǔn),這對(duì)于突出土木工程建筑物的生態(tài)、環(huán)保等重要發(fā)展方向。因而,突出土木工程新材料的綠色化發(fā)展方向,與土木工程資源分配優(yōu)化以及土木工程環(huán)境保護(hù)等發(fā)展目標(biāo)高度一致,能夠最大化地改變過(guò)去土木工程發(fā)展對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞問(wèn)題,真正地實(shí)現(xiàn)土木工程行業(yè)健康發(fā)展。
2.2節(jié)能化發(fā)展
節(jié)能、減排,是土木工程的重要發(fā)展方向,能夠最大化地降低材料的消耗,控制土木工程設(shè)計(jì)施工成本,從而提高土木工程的經(jīng)濟(jì)效益。因而,新材料在土木工程的應(yīng)用應(yīng)滿足節(jié)能化的重要發(fā)展方向。比如,在傳統(tǒng)土木工程領(lǐng)域,對(duì)物資的消耗相對(duì)較多,這就要求土木工程設(shè)計(jì)工作人員通過(guò)新材料、新技術(shù)的深入應(yīng)用,從而達(dá)到物資以及能耗控制的目的。同時(shí),在土木工程發(fā)展中,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、施工新技術(shù)的改善應(yīng)用,以及新材料在土木工程施工作業(yè)中的高效應(yīng)用,能夠確保新材料以及新技術(shù)在土木工程中發(fā)揮著更為重要的作用。因而,新技術(shù)以及新材料在土木工程中的應(yīng)用,與土木工程未來(lái)的發(fā)展方向一致,這也體現(xiàn)出居民對(duì)居住環(huán)境改善的根本需求。
2.3融合化發(fā)展
在土木工程領(lǐng)域內(nèi),新材料以及新技術(shù)的應(yīng)用并非完全獨(dú)立的,而是相互不可分割的,呈現(xiàn)出重要的融合性發(fā)展方向。比如,土木工程的未來(lái)發(fā)展,對(duì)新技術(shù)以及新材料均提出了非常明確的應(yīng)用要求,這必然會(huì)推動(dòng)新技術(shù)以及新材料的融合發(fā)展。因而,在土木工程發(fā)展中,應(yīng)設(shè)計(jì)出新技術(shù)以及新材料的深入配合的應(yīng)用方案,以更好地規(guī)范土木工程的設(shè)計(jì)工作。
3結(jié)束語(yǔ)
提高土木工程的居住舒適度,在土木工程科學(xué)、合理地應(yīng)用新材料至關(guān)重要。在當(dāng)前土木工程領(lǐng)域中,主要包括保溫新材料、隔熱新材料以及通風(fēng)系統(tǒng)新材料等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍,這與綠色化發(fā)展、節(jié)能化發(fā)展以及融合化發(fā)展等發(fā)展方向相一致。
參考文獻(xiàn)
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土木工程材料論文8
1FRP復(fù)合材料的發(fā)展與應(yīng)用
1958年,我國(guó)因鋼材短缺,曾探索過(guò)用GFRP筋代替鋼筋的研究。20世紀(jì)七八十年代,F(xiàn)RP在結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)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(dá)天線罩。1982年在北京密云建成了跨徑20.7mGFRP簡(jiǎn)支蜂窩箱梁公路橋,設(shè)計(jì)荷載等級(jí)為汽-15、掛-80,并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn),這是國(guó)際上第一座GFRP公路橋。此后,F(xiàn)RP材料,尤其是價(jià)格比較便宜的GFRP,在工結(jié)構(gòu)程中應(yīng)用的范圍越來(lái)越廣。但是這些應(yīng)用大多數(shù)都是附屬性、臨時(shí)性的構(gòu)件,F(xiàn)RP材料的優(yōu)越性能沒(méi)有得到充分發(fā)揮,即使用FRP作為結(jié)構(gòu)材料也都是嘗試性的,沒(méi)有形成規(guī)模。同時(shí),多數(shù)的土木結(jié)構(gòu)工程師不了解FRP材料性能和設(shè)計(jì)方法,大大限制了它在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和推廣。
2FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐效果
2.1用于結(jié)構(gòu)加固
我國(guó)對(duì)FRP加固技術(shù)的研究始于1997年,中冶建筑研究總院有限公司(國(guó)家工業(yè)建筑診斷與改造工程技術(shù)研究中心)于1997年10月進(jìn)行了國(guó)內(nèi)首批外貼碳纖維布加固梁試驗(yàn)。隨后在短短幾年中,外貼FRP片材加固技術(shù)已成為全國(guó)土木建筑行業(yè)研究和應(yīng)用的熱點(diǎn),很快為市場(chǎng)所接受,而市場(chǎng)的擴(kuò)大使材料的成本大幅下降,這為FRP材料在建筑中的應(yīng)用發(fā)展提供了更大的可能,在我國(guó)已迅速發(fā)展成為建筑結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)加固的主要技術(shù)。至20xx年,國(guó)內(nèi)從事FRP試驗(yàn)研究及技術(shù)開(kāi)發(fā)的科研單位幾十所,用于土木建筑行業(yè)中的碳纖維制品生產(chǎn)銷(xiāo)售的廠家?guī)资畟(gè),從事于碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)公司上百個(gè),已經(jīng)形成了相當(dāng)大的研發(fā)、生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、應(yīng)用的社會(huì)群體。目前FRP材料在土木建筑中的應(yīng)用以加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主,加固的形式又以外貼FRP片材為主,但FRP技術(shù)在砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用,以及采用FRP筋材、網(wǎng)格材、預(yù)應(yīng)力FRP片材加固技術(shù)的應(yīng)用已有很多,新的應(yīng)用形式、新的產(chǎn)品、新的規(guī)范規(guī)程的研究正在世界各地廣泛開(kāi)展。
2.2FRP筋在新建結(jié)構(gòu)中代替鋼筋
傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中配置非預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力鋼筋,在處于惡劣環(huán)境條件時(shí),如干濕交替、化學(xué)介質(zhì)等作用下,極易引起鋼筋的腐蝕,嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的耐久性和適用性,甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的降低。相比之下,防腐性能好、粘結(jié)性能與鋼筋相差不多且抗拉強(qiáng)度高的FRP筋成為代替鋼筋的一個(gè)較好選擇。20世紀(jì)80年代初開(kāi)始,F(xiàn)RP筋逐漸大量應(yīng)用于有特殊性能要求的結(jié)構(gòu)物中代替鋼筋,如有磁共振醫(yī)療設(shè)備的建筑及海堤、工業(yè)廠房屋面板等受?chē)?yán)重化學(xué)侵蝕的結(jié)構(gòu)物中。1985年,美國(guó)SanAntonio醫(yī)院大樓的`MRI設(shè)備的樁、柱和梁中均采用了GFRP筋。1986年,SanAntonio的大學(xué)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(gè)應(yīng)用對(duì)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(jié)構(gòu)及組合結(jié)構(gòu)
由于FRP材料具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)和FRP組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也日益受到工程界的重視。
(1)早期試驗(yàn)性的FRP結(jié)構(gòu)
20世紀(jì)60年代,英國(guó)已開(kāi)始生產(chǎn)GFRP復(fù)合材料的屋蓋結(jié)構(gòu),運(yùn)往中東和北非建造使用,1968年一個(gè)采用GFRP夾心板與鋁質(zhì)骨架的圓頂結(jié)構(gòu)建于利比亞Bengazhi;1972年阿聯(lián)酋的Dubai國(guó)際機(jī)場(chǎng),采用GFRP傘狀屋頂。20世紀(jì)70年代及80年代初期,英國(guó)的一些建筑采用了GFRP作為除梁柱以外的承重或半承重構(gòu)件。1974年,第一個(gè)全復(fù)合材料建筑在英國(guó)Lancashire落成,外形為三棱錐體組成的空間結(jié)構(gòu)。早期的FRP結(jié)構(gòu),大多帶有一定的試驗(yàn)性質(zhì),尚未在土木工程中形成規(guī)模。
(2)橋梁工程中的FRP結(jié)構(gòu)構(gòu)件
隨著FRP生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品形式的迅速發(fā)展,F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)在橋梁工程中得到迅速發(fā)展。英國(guó)、瑞士、丹麥、日本、美國(guó)及中國(guó)等國(guó)家,均成功建造了一系列全FRP結(jié)構(gòu)的人行天橋。同時(shí),F(xiàn)RP結(jié)構(gòu)也被應(yīng)用于承受較大反復(fù)動(dòng)載的公路橋梁中。1982年,我國(guó)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(guó)建造的BondMill橋采用GFRP拉擠型材組合而成,是一座可通過(guò)40t卡車(chē)的活動(dòng)橋。1996年,美國(guó)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(shí)間里,采用FRP橋面板的中小型橋梁在美國(guó)已有數(shù)十座。FRP橋面板還被用于替換老化的混凝土橋面板。此外,F(xiàn)RP索還可替代鋼索用于斜拉橋和懸索橋。
3FRP復(fù)合材料在土木工程中的實(shí)踐展望
眾所周知,F(xiàn)RP作為一種新型的結(jié)構(gòu)材料,已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于土木工程中,其所具備的多種優(yōu)良的特性,也使其成為了應(yīng)用前景較為廣闊的、有待于我么進(jìn)一步探索與研究的材料。由于FRP復(fù)合材料在我國(guó)土木工程具體實(shí)踐中應(yīng)用的十年還較短,因此,我們?cè)诤芏喾矫孢沒(méi)有積累出較成熟的經(jīng)驗(yàn),包括理論和實(shí)踐。在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi),不斷的提高FRP材料的性能以及降低其成本造價(jià)是亟待行業(yè)內(nèi)諸多人士共同探索的一個(gè)重要課題,以便利于FRP材料在土木工程中得到越來(lái)越多的推廣與應(yīng)用。
土木工程材料論文9
摘要:以大學(xué)生工程意識(shí)培養(yǎng)和能力提升為目標(biāo),從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三方面進(jìn)行改革。提出以工程意識(shí)培養(yǎng)為主的理論教學(xué)手段、以工程能力提升為主的實(shí)踐教學(xué)手段和以創(chuàng)新能力提升為主的科技活動(dòng)組織,為國(guó)內(nèi)同類(lèi)院校的土木工程材料課程教學(xué)提供參考。
關(guān)鍵詞:土木工程材料;工程意識(shí);工程能力;創(chuàng)新能力
土木工程材料課程屬于專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,一般開(kāi)設(shè)在大學(xué)二年級(jí),由于大多數(shù)學(xué)生缺乏基本的感性認(rèn)識(shí)和工程實(shí)踐,對(duì)該課程與后續(xù)專(zhuān)業(yè)課程之間的關(guān)系不了解,更不清楚該課程對(duì)日后所從事工作的重要性和意義。西南林業(yè)大學(xué)森林工程專(zhuān)業(yè)分別于20xx年、20xx年獲批成為云南省教育廳及國(guó)家教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”專(zhuān)業(yè)!巴聊竟こ滩牧稀闭n程的教學(xué)以此為契機(jī),及時(shí)更新教育理念,從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三個(gè)方面進(jìn)行改革,積極探索培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)及提升學(xué)生工程能力、創(chuàng)新能力的教學(xué)方法和模式。
一、以工程意識(shí)培養(yǎng)為主的理論教學(xué)手段
1.充分利用認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)
專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)是學(xué)生專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)的第一課,是開(kāi)啟學(xué)生專(zhuān)業(yè)興趣的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。為使學(xué)生提早對(duì)專(zhuān)業(yè)有所認(rèn)識(shí),了解各專(zhuān)業(yè)課之間的聯(lián)系與作用,許多高校都設(shè)置了認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)。土木工程材料作為土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,應(yīng)充分利用好這一環(huán)節(jié),使學(xué)生了解土木工程材料的種類(lèi)、應(yīng)用及工程技術(shù)要求等。為此,課程改革小組建議合理搭配認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師的人員組成,承擔(dān)建筑材料方面的主講教師應(yīng)積極參與認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)。在認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)過(guò)程中:一方面,帶領(lǐng)學(xué)生參觀工程現(xiàn)場(chǎng),聽(tīng)取現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員講解,并與學(xué)生針對(duì)工程所選品種、施工工藝等進(jìn)行廣泛討論,使學(xué)生從感官上實(shí)際認(rèn)識(shí)土木工程材料;另一方面,通過(guò)觀看《超級(jí)工程》《偉大工程巡禮》中關(guān)于土木工程材料講解的部分科學(xué)紀(jì)錄片,使學(xué)生能夠?qū)こ探ㄔO(shè)的全過(guò)程以及材料如何選擇、應(yīng)用有較為全面的認(rèn)識(shí)。通過(guò)改革后的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)教學(xué),學(xué)生對(duì)土木工程材料課程的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容更加明確。
2.合理優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容
目前,土木工程材料教材為滿足“大土木”的培養(yǎng)目標(biāo),內(nèi)容上雖具有較大的包容性,但仍未能將原有知識(shí)體系有機(jī)地融合在一起。加之學(xué)時(shí)限制,無(wú)法面面俱到,如果不能合理安排,將會(huì)導(dǎo)致無(wú)法有效支撐后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。為此,按使用領(lǐng)域?qū)⑼聊竟こ滩牧戏譃橥聊竟こ掏ㄓ貌牧虾蛯?zhuān)用材料進(jìn)行講解。其中,將石料、無(wú)機(jī)結(jié)合料(石灰、水泥)、水泥混凝土、建筑鋼材、防水材料等列為土木工程通用材料,瀝青與瀝青混合料、墻體與屋面材料、土工合成材料、建筑防火材料等列為專(zhuān)用材料,以滿足各專(zhuān)業(yè)的學(xué)習(xí)需求。對(duì)于通用材料的講解,在材料基本性質(zhì)方面主要以材料自身性質(zhì)與組成特點(diǎn)講解為主,不需要刻意結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn),而在工程技術(shù)指標(biāo)及工程應(yīng)用方面則結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)來(lái)安排教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于專(zhuān)用材料的講解,主要結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)及后續(xù)課程的需要而選擇或增加,該部分內(nèi)容主要包括:(1)建筑工程專(zhuān)用材料:墻體與屋面材料、建筑裝飾材料、給排水管材等;(2)道路工程專(zhuān)用材料:瀝青與瀝青混合料、土工合成材料等;(3)消防工程專(zhuān)用材料:建筑功能性材料、建筑防火材料等。此外,適時(shí)引入材料應(yīng)用實(shí)例,實(shí)例最好結(jié)合授課專(zhuān)業(yè),以此強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的工程素質(zhì)。
3.注重作業(yè)的有效性
除了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)外,教師還應(yīng)注重布置課后作業(yè)這一教學(xué)環(huán)節(jié)。作業(yè)不但是鞏固學(xué)生課堂所學(xué)知識(shí)的重要手段,還是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)與創(chuàng)新思維的有效途徑。授課教師通過(guò)布置課外作業(yè),建立討論、交流制度,促進(jìn)創(chuàng)新思維和工程意識(shí)培養(yǎng)氛圍的形成。土木工程材料課程與其他課程,如力學(xué)、數(shù)學(xué)等課程要有所差別,作業(yè)內(nèi)容不能僅僅是課后習(xí)題或整理課堂筆記,應(yīng)通過(guò)大量做題來(lái)鞏固理論知識(shí)的學(xué)習(xí)。應(yīng)定期要求學(xué)生查閱文獻(xiàn),或進(jìn)行實(shí)地調(diào)查,通過(guò)閱讀相關(guān)科技文獻(xiàn),學(xué)生才能及時(shí)了解土木工程材料發(fā)展的新動(dòng)態(tài)和工程中存在的問(wèn)題;而實(shí)地調(diào)查又能促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合,更好地理解理論知識(shí),也能夠利用理論知識(shí)來(lái)解釋調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。最后,通過(guò)在課堂上進(jìn)行交流、討論,還可以培養(yǎng)學(xué)生的`創(chuàng)新思維。
二、以工程能力提升為主的實(shí)踐教學(xué)手段
土木工程材料實(shí)踐教學(xué)的目的是使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)果分析,明確土木工程材料的性質(zhì)與材料組成結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系,掌握材料工程技術(shù)試驗(yàn)儀器操作與指標(biāo)評(píng)定方法,因此,實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位。
1.在實(shí)驗(yàn)課中提升學(xué)生的工程能力
首先,合理安排實(shí)驗(yàn)課程與理論課程的教學(xué)計(jì)劃,如在水泥、水泥混凝土以及建筑砂漿的理論課程完成后,集中安排一次實(shí)驗(yàn)課,使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與學(xué)時(shí)得到集中,學(xué)生能夠有充足的時(shí)間準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)和操作儀器等。其次,在實(shí)驗(yàn)課組織形式方面采取分組形式,要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課前提交試驗(yàn)方案,其中包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康、材料與儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)與分析、問(wèn)題與分析等,最后要列出參考規(guī)范,保證學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前對(duì)試驗(yàn)全過(guò)程有基本了解,避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)手忙腳亂、不知所措現(xiàn)象。最后,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要求學(xué)生利用手機(jī)等形式記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié),以便實(shí)驗(yàn)完成后組織學(xué)生對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)情況進(jìn)行討論與總結(jié)。
2.借助實(shí)習(xí)基地提升學(xué)生的工程能力
通過(guò)產(chǎn)學(xué)合作的方式建立校外實(shí)習(xí)基地,聘請(qǐng)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)骨干人員作為企業(yè)兼職教師,指導(dǎo)學(xué)生依托工程項(xiàng)目,在真實(shí)的工作環(huán)境中提高實(shí)踐操作與結(jié)果分析能力,使學(xué)生更深刻地理解和掌握土木工程材料的基本理論和材料評(píng)定的基本技能。更為主要的是學(xué)生通過(guò)對(duì)某一土木工程材料的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行完整實(shí)驗(yàn)檢測(cè),可以增加對(duì)土木工程材料各技術(shù)指標(biāo)的工程意義,也能加深對(duì)指標(biāo)之間相互聯(lián)系的理解。在評(píng)定過(guò)程中,學(xué)生通過(guò)翻閱相關(guān)技術(shù)規(guī)范提高了土木工程材料標(biāo)準(zhǔn)化的工程意識(shí)。
三、以創(chuàng)新能力提升為主的科技活動(dòng)組織
創(chuàng)新能力的提升一方面要依靠理論教學(xué)環(huán)節(jié)培養(yǎng)思維,通過(guò)科研實(shí)踐活動(dòng)使學(xué)生在驗(yàn)證并鞏固理論知識(shí)的同時(shí),提高分析和解決問(wèn)題的能力,激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在創(chuàng)新動(dòng)力,為此,課程改革小組結(jié)合土木工程材料課程的特點(diǎn),進(jìn)行了一系列科技活動(dòng)的組織。對(duì)于有創(chuàng)新想法的學(xué)生,土木工程材料實(shí)驗(yàn)室實(shí)行開(kāi)放制度,以小組為單位填寫(xiě)申請(qǐng)表,在指導(dǎo)教師的幫助下利用課余時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新性試驗(yàn);如沒(méi)有創(chuàng)新性想法,但又有參與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)愿望的學(xué)生,可采取助研的方式參與到指導(dǎo)教師的科研課題中,使創(chuàng)新能力得到鍛煉。教師在指導(dǎo)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可行性強(qiáng)的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),可進(jìn)行校級(jí)科技創(chuàng)新項(xiàng)目推薦,或作為畢業(yè)論文選題,通過(guò)完成科技項(xiàng)目或畢業(yè)論文的寫(xiě)作,學(xué)生的創(chuàng)新思維、儀器操作、科技論文寫(xiě)作等方面的能力得到較大提升。此外,通過(guò)組建科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)參加科技競(jìng)賽活動(dòng),將不同年級(jí)、專(zhuān)業(yè)的學(xué)生融合在一起,實(shí)現(xiàn)了激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新積極性、提高創(chuàng)新能力的目標(biāo)。近幾年,以土木工程材料課程為依托,學(xué)生申請(qǐng)西南林業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目3項(xiàng),其中,一項(xiàng)獲第八屆云南省大中專(zhuān)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技節(jié)二等獎(jiǎng);獲批云南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),國(guó)家級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),學(xué)生通過(guò)參與教師的科研課題,完成畢業(yè)論文7篇。
四、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)對(duì)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科技活動(dòng)三個(gè)方面的改革,學(xué)生的工程意識(shí)有所增強(qiáng),能夠有目的地學(xué)習(xí),避免了以往死記硬、學(xué)而無(wú)用現(xiàn)象的發(fā)生。學(xué)生的工程能力與創(chuàng)新能力得到大幅提升,發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的能力也得到了提高,同時(shí),也增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)能力。
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土木工程材料論文10
0引言
隨著材料技術(shù)的快速發(fā)展,越來(lái)越多的高新技術(shù)被運(yùn)用到工程材料的研發(fā)中,各種新型材料層出不窮,以復(fù)合材料為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)的智能材料,為解決相應(yīng)材料的力學(xué)問(wèn)題提供了科學(xué)牢靠的途徑。作為有著多學(xué)科交叉背景的綜合學(xué)科,智能材料為土木工程中日益復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提供了實(shí)現(xiàn)的可能性,因此這一學(xué)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(tái)以及油氣管網(wǎng)系統(tǒng)之類(lèi)的基建設(shè)施,在其較長(zhǎng)的使用期中,外界各種不利作用會(huì)使得組成這些結(jié)構(gòu)的材料發(fā)生不可逆的變化,從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度地性能衰減、功能弱化,甚至?xí)T發(fā)重大工程事故。若是能將智能材料運(yùn)用到對(duì)這些超規(guī)模的工程結(jié)構(gòu)物中,能夠時(shí)刻評(píng)定相應(yīng)的安全性能、監(jiān)控?fù)p傷,并智能修復(fù),則將為未來(lái)工程建設(shè)提供新的發(fā)展思路。所謂智能材料,是指隨時(shí)能夠?qū)Νh(huán)境條件及內(nèi)部狀態(tài)的變化做出精準(zhǔn)、高效、合適的響應(yīng),同時(shí)還具備自主分析、自我調(diào)整、自動(dòng)修復(fù)等功能的新材料。受仿生學(xué)科的啟發(fā),其目標(biāo)是要開(kāi)發(fā)出能運(yùn)用到具體工程中、將無(wú)機(jī)材料變得有生命活力。二十世紀(jì)90年代初逐漸興起的智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng),吸引了包括物理、化學(xué)、電子、航空航天、土木工程等領(lǐng)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(diǎn)
智能材料發(fā)源于“自適應(yīng)材料”(AdaptiveMate-rial),在Rogers和Claus等人的努力下,智能材料系統(tǒng)逐漸受到全世界各國(guó)官方機(jī)構(gòu)的認(rèn)可與重視,發(fā)展迅速。智能材料(IntelligentMaterial,IM)當(dāng)前沒(méi)有一個(gè)明確的定義,不過(guò)大體上都是根據(jù)功能做出相應(yīng)的定義,是繼天然材料、合成高分子材料、人工設(shè)計(jì)材料之后的第四代材料,具有不可限量的前景。智能材料產(chǎn)生的背景決定了其所具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),決定了其終將會(huì)帶來(lái)材料科學(xué)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?qū)?nèi)外部的作用進(jìn)行監(jiān)控與鑒別;
。2)反饋:將監(jiān)控獲取的信息進(jìn)行傳輸以及反饋;
。3)信息識(shí)別與積累:識(shí)別并記憶反饋來(lái)的信息;
。4)響應(yīng):對(duì)內(nèi)外部的變化做出靈活有效的反應(yīng);
(5)自診斷:對(duì)內(nèi)外部信息實(shí)施自行診斷、分析、評(píng)判等;
。6)自修復(fù):依特定的方法修復(fù)系統(tǒng)的故障;
。7)自適應(yīng):待外部作用消失后可恢復(fù)原狀。
在具體的工程中,若要實(shí)現(xiàn)這么多的功能,僅僅依靠單一材料是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的,因此通常情況下都是通過(guò)多種智能材料的組合才能達(dá)到目的。
2智能材料在土木工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
2.1光導(dǎo)纖維
光纖維的主要化學(xué)成分為二氧化硅,作為信息傳遞的絕佳介質(zhì),有著其他任何材料無(wú)法比擬的傳導(dǎo)能力。材料主要由內(nèi)層圓柱形透明介質(zhì)和外層圓環(huán)形透明介質(zhì)組成,內(nèi)層為纖芯,外層為包層。內(nèi)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(jié)構(gòu)中,制成光纖維混凝土結(jié)構(gòu)。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)因外部因素的變化而產(chǎn)生變形時(shí),植入砼結(jié)構(gòu)中的纖維也隨之發(fā)生變化,進(jìn)而導(dǎo)致纖維中的光發(fā)生改變,相應(yīng)的傳感器能夠直接獲取變化,從而間接確定混凝土結(jié)構(gòu)的各種性能變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)的全方位監(jiān)測(cè),為工程的可持續(xù)性提供技術(shù)指導(dǎo)。并且,分布監(jiān)控的模式可保證混凝土結(jié)構(gòu)任何部位的改變均能被監(jiān)測(cè)到,相當(dāng)于在混凝土結(jié)構(gòu)中創(chuàng)造了一個(gè)全覆蓋、光角度、無(wú)死角的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),兩者組合而成的光纖維混凝土可以認(rèn)為是一種具有強(qiáng)大自我調(diào)節(jié)的智能材料。當(dāng)前,光纖維混凝土結(jié)構(gòu)主要的工程應(yīng)用包括:混凝土的溫度及溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的監(jiān)測(cè)與診斷、混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與變形監(jiān)測(cè)、混凝土結(jié)構(gòu)配合的鋼索應(yīng)力和變形監(jiān)測(cè)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(dāng)材料的形狀被改變后,其內(nèi)在的記憶效應(yīng)可被激發(fā)出來(lái),進(jìn)而自動(dòng)產(chǎn)生回復(fù)應(yīng)力與應(yīng)變,驅(qū)使材料恢復(fù)原狀。同時(shí),合金材料能夠傳輸能量并實(shí)現(xiàn)能量?jī)?chǔ)存。鑒于此,工程中可將記憶材料安置在結(jié)構(gòu)中,當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、損傷以及外界動(dòng)荷載影響時(shí),大部分的能量可被記憶合金材料消耗掉,可極大提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,若將材料運(yùn)用到多震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)中,則會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)控制。形狀記憶合金材料所具有的相變超彈性,使其可用來(lái)制作耗能阻尼器,這種阻尼器實(shí)現(xiàn)了智能被動(dòng)控制。同時(shí),由于其相變會(huì)引起超彈性滯回環(huán)的產(chǎn)生,使得材料具有極高的抗疲勞性,以此為基礎(chǔ)制作的阻尼器使用周期遠(yuǎn)勝于普通的阻尼器,可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)品質(zhì)的大幅度提高。
2.3壓磁材料
土木工程領(lǐng)域中常規(guī)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(chǎng)作用下,磁流變液懸浮體系的黏彈塑性會(huì)發(fā)生明顯的變化,并且這種變化是可逆的。當(dāng)外部磁場(chǎng)超過(guò)一定強(qiáng)度后,磁流變也會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)變成固態(tài),微觀上表現(xiàn)為材料的分散相顆粒沿著磁場(chǎng)方向結(jié)成了鏈狀結(jié)構(gòu)。磁流變液介于液體與固體之間的這種獨(dú)特的可變屬性,以及對(duì)這種特性實(shí)施控制時(shí)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(jié)構(gòu)中作動(dòng)器件的重要材料。當(dāng)前,磁流變液主要被應(yīng)用到元器件的控制橋路以及電源的高速開(kāi)關(guān)等多個(gè)領(lǐng)域。且磁流變液在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用主要集中在高層建筑、塔形建筑物、大跨框架和大跨度結(jié)構(gòu)等。同時(shí),有著高磁致伸縮效應(yīng)的磁致伸縮智能材料,可以保證材料在機(jī)械與電磁直接進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換,因此具有廣闊的應(yīng)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(duì)混凝土材料的改善也日益得到科研人員和工程從業(yè)者的支持,碳纖維混凝土的'產(chǎn)生正是這一領(lǐng)域發(fā)展的重要產(chǎn)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(qū)動(dòng)功能和本征自感應(yīng)。作為一種高強(qiáng)度、高彈性、大導(dǎo)電性的材料,碳纖維的加入能極大改善混凝土的強(qiáng)度與韌性,并且碳纖維之間會(huì)形成具有電阻的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),在材料中起到阻隔導(dǎo)電的勢(shì)壘,大大降低混凝土材料的電阻率,從而使得材料的導(dǎo)電能力得到數(shù)量級(jí)上的顯著變化。不可忽視的是,這種混凝土的電導(dǎo)率與溫度及應(yīng)力的變化而表現(xiàn)出規(guī)律性的響應(yīng)。同時(shí),碳纖維混凝土在溫度上表現(xiàn)為溫度變化造成電阻的變化,并且材料內(nèi)部的溫差也會(huì)衍生出熱電效應(yīng),在電場(chǎng)的作用下碳纖維混凝土?xí)a(chǎn)生熱變效應(yīng)(熱效應(yīng)與變形)。碳纖維的含量和混凝土材料的結(jié)構(gòu)共同影響材料的溫敏性,當(dāng)碳纖維的含量超過(guò)一定比例時(shí),材料才有可能形成較為穩(wěn)定的電動(dòng)勢(shì)。而碳纖維的摻入方式主要有兩種:短切亂向分布和連續(xù)碳纖維束單向增強(qiáng)。采取不同的摻入方式能使得碳纖維混凝土的力學(xué)性能得到不同程度的強(qiáng)化與提高,工程實(shí)踐表明:第一種方式更具有實(shí)用性。
2.5壓電材料
具有壓電效應(yīng)的壓電材料,經(jīng)常被用作驅(qū)動(dòng)元件和傳感元件。當(dāng)壓電材料受到外部因素作用時(shí)會(huì)因?yàn)槠渥陨戆l(fā)生變形而產(chǎn)生電勢(shì),而對(duì)材料再施加一定電壓時(shí)又會(huì)改變材料的尺寸,壓電效應(yīng)由此而來(lái)。利用這一特點(diǎn),壓電材料可用作傳感元件,通過(guò)壓電元件的變化來(lái)判斷元件所在位置處結(jié)構(gòu)的變形量。與此同時(shí),若能在壓電元件外部形成電場(chǎng),進(jìn)而對(duì)壓電元件內(nèi)部的正負(fù)電子施加定向電場(chǎng)力,從而迫使元件發(fā)生變形,制成驅(qū)動(dòng)元件。利用驅(qū)動(dòng)元件,可改變材料的應(yīng)力狀態(tài),甚至?xí)绊懖牧系慕Y(jié)構(gòu)變形。壓電材料的變化均在極短時(shí)間內(nèi)完成,因此壓電效應(yīng)主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的控制上。
3智能材料的未來(lái)發(fā)展
3.1智能材料性能的發(fā)展
智能材料有著獨(dú)特的優(yōu)越性能、廣闊的發(fā)展前景,但是由于這一領(lǐng)域處于多學(xué)科交叉的研究前沿,所存在問(wèn)題也亟待深究:
。1)形狀記憶合金的發(fā)現(xiàn),改變了很多傳統(tǒng)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(tǒng)的力學(xué)研究方法難以合理地解釋其內(nèi)在的機(jī)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(shí)用性較強(qiáng)的理論和模型,以對(duì)具體的工程實(shí)際進(jìn)行規(guī)范化的指導(dǎo)。同時(shí),當(dāng)前形狀記憶合金還不完善,耗能高、功能單一等缺點(diǎn)使得其實(shí)用性不強(qiáng),能夠開(kāi)發(fā)出低能耗、出力大、多功能的控制器則是未來(lái)研究的重要方向。
。2)可以預(yù)見(jiàn),壓電材料將會(huì)成為工程結(jié)構(gòu)中力學(xué)測(cè)量的首選感測(cè)元件,但是其存在的主要問(wèn)題就是驅(qū)動(dòng)力小,雖然已經(jīng)有一些技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)這一缺陷,但是對(duì)于大規(guī)模的土木工程結(jié)構(gòu)而言,壓電材料并不能直接應(yīng)用,復(fù)雜的理論分析、高難度的集成技術(shù)研發(fā),以及壓電驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法難度較大,都是制約壓電材料未來(lái)發(fā)展的瓶頸,是研究的難點(diǎn)、熱點(diǎn)和重點(diǎn)。
。3)壓磁材料所面臨的問(wèn)題是在長(zhǎng)期的放置之后,會(huì)產(chǎn)生固體顆粒沉降,這種沉降對(duì)材料的穩(wěn)定性有著怎樣的影響效應(yīng)也需要更深入的研究。并且,其溫度適應(yīng)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(fā)展前景。
3.2智能材料研究難題
針對(duì)材料本身所面臨的主要問(wèn)題,未來(lái)在土木工程領(lǐng)域的應(yīng)用研究主要有下列一些難題:
。1)結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)與保養(yǎng);
(2)形狀自適應(yīng)材料與結(jié)構(gòu);
(3)結(jié)構(gòu)減振抗震抗風(fēng)降噪的自適應(yīng)控制。
這些問(wèn)題的進(jìn)一步研究將有助于工程質(zhì)量的提高,有助于降低工程災(zāi)害性事故的概率,有助于強(qiáng)化工程的安全可靠性,有助于推動(dòng)土木工程領(lǐng)域的高技術(shù)發(fā)展,有助于為土木工程領(lǐng)域注入新的發(fā)展動(dòng)力與機(jī)遇。
土木工程材料論文11
摘要:《土木工程材料》作為土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課,是一門(mén)理論和實(shí)踐并重的課程,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié)!皟(nèi)容多而課時(shí)少、學(xué)生多而儀器少”是目前實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的普遍現(xiàn)象,教學(xué)過(guò)程又往往過(guò)多重視理論與結(jié)果而忽視實(shí)踐。本文結(jié)合土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問(wèn)題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、考核評(píng)價(jià)體系、教學(xué)手段等方面探討土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革。改革調(diào)整可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生的自主性、獨(dú)立性、創(chuàng)新性,培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力,塑造學(xué)生為應(yīng)用型綜合人才。
關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)課程;教學(xué)理念;考核方式;教學(xué)手段
《土木工程材料》是我院的學(xué)科必修課,是土木工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程,是一門(mén)理論和實(shí)踐并重的課程。通過(guò)課程學(xué)習(xí),學(xué)生可以獲得有關(guān)工程材料的性質(zhì)與應(yīng)用的基本知識(shí)和必要的基本理論,獲得建筑材料試驗(yàn)的基本技能訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本課程的重要教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生通過(guò)課程可以實(shí)驗(yàn)熟悉、驗(yàn)證及鞏固《土木工程材料》課程的理論知識(shí),增加感性認(rèn)識(shí),熟悉實(shí)驗(yàn)常用設(shè)備、掌握基本實(shí)驗(yàn)技能的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)研究的基本訓(xùn)練,培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。長(zhǎng)期以來(lái),許多土木專(zhuān)業(yè)的《土木工程材料》課程以教師講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒎椒、步驟,演示實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目操作的方式進(jìn)行,學(xué)生按部就班地操作實(shí)驗(yàn)。學(xué)生缺乏實(shí)驗(yàn)鍛煉,很難鞏固相應(yīng)的理論知識(shí),缺乏分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力,缺乏創(chuàng)新意識(shí),很難適應(yīng)社會(huì)對(duì)應(yīng)用型人才的需求。本文結(jié)合《土木工程材料》實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)存在的問(wèn)題,從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法、考核評(píng)價(jià)體系、教學(xué)手段等方面探討土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)改革。
一、存在問(wèn)題
1.教學(xué)內(nèi)容不新
。1)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容陳舊。教學(xué)內(nèi)容沒(méi)有跟上土木工程材料的發(fā)展,如實(shí)驗(yàn)材料僅涉及常規(guī)土木工程材料(如河沙、水泥、鋼筋、混凝土等),沒(méi)有相關(guān)新材料、新理念、新技術(shù)的實(shí)驗(yàn)。再生骨料混凝土成為土木工程界研究的熱點(diǎn),因再生骨料的特點(diǎn)與天然骨料有較大區(qū)別,相關(guān)性能的測(cè)試方法也與天然骨料有較大差別,但《土木工程材料》的相關(guān)教學(xué)及實(shí)驗(yàn)并未涉及該方面的知識(shí)及相應(yīng)性能的測(cè)試方法。(2)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式陳舊。由于學(xué)生人數(shù)多、實(shí)驗(yàn)儀器少,受實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和教學(xué)經(jīng)費(fèi)的限制,大多數(shù)土木專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)仍以演示性和驗(yàn)證性為主,實(shí)驗(yàn)組的人數(shù)達(dá)到6個(gè)甚至更多,實(shí)驗(yàn)往往先由教師示范性操作一遍,學(xué)生照著實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)并在教師的指導(dǎo)下重復(fù)驗(yàn)證相關(guān)實(shí)驗(yàn),被動(dòng)地記憶實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,這不利于學(xué)生進(jìn)行發(fā)散思維,缺乏分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
2.考核機(jī)制不合理
土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程作為必修部分,學(xué)生只有完成了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后才能參加土木工程材料課程的考試。學(xué)生人數(shù)較多而實(shí)驗(yàn)設(shè)備較少,在學(xué)時(shí)少的情況下,教師為了課程進(jìn)度要求,學(xué)生分組人數(shù)往往較多。這種情況下一個(gè)組內(nèi)只有部分學(xué)生會(huì)認(rèn)真按照教師的要求做實(shí)驗(yàn),而其余部分學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中較少參與甚至不參與。由于人數(shù)有限,教師很難完全把控學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)狀況。教師在考核時(shí)往往忽視學(xué)生的實(shí)踐操作,只要學(xué)生正常出勤,相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲瓿桑怀霾铄e(cuò),實(shí)驗(yàn)考勤就是滿分。學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)依據(jù)最終提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)定,但實(shí)驗(yàn)報(bào)告往往格式一致,缺少主觀內(nèi)容,缺乏學(xué)生可討論或思考的內(nèi)容。同一組實(shí)驗(yàn)報(bào)告往往類(lèi)似,同組同學(xué)之間互相抄襲的現(xiàn)象嚴(yán)重,教師評(píng)定成績(jī)時(shí)很難界定學(xué)生真實(shí)的實(shí)踐能力,單憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)測(cè)成績(jī),整組學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績(jī)都相差不多,很難通過(guò)實(shí)驗(yàn)成績(jī)促使學(xué)生提高實(shí)驗(yàn)積極性,難以將實(shí)驗(yàn)與課程理論內(nèi)容相結(jié)合,更不用說(shuō)思考實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象和問(wèn)題。
3.教學(xué)煩瑣,實(shí)驗(yàn)時(shí)間難以把控
受大環(huán)境影響,學(xué)校相關(guān)部門(mén)不重視實(shí)驗(yàn)課程,特別是工程類(lèi)的實(shí)驗(yàn)課程,意識(shí)不到工程類(lèi)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)過(guò)程煩瑣、實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),部分院校未招聘相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教師,實(shí)驗(yàn)課程需由任課老師充當(dāng)。隨著高校教學(xué)改革中課程體系的調(diào)整,許多課程的總學(xué)時(shí)被壓縮,而土木工程材料課程也難幸免。例如,我校土木工程專(zhuān)業(yè)本科人才培養(yǎng)方案規(guī)定土木工程材料課程總學(xué)時(shí)為40學(xué)時(shí),其中講授32學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)被嚴(yán)重壓縮。而土木工程材料實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多、實(shí)驗(yàn)煩瑣、實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng),再加上實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備不足,學(xué)生需要分批進(jìn)行,原本2個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課變成4個(gè)學(xué)時(shí)。有些實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生多次往返實(shí)驗(yàn)室,如混凝土成型實(shí)驗(yàn)、混凝土攪拌需要1個(gè)學(xué)時(shí)時(shí)間,養(yǎng)護(hù)1天后拆模并放入養(yǎng)護(hù)室要一個(gè)學(xué)時(shí),而立方體試塊的強(qiáng)度測(cè)試也要一個(gè)學(xué)時(shí),整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成下來(lái)往往需要不止2個(gè)學(xué)時(shí)的時(shí)間,但學(xué)時(shí)計(jì)算時(shí)仍以2個(gè)學(xué)時(shí)計(jì)算。在學(xué)時(shí)數(shù)受限的情況下,教師只能精簡(jiǎn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,學(xué)生難以對(duì)常見(jiàn)的土木工程材料的相關(guān)性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn),該部分內(nèi)容通過(guò)課程講解或PPT圖片展示的形式教授,學(xué)生靠抽象思維建立實(shí)驗(yàn)過(guò)程,很難與實(shí)際相結(jié)合。
二、實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革內(nèi)容
1.踐行先進(jìn)的教學(xué)理念
實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)是教師手把手地教、學(xué)生機(jī)械性地學(xué),而應(yīng)注重學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng),注重能夠讓學(xué)生了解本實(shí)驗(yàn)的目的與作用,讓學(xué)生能夠依此進(jìn)行創(chuàng)新。實(shí)驗(yàn)課程的安排可增加自學(xué)知識(shí)、實(shí)驗(yàn)提問(wèn)討論部分。教師可以在實(shí)驗(yàn)課之前布置實(shí)驗(yàn)任務(wù)和內(nèi)容,學(xué)生利用課余時(shí)間掌握實(shí)驗(yàn)方案、相關(guān)儀器的操作和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、結(jié)果分析。學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的問(wèn)題或相關(guān)現(xiàn)象,可以是關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)或綜合性知識(shí),或者一些擴(kuò)展性知識(shí),在實(shí)驗(yàn)討論環(huán)節(jié)與教師討論,使學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)面、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程應(yīng)注重學(xué)生興趣的培養(yǎng),使每個(gè)學(xué)生都有動(dòng)手的機(jī)會(huì)和意愿。教師在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)主要把握實(shí)驗(yàn)的安全而減少對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的干涉,應(yīng)注重學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象進(jìn)行合理解釋與分析,針對(duì)問(wèn)題找出原因及提出改善措施。實(shí)驗(yàn)提問(wèn)討論過(guò)程中教師通過(guò)了解和提問(wèn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中做什么,在組別中分工是什么、任務(wù)是什么,針對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行提問(wèn),了解學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的掌握程度,促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前能夠?qū)?nèi)容有所了解,調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性、主動(dòng)性,幫助學(xué)生在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程中提高自己的應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。
2.優(yōu)化課程學(xué)習(xí)與考核方式
改變以往單一的考核模式,重視實(shí)驗(yàn)過(guò)程,改變只以實(shí)驗(yàn)報(bào)告確定實(shí)驗(yàn)成績(jī)的方式,重視學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)到的知識(shí),利用實(shí)驗(yàn)成績(jī)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),重視實(shí)驗(yàn)操作,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能、分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力,促使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。具體可將實(shí)驗(yàn)成績(jī)定為以下幾個(gè)部分:一是實(shí)驗(yàn)完成時(shí)間。實(shí)驗(yàn)時(shí)間主要考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)前是否有預(yù)習(xí),是否了解了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、儀器設(shè)備。二是實(shí)驗(yàn)操作。實(shí)驗(yàn)操作主要考查學(xué)生的動(dòng)手操作能力,是否具有獨(dú)立性,是否懂得提取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),是否敢于實(shí)踐創(chuàng)新,同時(shí)也考察學(xué)生的合作情況和操作熟練程度。三是實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生。實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生主要考核學(xué)生是否有責(zé)任意識(shí),對(duì)于實(shí)驗(yàn)是否認(rèn)真,對(duì)待實(shí)驗(yàn)是否嚴(yán)謹(jǐn),實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生是良好實(shí)驗(yàn)習(xí)慣的表現(xiàn)。四是實(shí)驗(yàn)討論。實(shí)驗(yàn)討論在于考查學(xué)生是否具有獨(dú)立思考的意識(shí),是否善于把握實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)中相關(guān)現(xiàn)象,同時(shí)也是對(duì)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)的一種考量。五是實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告主要考查學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)的處理能力。提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告可不拘泥于形式,但內(nèi)容應(yīng)能體現(xiàn)小組成員的分工內(nèi)容,應(yīng)有每個(gè)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程的理解和體會(huì),同時(shí)能對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果有一定的分析和總結(jié)。各部分占比參考如下:實(shí)驗(yàn)完成時(shí)間占比10%,考評(píng)時(shí)只作為鼓勵(lì)措施,給分不能太低;實(shí)驗(yàn)衛(wèi)生占比10%,給分時(shí)可根據(jù)各組衛(wèi)生情況適當(dāng)拉開(kāi)差距;實(shí)驗(yàn)操作占比20%,實(shí)驗(yàn)討論20%,實(shí)驗(yàn)報(bào)告占比40%。
3.實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段多樣化
課時(shí)較少且部分內(nèi)容耗時(shí)長(zhǎng)、步驟復(fù)雜,儀器較少或者需要精密儀器、設(shè)備暫缺的實(shí)驗(yàn),可以通過(guò)多媒體教學(xué)的方式,通過(guò)動(dòng)畫(huà)演示、視頻錄像以及虛擬仿真模擬的方式增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),宏觀了解整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程。完善實(shí)驗(yàn)課程指導(dǎo)書(shū),加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和相關(guān)課程教材的'建設(shè)。另外,開(kāi)設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程,利用網(wǎng)絡(luò)課程平臺(tái)上傳資料,供學(xué)生隨時(shí)下載和在線學(xué)習(xí)。彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)課時(shí)少而未在課堂上實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,擴(kuò)展教學(xué)內(nèi)容。針對(duì)我校的情況,利用教師的科研項(xiàng)目或者大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目、學(xué)院科研平臺(tái)項(xiàng)目等開(kāi)展綜合性、創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)性的試驗(yàn)項(xiàng)目,開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室,讓感興趣的小組可以利用課余時(shí)間進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的探索和研究(興趣小組的數(shù)目根據(jù)項(xiàng)目使用儀器設(shè)備的條件確定)。教師在設(shè)計(jì)項(xiàng)目的過(guò)程中應(yīng)讓學(xué)生掌握課程實(shí)踐內(nèi)容及操作技能,掌握相關(guān)的材料性能的檢測(cè)和結(jié)果分析。實(shí)驗(yàn)成績(jī)以最終上交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告給定,但應(yīng)體現(xiàn)學(xué)生對(duì)該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的理解程度、該項(xiàng)目的研究意義背景、解決該項(xiàng)目所用的實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)方法介紹、對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題及試驗(yàn)結(jié)果的分析、所做的試驗(yàn)解決了什么樣的問(wèn)題、對(duì)該項(xiàng)目的展望等內(nèi)容。
三、結(jié)論
為適應(yīng)新建本科院校改革,走地方性、應(yīng)用型、開(kāi)放式發(fā)展道路,滿足我校培養(yǎng)“通結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)施工、專(zhuān)材料”的復(fù)合性創(chuàng)新性應(yīng)用型人才的目標(biāo)。土木工程專(zhuān)業(yè)作為福建江夏學(xué)院的特色專(zhuān)業(yè)和重點(diǎn)建設(shè)專(zhuān)業(yè),實(shí)踐環(huán)節(jié)作為土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生與社會(huì)銜接的重要環(huán)節(jié),相關(guān)課程改革是很有必要的。本文針對(duì)土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程存在的問(wèn)題,結(jié)合自身在課程教學(xué)中的總結(jié),從課程的教育理念、課程學(xué)習(xí)與考核、教學(xué)手段等方面進(jìn)行改革探索。改革調(diào)整可以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)生興趣,提高學(xué)生的自主性、獨(dú)立性、創(chuàng)新性,培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力,塑造學(xué)生為應(yīng)用型綜合人才。
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土木工程材料論文12
一、教師的工程實(shí)踐科研項(xiàng)目與教學(xué)實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合
1.混凝土耐久性實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
在土木工程材料耐久性實(shí)驗(yàn)課安排中,結(jié)合授課教師的浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“荷載、碳化和氯鹽耦合作用下混凝土細(xì)微觀結(jié)構(gòu)演變及對(duì)離子傳輸影響”,指導(dǎo)學(xué)生選擇目標(biāo)混凝土配合比,確定混凝土強(qiáng)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(duì)象是無(wú)荷載作用下混凝土耐久性,因此在設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案時(shí),授課教師講解實(shí)際土木工程混凝土構(gòu)筑物在服役期間均在受荷狀態(tài),只有考慮受荷混凝土耐久性才與實(shí)際工況相吻合。學(xué)生根據(jù)實(shí)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(cè)試受荷狀態(tài)混凝土耐久性又該如何進(jìn)行加載呢?對(duì)此,可以組織學(xué)生分組討論,得出了加載方案,在此基礎(chǔ)上再確定試驗(yàn)混凝土加載程度,然后進(jìn)行混凝土耐久性測(cè)試。此環(huán)節(jié)增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)書(shū)本知識(shí)的理解,鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力。
2.泡沫混凝土澆筑實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
在土木工程材料成型實(shí)驗(yàn)課教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)授課教師的國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目“農(nóng)作物廢棄物新型保溫建材制備技術(shù)集成與示范”,參與現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)可以讓學(xué)生明確泡沫混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)與普通混凝土有何不同,分別注意哪些問(wèn)題,具體涉及到《土木工程材料》教材第十一章的知識(shí)。比如,在測(cè)定泡沫混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí),標(biāo)準(zhǔn)試塊的制作、養(yǎng)護(hù)、齡期、加載方式,泡沫混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)與強(qiáng)度之間的關(guān)系,以及減少泡沫混凝土收縮開(kāi)裂的措施等。與此同時(shí),可要求學(xué)生查閱有關(guān)保溫材料施工技術(shù)的文獻(xiàn),以拓展知識(shí)面。
3.鋼筋的加載實(shí)驗(yàn)
在鋼筋教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,可以采用逐級(jí)加載方式,對(duì)鋼筋施加荷載,指導(dǎo)學(xué)生如何使得鋼筋強(qiáng)化。首先未加荷載的鋼筋進(jìn)行試驗(yàn),學(xué)生從中了解了鋼筋在拉伸過(guò)程中經(jīng)歷了彈性階段、屈服階段、強(qiáng)化階段和頸縮階段四個(gè)階段,然后要求學(xué)生把一根鋼筋拉伸到強(qiáng)化階段的任何點(diǎn)后卸載,再對(duì)此鋼筋進(jìn)行拉伸試驗(yàn),學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)鋼筋的屈服點(diǎn)提高了。那么在實(shí)際工程中采用這種工藝會(huì)起到何種效果?通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)學(xué)生了解了鋼筋強(qiáng)化的過(guò)程及作用。另外,根據(jù)項(xiàng)目研究需要,為了提高鋼筋防銹能力,是在鋼筋強(qiáng)化前做防銹措施,還是在鋼筋強(qiáng)化后做防銹措施?把這些問(wèn)題作為課后大作業(yè),使學(xué)生進(jìn)行充分討論。在探討的基礎(chǔ)上,授課教師對(duì)各種結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié),最后確定具體的實(shí)驗(yàn)方案。
4.試驗(yàn)結(jié)果分析
在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)改革后,學(xué)生研究性試驗(yàn)結(jié)束,授課教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。分析結(jié)果對(duì)比《土木工程材料》教材的課堂教學(xué)的基本理論,從而可以進(jìn)一步改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行不同側(cè)面深入分析,比較各自的結(jié)果。通過(guò)分析比較可以提高學(xué)生對(duì)土木工程材料理解程度。
二、實(shí)踐過(guò)程中必須結(jié)合土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)
將工程實(shí)踐科研活動(dòng)融入到土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué),必須做到以下幾點(diǎn)。
。ㄒ唬⿲W(xué)生參與科研項(xiàng)目與土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程要匹配
學(xué)生參與科研項(xiàng)目必須與土木工程材料實(shí)驗(yàn)教學(xué)相匹配,二者要有機(jī)結(jié)合,只有在相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程的基礎(chǔ)上,融入相關(guān)的工程實(shí)踐科研活動(dòng),才能促使學(xué)生去沉下心思考問(wèn)題。授課教師指導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料,探索解決問(wèn)題的方法,通過(guò)這一系列培養(yǎng),學(xué)生的科研能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力會(huì)有大幅度提高。通過(guò)實(shí)踐,我們認(rèn)為土木工程材料課程的培養(yǎng)模式,必須強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),而實(shí)踐能力不僅需要學(xué)生掌握土木工程材料的理論知識(shí),而且更重要的是學(xué)生利用所學(xué)的土木工程材料理論知識(shí)在實(shí)踐過(guò)程中善于發(fā)現(xiàn)新的材料和新工藝。為了達(dá)到這一目標(biāo),授課教師在制訂課程培養(yǎng)方案時(shí),相應(yīng)縮短課程基礎(chǔ)理論課時(shí),適當(dāng)增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時(shí),更重要的是要在實(shí)踐過(guò)程中注重授人以“漁”,注重授于學(xué)生解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,指導(dǎo)學(xué)生自我更新知識(shí)的能力。
。ǘ⿲W(xué)生參與的`科研任務(wù)要與學(xué)生的能力相匹配
學(xué)生參與科研項(xiàng)目必須與學(xué)生的知識(shí)水平和能力相匹配,所布置的科研實(shí)驗(yàn)不要使學(xué)生感到難度較大,無(wú)從入手,這樣的教學(xué)效果也難以達(dá)到預(yù)定教學(xué)計(jì)劃的目的。將工程實(shí)踐科研項(xiàng)目融入到土木工程材料實(shí)驗(yàn)課程,授課教師在課外花更多精力進(jìn)行指導(dǎo),并提供試驗(yàn)的場(chǎng)所和實(shí)驗(yàn)條件,使學(xué)生從中受益。反之,如果授課教師所布置的科研實(shí)驗(yàn)難度不大,就會(huì)使學(xué)生錯(cuò)誤地認(rèn)為科研實(shí)驗(yàn)并不復(fù)雜,從而失去對(duì)科研實(shí)驗(yàn)的興趣。因此,授課教師在制定土木工程材料實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)計(jì)劃時(shí),必須注意科研實(shí)驗(yàn)難度的合理安排。土木工程材料課程的教學(xué)計(jì)劃改革主要是強(qiáng)調(diào)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),但并不是弱化基本概念的學(xué)習(xí)。目標(biāo)是強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),在增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的同時(shí)適當(dāng)?shù)貕嚎s了課堂教學(xué)時(shí)間,但基本概念教學(xué)內(nèi)容不減少。在土木工程材料課程教學(xué)計(jì)劃制定的同時(shí),兼顧基礎(chǔ)理論課時(shí)和實(shí)踐訓(xùn)練的教學(xué)課時(shí),將理論教學(xué)與科研實(shí)驗(yàn)互相融合、互相補(bǔ)充。為了達(dá)到這一目標(biāo),項(xiàng)目組將實(shí)踐教學(xué)課時(shí)從原先的30%提高到50%,課程考核實(shí)驗(yàn)實(shí)踐占50%,期末考試50%。
。ㄈ⿲W(xué)生參與的科研活動(dòng)要合理組織
教學(xué)與科研的性質(zhì)畢竟不同,有時(shí)二者之間會(huì)有沖突,授課教師就要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容,合理地安排相應(yīng)的科研實(shí)驗(yàn),使教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐科研活動(dòng)相協(xié)調(diào),使學(xué)生參與到教師的科研實(shí)驗(yàn)中來(lái),以促進(jìn)學(xué)生掌握課堂知識(shí),并形成學(xué)生在掌握課堂知識(shí)的同時(shí)又提出新的科研實(shí)驗(yàn)的良性循環(huán)。土木工程材料課程所培養(yǎng)的學(xué)生是面向各類(lèi)設(shè)計(jì)院、施工企業(yè)、監(jiān)理企業(yè)、建筑材料制造企業(yè)、造價(jià)咨詢(xún)企業(yè),其必須具備解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。本專(zhuān)業(yè)學(xué)生畢業(yè)后在從事道路、橋梁及建筑工程的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理及檢測(cè)過(guò)程中,必須具備土木工程材料基礎(chǔ)知識(shí)及工程實(shí)踐能力,因此,制定土木工程材料課程教學(xué)計(jì)劃時(shí),應(yīng)著重從培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力出發(fā),使學(xué)生畢業(yè)后能盡快地適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)和施工節(jié)奏。為了達(dá)到這一目標(biāo),授課教師在講解基本概念時(shí)結(jié)合工程實(shí)例,并輔以教師的科研成果,如有一年輕教師應(yīng)用“鋼筋在環(huán)境———應(yīng)力耦合作用下的銹蝕特征及演化規(guī)律(51008276)”國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目把鋼筋與混凝土二個(gè)實(shí)驗(yàn)合一起,指導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中了解鋼筋在銹蝕過(guò)程中對(duì)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(kāi)裂,導(dǎo)致鋼筋和混凝土力學(xué)性能下降,從而把混凝土和鋼筋二種材料串在一起,讓學(xué)生能更深入地理解課堂理論與概念,而在教學(xué)過(guò)程中,年輕教師也由此積累教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。
三、結(jié)語(yǔ)
筆者敘述了如何將工程實(shí)踐科研項(xiàng)目融入土木工程材料課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐中,教學(xué)效果表明,在土木工程材料教學(xué)過(guò)程中,將授課教師工程實(shí)踐科研內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合,指導(dǎo)學(xué)生參與授課教師工程實(shí)踐科研活動(dòng),學(xué)生不僅對(duì)課堂教學(xué)內(nèi)容有了更深的理解,而且激發(fā)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣,提高了學(xué)生創(chuàng)新的欲望,達(dá)到了土木工程材料教學(xué)計(jì)劃的教學(xué)目標(biāo)。
土木工程材料論文13
摘要:隨著科學(xué)技術(shù)體系的不斷健全,土木工程材料應(yīng)用方案不斷得到改革,在這個(gè)過(guò)程中,其蘊(yùn)含的科學(xué)技術(shù)比例日益提升,這對(duì)工作人員的業(yè)務(wù)能力提出了更高的要求。該文就新型土木工程材料應(yīng)用模塊展開(kāi)分析,旨在突破傳統(tǒng)的材料應(yīng)用方法,以增強(qiáng)土木工程的整體效益。
關(guān)鍵詞:新型土木工程;材料應(yīng)用狀況;建筑結(jié)構(gòu)物
土木工程材料是土木工程實(shí)踐中各類(lèi)材料及相關(guān)制品的稱(chēng)呼,其是建筑工程正常運(yùn)作的物質(zhì)基礎(chǔ),是建筑結(jié)構(gòu)物的根本構(gòu)成部分。隨著科學(xué)技術(shù)體系的不斷健全,土木工程新型材料不斷得到應(yīng)用,這類(lèi)新型材料具備良好的環(huán)保性、高效性、節(jié)能性,應(yīng)用種類(lèi)繁多,存在不同的應(yīng)用特性。
一、高性能混凝土應(yīng)用狀況
1.高性能混凝土具備極高的工程應(yīng)用價(jià)值
其強(qiáng)度及耐久性比較好,具備良好的工作性,這突出表現(xiàn)在其高彈性模量、較高早期強(qiáng)度等方面,可以避免鋼筋受到銹蝕,能夠滿足惡劣施工工作的要求,實(shí)現(xiàn)混凝土堅(jiān)固及耐久性的提升,其易修整性強(qiáng),可泵性高。HPC可以進(jìn)行流態(tài)混凝土的配置,避免了離析問(wèn)題的出現(xiàn),可以有效降低泵送壓力,具備良好的修整效率。在冬天澆筑過(guò)程中,混凝土的凝結(jié)時(shí)間正常,相比于普通的混凝土,其強(qiáng)度增長(zhǎng)較快,即使在較低環(huán)境下也不會(huì)出現(xiàn)冰凍問(wèn)題,在高溫環(huán)境下,混凝土能夠保持正常的坍落度,能夠?qū)崿F(xiàn)水化熱的有效性控制。低強(qiáng)混凝土是常見(jiàn)的工程施工材料,能夠滿足樁基工程、基礎(chǔ)工程等的工作要求,也可用于地下建筑物構(gòu)造。在一定情況下,可用低強(qiáng)混凝土進(jìn)行混凝土抗壓強(qiáng)度、密度、彈性模量等的調(diào)整,降低其收縮裂縫水平。輕質(zhì)混凝土實(shí)現(xiàn)了天然輕骨料、廢料輕骨料、人造輕骨料等的使用,比如浮石、凝灰?guī)r、爐渣、自然煤矸石、黏土陶粒等的使用,其抗凍性能高,相對(duì)強(qiáng)度大,密度較小,具備良好的保溫性。通過(guò)對(duì)工業(yè)廢渣的使用,可以有效降低混凝土的生產(chǎn)成本,減少城市的污染狀況,有利于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護(hù),這類(lèi)廢渣包括粉煤灰、煤礦煤矸石、廢棄鍋爐煤渣等,能夠減少所堆積廢料的面積。自密實(shí)混凝土不需要進(jìn)行機(jī)械振搗,其能夠依靠自身重量實(shí)現(xiàn)混凝土的密實(shí),這類(lèi)混凝土的流動(dòng)性較高,可以有效防止離析問(wèn)題,在配置該類(lèi)混凝土?xí)r,需要遵循相關(guān)的方法。粗骨料體積需要為固體混凝土體積的一半。細(xì)骨料的體積為砂漿體的一半。自密實(shí)混凝土需要開(kāi)展流動(dòng)性試驗(yàn),進(jìn)行超塑化劑用量及水灰比的確定,從而使材料獲得最佳的組成比例。這類(lèi)混凝土在現(xiàn)場(chǎng)施工過(guò)程中,并不存在振動(dòng)噪音問(wèn)題,滿足了夜間施工工作的要求,這類(lèi)混凝土對(duì)施工者的身體健康影響小,其混凝土質(zhì)量比較均勻且持久。
2.高摻量粉煤灰混凝土
隨著土木工程規(guī)模的不斷擴(kuò)大,高摻量粉煤灰混凝土不斷得到應(yīng)用,在這個(gè)過(guò)程中,粉煤灰的微集料效應(yīng)、火山灰活性效應(yīng)、粉煤灰顆粒形態(tài)效應(yīng)逐漸被社會(huì)大眾所重視,隨著混凝土外加劑技術(shù)的不斷發(fā)展,粉煤灰逐漸成為混凝土的必需組分,在這個(gè)環(huán)節(jié)中,粉煤灰的摻量不斷增大,混凝土技術(shù)方案不斷得到更新及應(yīng)用,美國(guó)、加拿大、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,已經(jīng)具備成熟的混凝土應(yīng)用技術(shù)。高摻量粉煤灰混凝土自20世紀(jì)80年代中期就開(kāi)始得到普及。實(shí)踐證明,通過(guò)對(duì)粉煤灰材料的應(yīng)用及普及,可以實(shí)現(xiàn)工程材料費(fèi)的有效性節(jié)約,其能夠取得良好的社會(huì)效益及環(huán)境效益,水泥屬于高能耗及高環(huán)境污染產(chǎn)品,為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求,必須盡可能減少水泥的使用量,進(jìn)行各類(lèi)工業(yè)廢渣的使用,實(shí)現(xiàn)土木工程的可持續(xù)性發(fā)展。隨著我國(guó)生態(tài)建設(shè)理念的興起,生態(tài)環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展型建筑工程模式逐漸引起社會(huì)各界的重視,工業(yè)廢渣的開(kāi)發(fā)及利用已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)性發(fā)展的必然。
二、新型墻體材料的應(yīng)用
1.隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展
新型墻體材料不斷得到應(yīng)用,在砌筑結(jié)構(gòu)墻體的應(yīng)用過(guò)程中,進(jìn)行高性能砌體材料的選擇是必要的,這類(lèi)材料的保溫隔熱性好,其導(dǎo)熱系數(shù)較小。這類(lèi)材料主要包括普通混凝土、空心鉆土磚及粉煤灰、浮石等砌體材料,保溫砂漿是其重要的砌體膠凝材料。經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展理念的興起,推動(dòng)了墻體材料應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步,在這個(gè)過(guò)程中復(fù)合型節(jié)能墻體出現(xiàn),這類(lèi)墻體實(shí)現(xiàn)了新型墻體材料、傳統(tǒng)墻體材料、保溫絕熱材料等的結(jié)合,比較常見(jiàn)的絕熱材料包括膨脹珍珠巖、玻璃棉、泡沫塑料、礦物棉等材料,常見(jiàn)的砌體材料包括混凝土類(lèi)空心磚、空心砌塊、黏土實(shí)心磚等。實(shí)踐證明,復(fù)合墻體是一種高效性的絕熱保溫材料,相比于單一材料砌筑的墻體,該墻體的保溫隔熱性能更強(qiáng),具備更好的節(jié)能效果。但是綜合來(lái)看,絕熱材料的整體成本較高,需要輔之以相配套的建筑主體結(jié)構(gòu)形式,常見(jiàn)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)模式包括墻體不承重結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)等。
2.新型復(fù)合墻板主要由內(nèi)墻板、外墻板、高效絕熱保溫材料等構(gòu)成
按照標(biāo)準(zhǔn)尺寸及相關(guān)模數(shù)展開(kāi)工業(yè)化生產(chǎn),其具體包括門(mén)、窗、墻板一體化的制造過(guò)程,需要將其運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)中,將其安裝在結(jié)構(gòu)框架上,成為房屋建筑的外圍護(hù)結(jié)構(gòu),這是當(dāng)下主流的建筑應(yīng)用形式,這類(lèi)建筑物的復(fù)合墻板不進(jìn)行外力的承受,其質(zhì)量較輕,保溫性能良好,具備較高的施工效率。FRP復(fù)合材料的出現(xiàn)有效解決了土木工程建筑物結(jié)構(gòu)問(wèn)題。結(jié)構(gòu)性能及結(jié)構(gòu)的退化是制約土木工程發(fā)展的重要影響問(wèn)題,通過(guò)對(duì)FRP復(fù)合材料技術(shù)的`應(yīng)用,可以實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,其適應(yīng)了現(xiàn)代工程的發(fā)展,滿足了工程惡劣施工的要求,確,F(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)化發(fā)展,滿足了現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)的工作要求,這種復(fù)合材料常見(jiàn)于海洋工程、地下工程等。在其具體施工應(yīng)用中,需要進(jìn)行鋼筋的替換,將鋼管直接應(yīng)用于新建結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)舊有結(jié)構(gòu)的維修及加固,實(shí)現(xiàn)建筑物整體效果的增強(qiáng)。整體來(lái)看,土木工程結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施的整體使用年限較長(zhǎng),但在工程實(shí)踐中,受到外界各種因素的影響,不可避免地產(chǎn)生抗力衰減、建筑物結(jié)構(gòu)損傷積累等問(wèn)題,這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)受環(huán)境荷載作用、腐蝕效應(yīng)、材料老化、疲勞效應(yīng)等的影響,從而導(dǎo)致各類(lèi)突發(fā)事故的發(fā)生,為了解決這類(lèi)問(wèn)題,必須做好該類(lèi)建筑物結(jié)構(gòu)及設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)工作,進(jìn)行復(fù)合型智能材料的應(yīng)用,提升土木工程的整體監(jiān)測(cè)效益。
3.碳纖維機(jī)敏混凝土是一種復(fù)合型的建筑材料
其以碳纖維作為填充相,實(shí)現(xiàn)了混凝土、砂漿、水泥漿等的混合,制成了纖維增強(qiáng)水泥基復(fù)合材料,這類(lèi)材料的電阻率、應(yīng)變狀況、損傷狀況等存在一定的關(guān)系,為了進(jìn)行碳纖維混凝土應(yīng)變及損傷狀況的監(jiān)測(cè),需要進(jìn)行電阻率變化的測(cè)試。這類(lèi)混凝土具備良好的力學(xué)性能,能夠?qū)崿F(xiàn)與混凝土結(jié)構(gòu)的良好相容,其施工工藝水平比較簡(jiǎn)單,滿足了道路載重監(jiān)控工作的要求,適應(yīng)了土木工程結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)設(shè)施的健康監(jiān)測(cè)工作要求。碳纖維混凝土還具備良好的電磁屏蔽特性,其電熱效應(yīng)強(qiáng)烈,有利于實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)溫度的自適應(yīng),實(shí)現(xiàn)混凝土抗電磁干擾能力的提升;诩{米復(fù)合材料應(yīng)用基礎(chǔ)上的混凝土其電阻率隨著線性變化而變化,具備很好的重復(fù)性及靈敏度,其傳感性好,整體強(qiáng)度高,應(yīng)用前景廣闊。相比于普通的混凝土材料,納米材料具備超微的粒徑,其擁有一系列的電學(xué)性能,具備超高強(qiáng)、超塑性等特點(diǎn),通過(guò)對(duì)納米材料的應(yīng)用,能夠有效增強(qiáng)建筑物的整體質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展,傳統(tǒng)的混凝土材料已經(jīng)難以適應(yīng)現(xiàn)階段土木工程的工作要求,為了確保社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展,必須進(jìn)行智能混凝土研究體系的健全,充分發(fā)揮智能、高復(fù)合混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。結(jié)語(yǔ)為了適應(yīng)日益復(fù)雜的土木工程工作的要求,進(jìn)行新型材料的應(yīng)用是必要的,從而實(shí)現(xiàn)土木工程整體施工質(zhì)量的增強(qiáng)。
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土木工程材料論文14
摘 要:土木工程材料作為土木工程建設(shè)中的基本物質(zhì)基礎(chǔ)對(duì)于工程的質(zhì)量和壽命有著直接的影響,隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步,人類(lèi)對(duì)建筑材料的使用性能、外觀、環(huán)保性等各方面的要求越來(lái)越高,對(duì)材料質(zhì)量、節(jié)能效果也越來(lái)越看重。
關(guān)鍵詞:土木;工程;材料;綠色;發(fā)展
1 土木工程材料的應(yīng)用概況
隨著建筑工程的快速發(fā)展土木工程材料更新?lián)Q代也在不斷的進(jìn)行,土木工程材料的性能和質(zhì)量一直在不斷提高和完善,工程中材料的種類(lèi)也越來(lái)越多,根據(jù)不同的特性和規(guī)格可以對(duì)土木工程材料進(jìn)行分類(lèi)。在傳統(tǒng)土木工程中常見(jiàn)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(gè)土木工程和建筑的基礎(chǔ)構(gòu)成,土木工程是一項(xiàng)復(fù)雜的長(zhǎng)期性工程,對(duì)于材料的用量也相當(dāng)?shù)卮,隨著對(duì)材料的不斷研究和土木工程的不斷發(fā)展,基本材料已經(jīng)漸漸不能滿足人們的要求,城市化和工業(yè)化的進(jìn)程促進(jìn)了建筑業(yè)的發(fā)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(duì)土木工程材料有新的理解和研發(fā),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(shí)現(xiàn),建筑物的性能如何提高都是需要考慮的內(nèi)容?偟膩(lái)說(shuō)土木工程材料要滿足的條件就是輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐用、環(huán)保等基本特征,對(duì)于材料的技術(shù)性能也有更高的要求,從物理指標(biāo)和綠色指標(biāo)上都要進(jìn)行控制,這是未來(lái)土木工程材料發(fā)展的主要方向。
隨著材料技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代的土木工程材料也有了很大的發(fā)展,其中物理力學(xué)方面的性能已經(jīng)有了明顯的提高,隨著現(xiàn)代陶瓷與玻璃的性能改進(jìn),土木工程材料的應(yīng)用范圍也越來(lái)越大。并且隨著需求的提高材料科學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新的階段,一些特殊性能的材料應(yīng)用廣泛,例如,吸聲材料、隔音材料、耐熱材料、防水抗?jié)B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(yīng)用方式隨著科技的發(fā)展也有了很大的變化,現(xiàn)代施工技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用也使得材料在工程中的'性能表現(xiàn)比以往好,為現(xiàn)代土木工程的發(fā)展奠定了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。為滿足現(xiàn)代土木工程結(jié)構(gòu)性能和施工技術(shù)的要求,材料應(yīng)用也向著工業(yè)化的方向發(fā)展。另外,隨著材料的設(shè)計(jì)、加工和使用的不斷完善,施工技術(shù)的不斷提高,材料在使用過(guò)程中表現(xiàn)的性能也越來(lái)越完善,這是對(duì)于土木工程材料發(fā)展的一個(gè)推動(dòng)。
2 土木材料的發(fā)展趨勢(shì)
2.1 綠色化
材料及其制品的制造、使用及廢棄過(guò)程是造成能源短缺、資源過(guò)度消耗和枯竭以及環(huán)境污染的主要原因之一。在工程建設(shè)中,建筑材料的生產(chǎn)、使用及回收,不僅消耗了大量的資源和能量,而且?guī)?lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。目前,生態(tài)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(yīng)用,使用效果和質(zhì)量亦越來(lái)越多的得到肯定。從材料的制造、使用、廢棄直到再生的整個(gè)生命周期中必須具備與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)性及舒適性,它滿足可持續(xù)發(fā)展的需要,做到了發(fā)展與環(huán)境的統(tǒng)一,生態(tài)材料生產(chǎn)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(tài)材料采用低能耗制造工藝和無(wú)污染環(huán)境的生產(chǎn)技術(shù);材料生產(chǎn)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(shí)要開(kāi)發(fā)對(duì)人體有益的材料,如抗菌、滅菌、除臭、除霉、防火、調(diào)溫、消磁、防輻射、抗靜電等。產(chǎn)品不僅不損害人體健康,而應(yīng)有益于人體健康,產(chǎn)品具有多功能化。產(chǎn)品可循環(huán)再生和回收利用,無(wú)污染廢棄物,以防止二次污染。
2.2 節(jié)能化
生態(tài)建材的發(fā)展離不開(kāi)材料的節(jié)能化,建筑材料和技術(shù)的發(fā)展為建筑節(jié)能提供原動(dòng)力。相比于以往簡(jiǎn)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(yùn)用使得建筑更加節(jié)能環(huán)保,墻體保溫質(zhì)量也得到很好的滿足。提高建筑施工工藝是建筑技能環(huán)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(xué),特指具有感知環(huán)境刺激,并且對(duì)環(huán)境的刺激進(jìn)行分析、處理、判斷,采取適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行適度反應(yīng)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(fù)等功能,是橫跨多個(gè)專(zhuān)業(yè)而產(chǎn)生的新產(chǎn)品,F(xiàn)階段,智能材料在具體結(jié)構(gòu)的安全檢測(cè)、根基橋梁檢測(cè)及損壞評(píng)估方面已經(jīng)獲得初步成果,在研究和土木工程結(jié)構(gòu)實(shí)踐應(yīng)用中已經(jīng)突現(xiàn)出其優(yōu)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(jù)其變硬特性而電阻隨外界壓力變化而變化,可在內(nèi)部結(jié)構(gòu)接近損壞區(qū)或破壞區(qū)時(shí)進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。智能材料在土木工程中的應(yīng)用,是材料科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、自動(dòng)化控制技術(shù)發(fā)展的重要階段,對(duì)土木工程的發(fā)展有著極其深遠(yuǎn)的影響,是土木工程材料發(fā)展的最終方向。
2.4 高科技應(yīng)用
隨著技術(shù)的快速發(fā)展高性能的材料逐漸應(yīng)用到土木工程建設(shè)當(dāng)中,例如一些材料強(qiáng)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(duì)于復(fù)合材料的制造也要充分發(fā)揮,利用多種材料的各種性能采用復(fù)合技術(shù)進(jìn)行研發(fā),另外,要對(duì)地方材料進(jìn)行有效的利用,同一地區(qū)都可能有來(lái)源豐富、不同種類(lèi)的地方材料,根據(jù)這些地方的性質(zhì)和特點(diǎn),利用現(xiàn)代技術(shù),可生產(chǎn)各種性能的健康材料。盡量避免造成材料的浪費(fèi)和長(zhǎng)途的運(yùn)輸,對(duì)于環(huán)境要注意平衡和維護(hù),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(chǎn)土木工程材料的資源,從而更好的對(duì)自然資源做到保護(hù)和生態(tài)環(huán)境平衡的維持,以及保護(hù)自然資源和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡。利用高科技生產(chǎn)的低成本健康建材,例如某些人造石材、水性涂料、某些復(fù)合性材料也是綠色建材的發(fā)展方向。
3 結(jié)語(yǔ)
土木工程材料與人類(lèi)的生活及生產(chǎn)息息相關(guān),它和工程技術(shù)的進(jìn)步有著不可分割的聯(lián)系。隨著科技的發(fā)展生態(tài)材料、智能材料、建材節(jié)能化得到越來(lái)越多的關(guān)注和重視,我們要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展和創(chuàng)新,促進(jìn)土木工程材料的可持續(xù)綠色的發(fā)展。
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土木工程材料論文15
1智能材料在土木工程中的應(yīng)用
1.1光導(dǎo)纖維在混泥土材料的監(jiān)控
光導(dǎo)纖維材料,是一種光通信介質(zhì),其最大優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快、信號(hào)衰減低和并行處理能力較強(qiáng),經(jīng)常被用于高要求的通信傳輸中。光導(dǎo)纖維和光纖傳感器在土木工程中,主要用于對(duì)混泥土固化的監(jiān)控。混泥土結(jié)構(gòu)最大的缺點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度弱、內(nèi)部鋼筋容易被腐蝕等,在大面積澆筑過(guò)程中由于混泥土結(jié)構(gòu)內(nèi)部和外部溫度差異而導(dǎo)致混泥土塊體出現(xiàn)裂縫。這種情況下,將光纖作為傳感元件埋入混泥土結(jié)構(gòu)中,對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、溫度、變形、裂縫、振動(dòng)等可能引起混泥土結(jié)構(gòu)損傷的危險(xiǎn)因素進(jìn)行檢測(cè)、診斷、預(yù)報(bào)。更進(jìn)一步,如果控制元件能接入信息處理系統(tǒng),并引入形狀記憶類(lèi)金屬等智能材料,形成完整的控制系統(tǒng),將能實(shí)現(xiàn)混泥土材料的自適應(yīng)功能———這正是目前智能材料結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在土木工程中應(yīng)用的前沿課題。
1.2壓電材料
壓電材料一般是指在收到壓力后,材料兩端會(huì)出現(xiàn)電壓的晶體材料。壓電材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括對(duì)于結(jié)構(gòu)的靜變形控制、噪聲控制和抗震抗風(fēng)等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的壓電材料使用方法是通過(guò)壓電傳感元件對(duì)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)進(jìn)行感知,利用傳感器輸出結(jié)果,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于震動(dòng)的感知和預(yù)警。在此基礎(chǔ)上,采取合適的控制算法對(duì)壓電體的輸入進(jìn)行控制和定量,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于結(jié)構(gòu)震動(dòng)的控制,這是目前壓電類(lèi)智能材料的研究前沿。隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步,壓電類(lèi)的智能結(jié)構(gòu)土木工程中的應(yīng)該越來(lái)越廣泛。
1.3壓磁材料
壓磁材料在土木工程中的應(yīng)用主要包括磁流變材料和磁致伸縮材料;诖帕髯儾牧系脑,當(dāng)磁場(chǎng)的強(qiáng)度高于臨界強(qiáng)度時(shí),磁流變?cè)跇O短時(shí)間內(nèi)從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化。在介于固液體之間可根據(jù)磁流變液特點(diǎn)具有的快速、可控及可逆性質(zhì),控制流體特性實(shí)施時(shí)需要較低的能量,因此在智能結(jié)構(gòu)中通常將磁流變液作為動(dòng)器件的主要材料;谶@點(diǎn),磁流變材料可用于高層建筑的結(jié)構(gòu)中,實(shí)現(xiàn)對(duì)地震的半主動(dòng)控制。因?yàn)闈撛趹?yīng)用前景的廣闊,使得磁致伸縮材料近年來(lái)得到很大關(guān)注。磁致伸縮材料具有強(qiáng)烈的磁致伸縮效應(yīng),這種材料可以在電磁和機(jī)械之間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換,這種特性使其可以用于大功率超聲器件、聲納系統(tǒng)、精密定位控制等很多領(lǐng)域。
1.4形狀記憶合金
形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)的智能材料。形狀記憶合金的形狀被改變后,在一定條件下能激發(fā)其形狀記憶效應(yīng),這一過(guò)程中,材料產(chǎn)生高于700兆帕的回復(fù)應(yīng)力及8%左右的回復(fù)應(yīng)變,同時(shí)具有較強(qiáng)的能量傳輸儲(chǔ)存能力;谶@一特性,形狀記憶合金在土木工程中最大的`用處是用于各種結(jié)構(gòu)中來(lái)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自我診斷、增加材料的韌性和強(qiáng)度等、增強(qiáng)材料的適應(yīng)控制。形狀記憶合金還可以被研制成智能驅(qū)動(dòng)器,用于對(duì)結(jié)構(gòu)變形、裂縫和振動(dòng)方面的控制。形狀記憶合金具有較高相變回復(fù)力,結(jié)合該特性能夠研制開(kāi)展形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)相變偽彈性性能,可在土木工程結(jié)構(gòu)中用于耗能抗震的被動(dòng)控制。目前的土木工程實(shí)踐中,通常在結(jié)構(gòu)層間或底部等受地震作用較大的位置安置形狀記憶合金被動(dòng)耗能控制系統(tǒng),用于實(shí)現(xiàn)耗能系統(tǒng)對(duì)結(jié)構(gòu)的層間變形的感知,進(jìn)而起到消耗地震能量的作用。
2智能材料的優(yōu)點(diǎn)局限性
土木工程中應(yīng)用的智能材料具有反饋信息、自我診斷、自我修復(fù)、自適應(yīng)能能力,實(shí)踐也表明,智能材料在實(shí)際土木工程中的應(yīng)用使得工程結(jié)構(gòu)具有高強(qiáng)度和耐久性等特點(diǎn),同時(shí)能智能化地執(zhí)行指令,能較好的適應(yīng)外部環(huán)境的變化。但上述的光纖、形狀記憶合金、壓電和壓磁等材料,本質(zhì)上屬于高智能復(fù)合材料,其最大的局限性在于使用成本很高,造價(jià)太貴。這一缺點(diǎn),使得目前對(duì)于智能材料的應(yīng)用智能局限于檔次較高、標(biāo)準(zhǔn)較高的建筑工程,智能材料在普通民居建筑中的應(yīng)用還遙遙無(wú)期。另外,智能材料的應(yīng)用需要相應(yīng)的技術(shù)和配套材料設(shè)備的配合支撐,在施工中對(duì)于施工技術(shù)和工藝的要求較高。因此,但就目前看,對(duì)智能材料的應(yīng)用還不可能實(shí)現(xiàn)全方位的廣泛普及,但是,智能材料可能是未來(lái)土木工程材料的研究和發(fā)展方向。
3結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,智能材料在土木工程中的應(yīng)用彌補(bǔ)了傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)適應(yīng)環(huán)境能力弱的缺點(diǎn),將建筑結(jié)構(gòu)需要人為檢測(cè)轉(zhuǎn)向建筑結(jié)構(gòu)帶自我檢測(cè)、調(diào)整和適應(yīng)功能。目前智能材料的應(yīng)用還局限在少部分高要求和高標(biāo)準(zhǔn)的建筑項(xiàng)目,科學(xué)界對(duì)于智能材料以及相關(guān)技術(shù)和配套設(shè)備的研究,是未來(lái)智能材料能廣泛應(yīng)用與土木工程結(jié)構(gòu)的前提和基礎(chǔ)。
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