土木工程材料论文3000字怎么写的

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对土木工程的发展起关键作用的，首先是作为工程物质基础的土木建筑材料，其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时，土木工程就会有飞跃式的发展。　　人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动，后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料，使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能，可以就地取材，而又易于加工制作。　　砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18～19世纪，在长达两千多年时间里，砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料，为人类文明作出了伟大的贡献，甚至在目前还被广泛采用。　　钢材的大量应用是土木工程的第二次飞跃。十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋，这是钢结构出现的前奏。　　从十九世纪中叶开始，冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材，随后又生产出高强度钢丝、钢索。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外，新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广，出现了结构形式百花争艳的局面。　　建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米，直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥，在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔，甚至在地面下铺设铁路，创造出前所未有的奇迹。　　为适应钢结构工程发展的需要，在牛顿力学的基础上，材料力学、结构力学、工程结构设计理论等就应运而生。施工机械、施工技术和施工组织设计的理论也随之发展，土木工程从经验上升成为科学，在工程实践和基础理论方面都面貌一新，从而促成了土木工程更迅速的发展。　　十九世纪20年代，波特兰水泥制成后，混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材，混凝土构件易于成型，但混凝土的抗拉强度很小，用途受到限制。十九世纪中叶以后，钢铁产量激增，随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料，其中钢筋承担拉力，混凝土承担压力，发挥了各自的优点。二十世纪初以来，钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。　　从三十年代开始，出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力，大大高于钢筋混凝土结构，因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式，使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。　　土木工程的特点　　建造一项工程设施一般要经过勘察、设计和施工三个阶段，需要运用工程地质勘察、水文地质勘察、工程测量、土力学、工程力学、工程设计、建筑材料、建筑设备、工程机械、建筑经济等学科和施工技术、施工组织等领域的知识，以及电子计算机和力学测试等技术。因而土木工程是一门范围广阔的综合性学科。随着科学技术的进步和工程实践的发展，土木工程这个学科也已发展成为内涵广泛、门类众多、结构复杂的综合体系。　　土木工程是伴随着人类社会的发展而发展起来的。它所建造的工程设施反映出各个历史时期社会经济、文化、科学、技术发展的面貌，因而土木工程也就成为社会历史发展的见证之一。　　远古时代，人们就开始修筑简陋的房舍、道路、桥梁和沟澶，以满足简单的生活和生产需要。后来，人们为了适应战争、生产和生活以及宗教传播的需要，兴建了城池、运河、宫殿、寺庙以及其他各种建筑物。　　许多著名的工程设施显示出人类在这个历史时期的创造力。例如，中国的长城、都江堰、大运河、赵州桥、应县木塔，埃及的金字塔，希腊的巴台农神庙，罗马的给水工程、科洛西姆圆形竞技场(罗马大斗兽场)，以及其他许多著名的教堂、宫殿等。　　产业革命以后，特别是到了20世纪，一方面社会向土木工程提出了新的需求；另一方面，社会各个领域为土木工程的前进创造了良好的条件。因而这个时期的土木工程得到突飞猛进的发展。在世界各地出现了现代化规模宏大的工业厂房、摩天大厦，核电站、高速公路和铁路、大跨桥梁、大直径运输管道长隧道、大运河、大堤坝、大飞机场、大海港以及海洋工程等等。现代土木工程不断地为人类社会创造崭新的物质环境，成为人类社会现代文明的重要组成部分。　　土木工程是具有很强的实践性的学科。在早期，土木工程是通过工程实践，总结成功的经验，尤其是吸取失败的教训发展起来的。从17世纪开始，以伽利略和牛顿为先导的近代力学同土木工程实践结合起来，逐渐形成材料力学、结构力学、流体力学、岩体力学，作为土木工程的基础理论的学科。这样土木工程才逐渐从经验发展成为科学。　　在土木工程的发展过程中，工程实践经验常先行于理论，工程事故常显示出未能预见的新因素，触发新理论的研究和发展。至今不少工程问题的处理，在很大程度上仍然依靠实践经验。　　土木工程技术的发展之所以主要凭借工程实践而不是凭借科学试验和理论研究，有两个原因：一是有些客观情况过于复杂，难以如实地进行室内实验或现场测试和理论分析。例如，地基基础、隧道及地下工程的受力和变形的状态及其随时间的变化，至今还需要参考工程经验进行分析判断。二是只有进行新的工程实践，才能揭示新的问题。例如，建造了高层建筑、高耸塔桅和大跨桥梁等，工程的抗风和抗震问题突出了，才能发展出这方面的新理论和技术。　　在土木工程的长期实践中，人们不仅对房屋建筑艺术给予很大注意，取得了卓越的成就；而且对其他工程设施，也通过选用不同的建筑材料，例如采用石料、钢材和钢筋混凝土，配合自然环境建造了许多在艺术上十分优美、功能上又十分良好的工程。古代中国的万里长城，现代世界上的许多电视塔和斜张桥，都是这方面的例子。

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摘要：在土建工程中，混凝土是用途最广、用量最大的建筑材料之一。近百年来，混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势。发达国家越来越多的使用50MPa以上的高强混凝土。有些远见卓识的专家考虑到某些工程的需要，在提出高强度的同时，也提出耐久性和施工和易性的要求，尤其是近5年，在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。关键词：混凝土耐久性高性能混凝土具有丰富的技术内容，尽管同业对高性能混凝土有不同的定义和解释，但彼此均认为高性能混凝土的基本特征是按耐久性进行设计，保证拌和物易于浇筑和密实成型，不发生或尽量少发生由温度和收缩产生的裂缝，硬化后有足够的强度，内部孔隙结构合理而有低渗透性和高抗化学侵蚀。基于上述特点，高性能混凝土成为我国近期混凝土技术的主要发展方向。高性能混凝土的核心是保证耐久性。耐久性对工程量浩大的混凝土工程来说意义非常重要，若耐久性不足，将会产生极严重的后果，甚至对未来社会造成极为沉重的负担。据美国一项调查显示，美国的混凝土基础设施工程总价值约为6万亿美元，每年所需维修费或重建费约为3千亿美元。美国50万座公路桥梁中20万座已有损坏，平均每年有150-200座桥梁部分或完全坍塌，寿命不足20年；美国共建有混凝土水坝3000座，平均寿命30年，其中32%的水坝年久失修；而对二战前后兴建的混凝土工程，在使用30-50年后进行加固维修所投入的费用，约占建设总投资的40%-50%以上。回看中国，我国50年代所建设的混凝土工程已使用40余年。如果平均寿命按30-50年计，那么在今后的10-30年间，为了维修这些建国以来所建的基础设施，耗资必将是极其巨大的。而我国目前的基础设施建设工程规模宏大，每年高达2万亿人民币以上。照此来看，约30-50-年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨大。因此，高性能混凝土更要从提高混凝土耐久性入手，以降低巨额的维修和重建费用。一般混凝土工程的使用年限约为50-100年，不少工程在使用10-20年后，有的甚至使用9年以后，即需要维修。用普通水泥混凝土所完成的工程不能满足耐久性要求的根本原因，在于混凝土本身的内部结构。影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点：首先，在混凝土工程中为了满足混凝土施工工作性要求，即用水量大、水灰比高，因而导致混凝土的孔隙率很高，约占水泥石总体积的25%-40%，特别是其中毛细孔占相当大部分，毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道，引起混凝土耐久性的不足；其次，水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。例如，波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。此外，在水化物中还有数量很大的游离石灰，它的强度极低、稳定性极差，在侵蚀条件下，是首先遭到侵蚀的部分。要大幅度提高混凝土的耐久性，就必须减少或消除这些稳定性低的组分，特别是游离石灰。根据对影响混凝土耐久性的主要因素的分析，就可以找出提高混凝土耐久性的主要技术途径。如上分析，要提高混凝土的耐久性，必须降低混凝土的孔隙率，特别是毛细管孔隙率，最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但如果纯粹的降低用水量，混凝土的工作性将随之降低，又会导致捣实成型共所困难，同样造成混凝土结构不致密，甚至出现蜂窝等宏观缺陷，不但混凝土强度降低，而且混凝土的耐久性也同时降低。目前提高混凝土耐久性基本有以下几种方法：一、掺入高效减水剂：在保证混凝土拌和物所需流动性的同时，尽可能降低用水量，减少水灰比，使混凝土的总孔隙，特别是毛细管孔隙率大幅度降低。水泥在加水搅拌后，会产生一种絮凝状结构。在这些絮凝状结构中，包裹着许多拌和水，从而降低了新拌混凝土的工作性。施工中为了保持混凝土拌和物所需的工作性，就必须在拌和时相应地增加用水量，这样就会促使水泥石结构中形成过多的孔隙。当加入减水剂的定向排列，使水泥质点表面均带有相同电荷。在电性斥力的作用下，不但使水泥体系处于相对稳定的悬浮状态，还在水泥颗粒表面形成一层溶剂化水膜，同时使水泥絮凝体内的游离水释放出来，因而达到减水的目的。许多研究表明，当水灰比降低到38以下时，消除毛细管孔隙的目标便可以实现，而掺入高效减水剂，完全可以将水灰比降低到38以下。二、掺入高效活性矿物掺料：普通水泥混凝土的水泥石中水化物稳定性的不足，是混凝土不能超耐久的另一主要因素。在普通混凝土中掺入活性矿物的目的，在于改善混凝土中水泥石的胶凝物质的组成。活性矿物掺料中含有大量活性Si02及活性Al203，它们能和波特兰水泥水化过程中产生的游离石灰及高碱性水化矽酸钙产生二次反映，生成强度更高、稳定性更优的低碱性水化矽酸钙，从而达到改善水化胶凝物质的组成，消除游离石灰的目的，使水泥石结构更为致密，并阻断可能形成的渗透路。此外，还能改善集料与水泥石的界面结构和界面区性能。这些重要的作用，对增进混凝土的耐久性及强度都有本质性的贡献。三、消除混凝土自身的结构破坏因素：除了环境因素引起的混凝土结构破坏以外，混凝土本身的一些物理化学因素，也可能引起混凝土结构的严重破坏，致使混凝土失效。例如，混凝土的化学收缩和干缩过大引起的开裂，水化性过热过高引起的温度裂缝，硫酸铝的延迟生成，以及混凝土的碱骨料反映等。因此，要提高混凝土的耐久性，就必须减小或消除这些结构破坏因素。限制或消除从原材料引入的碱、S03、C1- 等可以引起破坏结构和侵蚀钢筋物质的含量，加强施工控制环节，避免收缩及温度裂缝产生，以提高混凝土的耐久性。四、保证混凝土的强度：尽管强度与耐久性是不同概念，但又密切相关，它们之间的本质联系是基于混凝土的内部结构，都与水灰比这个因素直接相关。在混凝土能充分密实条件下，随着水灰比的降低，混凝土的孔隙率降低，混凝土的强度不断提高。与此同时，随着孔隙率降低，混凝土的抗渗性提高，因而各种耐久性指标也随之提高。在现在的高性能混凝土中，除掺入高效减水剂外，还掺入了活性矿物材料，它们不但增加了混凝土的致密性，而且也降低或消除了游离氧化钙的含量。在大幅度提高混凝土强度的同时，也大幅度地提高了混凝土的耐久性。此外，在排除内部破坏因素的条件下，随着混凝土强度的提高，其抵抗环境侵蚀破坏的能力也越强。高性能混凝土在配制上的特点是低水灰比，选用优质原材料，除水泥、水和骨料外，必须掺加足够数量的矿物集料和高效减水剂，减少水泥用量，减少混凝土内部孔隙率，减少体积收缩，提高强度，提高耐久性。总之，提高混凝土的耐久性是混凝土发展的必然趋势。

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你可以从某个方面谈例如桥梁、桥梁美的释义桥梁建筑就其审美意义来说，它从属于美学的范畴，而美学作为一门专门学科，涉及面十分广泛。他的研究包括有整个艺术领域的一般规律。对于桥梁造型符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为，到上世纪下半叶人们开始认识到桥梁设计不仅要“关心自己”同时还要“关心别人”如关心桥梁对城市大地的影响，关心桥梁作为一个城市的标志性建筑的意义，关心桥梁美与周围环境的和谐美，将桥梁美学上升到解决被道路切割的大地之物的生存与敷衍的高度，也就是桥梁还要“关心”生态环境。这些绝非纯粹的美学或纯粹的桥梁结构工程专业人员所能解决的，这需要既懂得桥梁结构又深谐美学的人来解决。桥梁作为一种建筑，尤其是大桥，它具有使用和观赏两项功能，桥梁设计者运用结构学原理进行设计，以满足交通使用的要求，同时，还要运用美学原理进行构思，以满足人们观赏及改变环境景观的要求。人们对于桥梁美学的关注也比较早，人们所建设的桥梁不仅希望桥梁所能达到实用的功能，而且还要非常关注美的特性，例如北京郊区的卢沟桥。不仅栏杆上雕刻的485个狮子千姿百态，堪称一绝，桥头的华表，碑亭更是典雅华丽，比例恰当，精美异常，而且大桥的整体造型，对称均衡，比例恰当，和谐统一。清代乾隆年间修建的颐和园玉带桥和17孔桥，也以其独特和美丽的造型驰名中外，洁白的桥身与清山碧波、绿树红花、亭台楼阁融为一体，和谐美观、相映成趣，一直是许多画家和摄影爱好者入画入照的佳景。现代人们更注意桥梁美学的功能，例如我国最近几十年修建的长江上的铜陵大桥和赣江上的南昌八一大桥，江阴长江大桥等和国外的许多的桥梁，都做了专门的景观设计，使这些桥梁不仅体现了大型桥梁的造型美，而且也产生了很好的社会效益。3、美学与哲学1、美的属性美的属性与根源在历史上是个争论不休的话题，美与丑是相对的，美丑作为相对面而包含了很多的东西，西方哲学问题既有理性与感性的、主观与客观上的形式与内容上的统一、又有相对性的一面。1美的客观性美作为一个存在是客观的，以客观为基础的这种客观性在于它的物质性，桥梁美学也是如此，其客观基础具体是指形态材料技术和功能要求。2美的主观性美的主观性是美的主观部分，客观审美对象是在审美主题的主观意识相结合而得出美与丑的判断的，因此也是美的主要部分，当然不能把美视仅存在于主观意识之中，因此在桥梁设计中既要重视建筑材料，结构形式，技术水平等客观规律，又要充分发挥和调动人的主观能动性，在桥梁美学方面要避免主观性。往往和对待其他事物一样，为自己的劳动成果沾沾自喜，自以为美，以及由于其他人的原因或特定环境而产生主观上的美的偏见等。3、美的相对性美既是主观与客观的统一，客观与主观因素的变化，自然会产生审美观念的不同，不同地区不同民族社会政治经济性质，每个人的处境美学修养文化素质不同，也引起审美标准的相对变化。即使同一个人其所处的环境情绪年龄的变化审美的观念也会相对变化的，这是美的相对性。另外，美是相对与丑而言的，美和丑相比较才显出美的，二者是相辅相成的。互相渗透的，美中有丑，丑中有美。正因为美的相当性，才会有了多样化的世界，才有了桥梁建筑上的千姿百态，才有了丰富的美的感受。4、美的社会性人的美感与人的社会实践和社会意识有直接关系，不完全决定于人脑思维方式和规律，如抽象思维、形象思维和灵感思维。即便两个人的思维方法和规律相接近，但社会实践不同从而社会意识不同，美感也很不一样。在阶级社会中，统治阶级的美感同被压迫被统治的劳动人民的美感不一样；而在今天，有些人认为是美的东西，而我们大多数人都说是精神污染。所以美的实践又是一项人的社会活动的产物，必须从社会活动的规律去理解。没有什么脱离社会实践的所谓美。虽然美具有相对性，但不可能引导到绝对主义，即认为美没有一定的标准，可以仁者见仁，智者见智。不能否认美的社会性，即在一定的时期内一定的社会里，具有较统一的，能为一定社会群众普遍接受的审美标准，如文艺复兴时期，西方桥梁以烦琐的装饰为美，20世纪，则普遍倾向于简洁明快，纤细流畅，但无论如何，多样统一，比例和谐均衡稳定，韵律优美仍然是各个时期桥梁美的基本原则。我们也是依靠这种理论上心理上的。时代的和社会的特性来研究桥梁美学的。4、桥梁美学的特点对于造型符合美学规律的组织与优化一直是那些懂得桥梁结构规律的建筑师的行为，到上个世纪下半叶，人们开始认识到桥梁设计在美学方面要考虑很多方面，如关心桥梁对城市大地的影响，关心桥梁作为一个城市的象征性建筑的标志意义。桥梁美学上升到既懂得桥梁又懂得美学的专业人士的需要。1、桥梁美学的技术特性桥梁不能一味盲目地追求美学，首先是解决通行功能，并在技术与经济之间的优化，这是桥梁设计施工规范的基本要求，因此，桥梁美学设计必须符合桥梁功能，经济要求，并以此为原则对美学构成元素进行美学调整，比如桥梁的美学比选，桥体结构部件的比例调整，桥梁选线与城市或大地景观尺度的和谐，桥梁的防腐涂装与城市整体色彩中的联系等。桥梁美学的这种以功用与技术为重的特点即为技术美学特性，但当美学价值有明显优势而功能得以满足，技术可行的情况下，有时经济因素还可向后靠，如风景区的桥梁或城市桥梁结构要害之桥梁等。因此，桥梁美学设计的某些关联域在不同的环境条件下其会有不同的。2、桥梁美学的时代特性目前，桥梁的选择都具有强烈的时代特性，时代性有一层重要的含义既是“新”，如新的事物，新的发展，新的现象，新的景观新知识，新文化，新科技等，均表现出了时代特性，桥梁结构技术的科学特征及桥梁结构技术的不断更新使桥梁美学产生深刻的时代烙印的主导因素。由于桥梁在城市中的战略性地位，使桥梁美学成为城市的视觉识别要点。这是桥梁美学对时代的表述延伸，因此，把握好美学的这种特点并恰如其分在城市中发挥是我们在桥梁美学设计中需要重视。5、我国桥梁美学的发展回顾我国的桥梁建筑的历史，在设计和施工技术上有很多突出的成就，在桥梁美学方面也写下了光辉的一篇，留下了宝贵的财富，1300年前修建的河北赵州安济桥，首先在布局和设计构思上具有开拓创新的精神，它突破了半圆石拱桥的固有形式，只采用圆曲线上的一段弧长，从而使这座跨度2米的石拱桥，拱顶高度比拱脚高出23米，从而大大地减少了桥面的坡度，同时，又在主拱的两肩上对称地设置了四个小拱，不仅减轻了桥梁的自重，而且加大了桥梁的泻洪的能力，还增强了桥梁的美感，使桥梁的的整体形状显得“线条柔和，构造空灵，既稳重又轻盈，寓雄伟于秀逸”，其次，在桥梁的装饰艺术方面，桥面两侧的栏杆和望柱上，分别刻有龙兽状的浮雕和竹节潘龙，宝竹等造型，构图古朴大方，形象矫健飘逸，工艺精湛，惟妙惟肖，于是获得了“如初月出水，长虹饮涧”和“奇巧因护甲于天下”的美称。赞美、歌唱它的诗歌词，民歌传说千百年来一直广为流传穿，现在它已被世界建筑学界公认为古代建筑的珍品。也是世界建筑艺术宝库中一颗明珠。近年来我国的桥梁建设事业有了很大的发展，设计与施工水平迅速提高，在美学方面也有了深的探索，并且取得了瞩目的成就，厦门海沧大桥、武汉白沙洲大桥、钱塘江四桥（复兴大桥）、润扬长江公路大桥等在桥型的选择，孔径布置等方面也有独创的特点，在继承中有发展和创制，同时和周围的环境融为一体，体现了桥梁结构和环境的和谐，增强了美感。另外，一些桥梁的附属设施如厦门大桥巨大的金字塔型收费站，和只各具特色的雕刻也非常壮观，特别是桥头的自然地貌和原有的建筑物溶为一体，厦门海沧大桥东锚锭旁边的游乐园，使的桥梁不仅具有通行的功能，而且具有休闲娱乐等综合功能。随着我国经济的发展，桥梁美学问题会被越来越来重视起来，在现代的桥梁建筑中，美学已经被列为一门独立的项目进行研究，如桥梁型的选择一定要因地制宜，不要以为地追求特大超大，桥梁的装饰要和桥梁的建筑风格桥梁周围的建筑物协调一致，在城市和风景区的大桥，桥梁的装饰和美化方面的投资会进一步加大，相信，只要我们重视美学在桥梁建设时，注意博览众长，吸收古今中外的成功经验，将会有更多的大桥成为我们生活中的一道道亮丽的风景线的。

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