材料發展與土木工程發展有什么關系
篇一：土木工程材料現狀及其發展趨勢
【摘要】土木工程材料在土木工程建筑中占有重要的地位，本文探討了其發展進程，現狀以及未來的發展趨勢，簡單介紹綠色材料的特征與意義。
【關鍵詞】土木工程、材料，現狀、趨勢、綠色材料 1前言
土木工程材料在土木建筑中占有重要的地位。傳統的土木工程材料包括：木材、砌筑材料、氣硬性無機材料等等。但在其生產、使用過程和回收中，不僅消耗了大量的資源能量，而且帶來了環境污染等問題。因此，將土木工程材料向生態發展迫在眉睫。為此，人們開始對新的建筑材料進行研發，尋找既能夠滿足材料性能的需求，又不破壞環境，而且還能夠改善環境的“生態建材”。 2 土木工程材料的發展與現狀
高樓、廠房、道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等土木工程都是用各種材料按一定的要求建造而成的，土木工程中所使用的各種材料都成為土木工程材料。它們直接影響建筑物或構筑物的性能、功能、使用年限和經濟成本，從而影響人類生活空間的安全性和舒適性。
從古至今，土木工程的發展要求和材料的數量、質量之間存在著相互依賴和相互矛盾的關系。土木工程的生產和使用，是在不斷地解決這對矛盾的過程中逐漸向前發展的。土木工程材料的發展大致可以分為三個階段：早期土木工程材料，近代土木工程材料，現代土木工程材料。
早期使用的土木工程材料主要有磚、瓦、砂、石、灰、木材等。他們至今仍在土木工程材料中占有重要的地位。比如說，砂是混凝土和砂漿的主要組成材料之一，是土木工程的大宗材料。鋼材作為近代土木工程材料代表，它在19世紀中葉品種、規格、生產規模大幅度增長，強度不斷提高，鋼材的切割和連接等加工技術大為發展，為建筑結構向大跨重載方向發展奠定了重要基礎。與此同時，鋼筋混凝土問世，并在20世紀20年代出現了預應力鋼筋混凝土，使近代土木工程結構的形式和規模發生了飛躍性的進展。近代土木工程材料還包括水泥、混凝土等等。如果說19世紀鋼材和混凝土作為結構材料的出現使土木工程的規模產
生了飛躍性的發展，那么20世紀出現的高分子材料、新型金屬材料和各種復合材料，使土木工程的功能和外觀發生了根本性的變革。現代土木工程材料中混凝土的強度等級比以往的混凝土更高，并且出現了高性能混凝土和纖維混凝土。在1988年第一屆國際材料科學研究會上日本學者首次提出“綠色建材”這一概念。它是指采用建材衛生生產技術生產的無公害、無污染、無放射性、有利于環境保護和個人身體健康安全的建筑和裝飾材料。“綠色”可以歸納為八個字“環保、健康、安全、節能”。
3綠色建材的基本特征
（1）盡量減少天然資源的使用和消耗，盡量使用廢棄物。
（2）采用先進的生產技術，生產過程中降低能源消耗并注重環保。
（3）產品的設計是以改善生產環境、提高生活質量為宗旨，即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，如抗菌、滅菌、防霉、除臭、隔熱、阻燃、調溫、調濕、消磁、防射線、抗靜電等。
（4）產品使用后利于循環回收利用。
4發展綠色建材的意義
20世紀70年代以來，臭氧層破壞，溫室效應，酸雨的系列全球性環境問題的日益加劇，使人們逐步認識到保護我們賴以生存的地球環境已不再是政府、民間團體、科研機構的事情，每個人都應以自己的行動來直接參與環境保護工作。綠色材料則具有以下幾點重要的意義：
（1）以相對最低的資源和能源消耗、環境污染為代價生產的高性能傳統建筑材料，如用現代先進工藝和技術生產的高質量水泥。
（2）能大幅度地減少建筑能耗（包括生產和使用過程中的能耗）的建材制品，如具有輕質、高強、防水、保溫、隔熱、隔聲等功能的新型墻體材料。
（3）具有更高的使用效率和優異的材料性能，從而能降低材料的消耗，如高性能水泥混凝土、輕質高強混凝土。
(4)具有改善居室生態環境和保健功能的建筑材料，如抗菌、除臭、調溫、調濕、屏蔽有害射線的多功能玻璃、陶瓷、涂料。
(5)能大量利用工業廢棄物的建筑材料，如凈化污水、固化有毒有害工業廢渣的水泥材料，或經資源化和高性能化后的礦渣、粉煤灰、硅灰、沸石等水泥組
分材料。
5土木工程材料發展趨勢
隨著科學技術的進步和建筑工業發展的需要，一大批新型土木工程材料應運而生，而社會的進步、環境保護和節能降耗及建筑業的發展，又對土木工程材料提出了更高的要求。因而，今后一段時間內，土木工程材料將向以下幾個方向發展。
（1）復合化。單一的材料往往難以滿足要求，復合材料應運而生。所謂復合技術是將有機和有機、有機和無機、無機和無機材料在一定的條件下，按適當的比例復合。然后經過一定的工藝條件有效地將幾種材料的優良性結合起來，從而得到性能優良的復合材料。
（2）多功能化。隨著人們生活水平的提高，對材料的功能的要求越來越高，要求新型材料從單一功能向多功能方向發展。即要求材料不僅要滿足一般的`使用要求，還要求兼具呼吸、電磁屏蔽、防菌、滅菌、抗靜電、防射線、防水、防霉、防火、自潔智能等功能。
（3）節能化、綠色化。現代人們要求材料不但有良好的使用功能，還要求材料無毒、對人體健康無害、對環境不會產生不良影響，即綠色土木工程材料。所謂綠色土木工程材料主要是指這些材料資源能源消耗低，，大量利用地方資源和廢棄資源；對環境對人體友好，能維持生態環境的平衡；同時，可以循環利用。
（4）輕質高強化。輕質主要指材料多孔、體積密度小。高強主要指材料強度不小于60MPa。
（5）工業化生產。工業化生產主要是指應用先進施工技術，采用工業化生產方式，產品規范化、系列化。這樣，材料才能具有巨大市場潛力和良好發展前景。
6土木工程材料發展的設想
隨著社會的進步和科學技術的不斷提高，上海世博會各國世博館展示給大家的不再遙不可及，土木工程材料一定會多功能化，智能化，節能化。如中國館的60米觀景平臺四周采用特制的透光型“雙玻組件”太陽能電池板，用這種“雙玻組件”建成的玻璃幕墻，既具有傳統幕墻的功能，又能夠將陽光轉換成清潔電力，一舉兩得。日本館選擇了透光、輕質高強、可回收利用的夾層薄膜乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）作為建筑表皮系統，夾層中埋設有曲面太陽能電池為建筑
提供綠色輔助能源。據悉，日本館在建造過程中通過使用“發電膜”和“循環呼吸柱”，實現了將鋼筋的使用量削減至普通建筑物的60%。同時，設在建筑表皮上的噴霧系統可降溫而不濕衣。呼吸孔與排熱塔用于室內外空氣的交換，強化冷暖空氣流通，同時具有采光、收集雨水、散水降溫的“呼吸”功能，可減少空調能耗和照明用電。
結語
綜上所述，生態材料是未來土木工程材料的重點，研究創造生態建材，是一項意義重大又十分迫切的任務。科技在發展，社會在進步，新型材料的研發與應用必將給人類帶來無可估量的裨益。
篇二：土木工程材料的發展趨勢
學院： 土木工程學院
班級： **** 班
姓名： Panta Kill
2013.3.15
一、土木工程材料的介紹
土木工程材料是指土木工程中使用的各種材料及制品，它是土木工程的奠基石。在我國現代化建設中，土木工程占有極為重要的地位。由于組分、結構和構造的不同，土木工程材料品種繁多、性能各不相同、價格相差懸殊，同時在土木工程中用量巨大，因此，正確選擇和合理使用土木工程材料，對整個土木工程的安全、實用、美觀、耐久及造價有著重大意義。
二、土木工程材料的基本要求
必須有的強度，能夠安全的承受荷載；材料自身的重量以輕為宜（即表觀密度較小），以減少下部結構和低級的負載;具有與使用環境相適應的耐久性，以減少維修費用；用于裝飾的材料，應能美化建筑，產生一定的藝術效果；用于特殊部位的材料，應具備相應的特殊功能，例如屋面材料能隔熱、防水，樓板和內墻材料能隔聲。
三、土木工程材料的未來
球上可以居住、生活和耕種的土地和資源是有限的，而人口增長的速度是不斷加快的。因此，人類為了爭取生存，土木工程的未來至少向五個方向發展。 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性能的改進，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。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更好，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改進，但與人們對于其性能的期望值還有較大差距。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。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。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。
三、土木工程材料可持續發展的方針
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。
綠色建材，又稱生態建材、環保建材，其含義是指：采用清潔的生產技術，少用天然資源，大量使用工業或城市固體廢棄物和植物秸稈，所生產的無毒、無污染、無放射性、有利于環保和人體健康的土木工程材料。發展綠色建材是
一項長期的戰略任務，符合可持續發展的戰略方針，既滿足現代人安居樂業、健康長壽的需要，又不損害后代人的更大需求能力和利益。
1、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；
2、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；
3、以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；
4、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；
5、以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。
五、總結
今后土木工程材料必將需要在原材料方面最大限度的節約有限資源，充分利用可再生資源技工農業廢料；在生產工藝上要大力引進現代技術，改造或淘汰陳舊設備，降低原材料及能源消耗，減少環境污染；在性能方面要力求輕質高強耐久多功能及結構功能智能一體化；在產品形式方面積極發展預制技術，逐步提高構件化、單元化的水平；加緊具有自感知、自調節、自修復功能的土木材料的開發研制；展開各種機敏或智能材料在土木工程正好應用的研究。總而言之，我們測繪工作者用測繪儀器丈量世界，我們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”將是最理想的發展方向。
篇三：土木工程材料及新材料的發展
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土木工程材料及新材料的發展
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摘要：近年來我國土木工程材料工業有了長足的進步和發展，但與發達國家相比，還存在著品種少、質量檔次低、生產和 使用能耗大及浪費嚴重等問題，因此如何發展和應用新型土木工程材料已成為現代化建設急需解決的關鍵問題。本文介紹了土木工程材料的歷史與現狀，闡述了綠色環保材料的優良性能，指出了綠色建材的發展趨勢。 關鍵詞：土木工程材料 新能源 綠色材料 環保 發展趨勢
前言：土木工程材料是土木工程的物質基礎，決定著土木工程的使用質量和壽命。土木工程材料包括土木工程中使用的各種材料及制品［1］。根據物質組成的種類及化學成分，土木工程材料可分為無機材料、有機材料和復合材料三大類。近年來，人們不僅對土木工程材料的性能要求越來越高，而且更加關注其對環境及健康的影響。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。 現代土木工程中，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、土木工程材料的應用
1.1我國古代土木工程材料的應用
在我國古代的土木工程中，比較常用的材料為土、木、石等。
土是人類最初使用的比較方便的材料。人類的祖先利用地形特點，挖洞穴居住，或者結合土穴，利用木架和草泥建造簡單的穴居和淺穴居。后來，人類開始對土進行簡單加工，制成土坯。再往后，人類對土坯進行火燒，制成磚瓦，這是人類對土的高級利用，凝結了人類發展的技術與智慧，“秦磚漢瓦”至今仍廣泛應用。
在古代，木材因為取材方便且易于加工，因而被廣泛應用。我國的古代建筑，多以柱、梁、木屋架等木結構搭建房屋。甚至皇家宮殿，也以木結構為主。
如沈陽故宮崇政殿，也以木結構為主。
石材因為質量大，加工難，在我國古代應用較晚。而清代的圓明園則是中國古代石材技術應用的代表［2］。
1.2土木工程材料應用的現狀
隨著科技的發展與社會的進步，人類對建筑材料的使用性能、外觀等各方面的要求越來越高。在那些原始材料的基礎上，逐漸開發出新型的土木工 程材料。石灰、水泥、瀝青、混凝土、鋼筋混凝土、預 應力混凝土、鋼結構等，已經成為工業建筑和民用建 筑的主要材料。而且，隨著超高建筑、高承載工程和 高抗滲工程的出現，一些高性能材料也應運而生。 高強度等級水泥、鋼纖維和玻璃纖維混凝土、聚合物 混凝土、鋼化玻璃、多功能涂層玻璃、雙層中空玻璃等，這些新型材料具有質輕、高 強、快、堅硬等優點。這些新型材料的廣泛應用，促進了建筑設計理念、土木工程結構形式及建筑施工技術的巨大革新與發展。
1.2.1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。
1.2.2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。
1.2.3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[3]。 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。
隨著城市化、工業化進程的加快和生產力水平的大幅度提高，全球性資源匱乏和能源短缺現象日益嚴重，大量的建筑廢棄物等待處理，廢舊物品的再生利用成為亟待解決的問題。“環保、生態、綠色、 健康”，已成為21 世紀人類生活的主題。隨著“綠色奧運”的成功舉行，“綠色環保”已成為現代人追求的生活目標。目前，世界各國的城市規劃、建筑設計都強調以綠色建筑為宗旨的綠色環境。綠色環境是指人類生存的環境必須受到良好和有效的保護， 是指達到生態環境標準、無污染的標志。為滿足綠色環境的要求，土木工程材料應具有健康、安全、保保的基本特征，滿足輕質、高強、耐用、多功能的優良技術性能和美觀的美學功能。
4.結語
土木工程材料與人類的生活及生產息息相關。隨著科技的進步和社會的發展，人類對土木工程材料的要求不僅需要其滿足工程需要，而且要適應環保的要求，綠色建材將是未來土木工程材料的發展方向。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。
參考文獻:
［1］湖南大學，天津大學，同濟大學等.土木工程材料［M］．北京: 中國建筑工業出版社，2002:28
［2］ 劉立榮，陳建青，茍一靜．中國主要建筑材料的發展與利用［J］.陜西建筑，2009，
(7) : 1－2:32
［3］王福川.土木工程材料[M].湖北：中國建材工業出版社，2007：55
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5.發展
8.發展與環保演講稿