導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇土木工程材料，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

近年來建筑工程事故屢見不鮮，究其主要原因多是材料質量不過關，材料是構成土木工程建筑物的物質基礎，當然也是其質量基礎。在土木工程中，從材料的生產、選擇、使用和檢驗評定，到材料的存儲、保管，任何環節的失誤都可能造成工程的質量缺陷，甚至導致重大質量事故。

在一般土木工程的總造價中，與材料有關的費用占50%以上，而在實際工程中，材料的選擇、使用及管理，對工程的成本影響很大。極大的利益面前，一些不法建筑商試圖在材料上降低成本獲取利益，而事實證明，材料是土木工程的質量基礎。

那么，如何才能確保進場材料符合要求呢？下面以市政工程為例做一下介紹。

（一）重點試驗內容：

1、原材料使用前的檢測試驗：重點加強鋼筋、水泥、砂、石、磚、白灰、石灰粉煤灰混合砂礫的試驗。

2、施工試驗：重點為混凝土、砂漿試塊制作及強度試驗，土壤、路面結構層壓實度試驗，磚的抽檢試驗等。

3、使用功能試驗：污水管道閉水試驗、道路彎沉及壓實度的試驗。

4、原材料與構、配件檢驗記錄；所用水泥、白灰、石灰粉煤灰砂礫、瀝青混凝土、砂子、石子、頁巖磚、各種管材、井蓋、雨水篦子、各種預制構件的合格證、認證書、試驗單必須齊全。

5、施工試驗記錄：水泥、砂子、石子、頁巖磚等原材的試驗單；混凝土、砂漿的配比單；混凝土試塊強度統計評定表及混凝土抗壓強度試驗報告；石灰粉煤灰砂礫混合料的含灰量、含水量、無側限抗壓強度試驗單。

6、瀝青混凝土有瀝青混合料廠提供的標準密度資料、瀝青混凝土壓實度記錄、瀝青混凝土攤鋪測溫記錄。

（二）試驗措施：

1、根據工程特點及地下管線、路床、路面進度，做好試驗計劃準備工作。

2、按施工規范規定，對原材料及時取樣，及時送檢，根據使用部位，按批量取樣，并督促有關人員索取合格證。

3、按規定對回填分層、分步取樣做壓實度試驗。

4、對工作要認真負責，試驗、取樣和制作要真實、具有代表性，填寫的資料要清楚齊全。

5、每天做好試驗日記，將每天的試驗取樣進行分析，試驗取樣項目填寫清楚，編好號。

6、及時回收試驗資料交給技術部資料員，做好交接記錄。

（三）質量保證措施

1、為保證采購的原材料、成品及半成品滿足工程質量要求，嚴格審 查供料方資質，所有使用的材料必須符合設計要求，原材料及成品、半成品進入現場要提供合格證及相關試驗報告，對于進入現場的材料進行產品標識、狀態標識、并及時送往有相應資質的試驗室做材料復試。主要材料要經監理工程師確認后方可進場。

2、施工中嚴格執行持證上崗制度，項目經理、總工、施工員、質檢人員、測量、試驗人員及特殊工種均要取得上崗證，嚴禁無證上崗。

3、工程實行專業化施工，成立專業施工隊伍，并在施工前進行專業知識、技術操作的培訓。

4、項目經理部在現場設置測量隊，中心試驗室。測量隊負責測量復核的管理工作，對重要軸線、水準點進行復核檢驗和竣工測量；試驗室負責各種材料的進場檢驗及混凝土配合比提供和試塊的制作、養護、送檢等各種試驗工作。

5、現場加工的構件以及委托構件廠加工的構件執行首件驗收制度，要請監理工程師進行首件驗收，合格后方可批量生產，在生產過程中隨時進行抽查，以確保構件產品質量。

6、現場制作混凝土及砂漿應嚴格執行配比申請制度，在制作現場應有足夠的計量設備，嚴格執行計量標準，并由專業計量員負責監督實施。

7、砌體工程施工的砂漿配比要準確，灰漿飽滿、縫寬整齊均勻，抹面、勾縫無空鼓，砌筑牢固。

8、施工中認真抓好測量工作的管理，組織測量人員使用先進的測量儀器，運用科學的測量手段，做好全線測量工作，嚴格控制軸線、標高的檢查工作，保證各項工程位置、高程準確，符合設計要求。對已完工的管線及時做好竣工測量。

9、工程施工中做好原始記錄，材料試驗及見證試驗及工序自檢等質量保證資料。竣工后，向招標單位和城建檔案館提交真實完整的竣工資料。

10、各項施工記錄，必須及時、準確，真實、認真填寫，嚴禁弄虛作假。發現質量問題要及時向有關部門反映，不得隱瞞不報或擅自處理，并由技術負責人制定相應的糾正措施，并監督施工人員實施。

11、認真做好技術交底工作，并切實起到指導施工的目的，并根據相關工序的關鍵項目制定預防措施，以避免質量問題的出現。

篇2

土木工程材料教學內容體系存在的問題

(一)土木工程材料教學內容的豐富性與教材篇幅的有限性“大土木”概念的提出使土木工程材料的內容變得更加豐富。如:路面工程中的瀝青混合料、路基與地基中水泥石灰穩定粒料材料、房屋建筑工程中的保溫隔熱及其他建筑功能材料、隧道工程中的速凝材料、水工建筑材料的防腐設計與控制等。由于需要學習的內容多，而課堂教學時間有限，造成了教材編寫時要刪除許多重要的教學內容，造成了內容體系的不完整，專業寬口徑教育理念難以體現。(二)土木材料的發展性與教學內容的滯后性土木工程材料的新發展豐富了土木工程材料內容體系。如:傳統混凝土，包括水泥、粗、細骨料、水四大組分。由于混凝土外加劑能使混凝土性能和功能得到顯著改善和提高，因此，被稱為混凝土的第五組分，是混凝土技術的重大突破。當今，外加劑技術日新月異，聚羧酸系高性能外加劑普遍應用，對此大部分教材都未提及。對于外加劑部分內容，目前教材只停留在一般性介紹這個層次，對外加劑對水泥的適應性機理、外加劑的合理摻量、外加劑與混凝土性能的聯系、外加劑的檢測等內容未作詳細介紹。同時，對于一些外加劑對混凝土的負面影響有必要在教材中交代清楚，防止濫用和誤用。近年來，為了調節和改善水泥的性能，提高水泥產量，綜合利用工業廢渣，在磨制水泥時基本都加入了一定比例的天然或人工無機礦物質混合材料。在混凝土配制時，常直接用磨細的無機礦物質材料取代部分水泥，稱為摻合料，使其成為混凝土的第六組分。20世紀90年代以來，中國對第六組分開展了廣泛研究，有學者提出六組分設計法。雙摻或多摻法在個別行業得到廣泛應用，并經實踐證明具有較好的效果和意義，這些內容值得引入教材加以闡述和學習。對于土木工程中的功能材料，如合成高分子材料、裝飾性材料、絕熱保溫材料、復合材料、綠色材料等內容，近年來發展較快，教材為縮短篇幅，對壓縮精簡內容在課堂中一般不作深入講解，僅停留在概念介紹的層面，使得這部分內容的教學顯得抽象空洞。(三)教學中存在的問題土木工程材料教學目的在于使學生掌握主要土木工程材料的性質與應用，明確工程材料性質與材料結構的關系，為實現和改善材料的功能進行一定的材料設計，在工程中能對材料進行檢測和質量控制。材料的結構與構造、材料的參數與性質、材料的設計與配制、現場的檢測與控制等環節具有很強的實際操作性。環境條件不同，材料選用不同，設計目標差異很大，這就要求該課程應偏重于材料及其在工程中的應用。目前，土木工程材料在應用教學方面存在以下問題。一是，重理論輕應用。土木工程材料教材內容體系主要集中闡述各種材料的性能特點與技術性質，工程應用雖有介紹，但結合實際工程特別是典型工程的案例實踐不多。如:混凝土的配合比與試配，即是同一配合比，在不同的地方材料或環境條件下，三參數相同，配出的混凝土性能會大不相同。或者說，實現同一目標的混凝土，在不同環境條件下，配合比會有較大區別。由此可以看出具體工程試配的重要性，同時也說明混凝土設計不是僅憑三參數就可以決定混凝土的多組分，配合比設計需與具體組成材料環境條件相結合。二是，教材提供的部分參數不一定合理。如在混凝土坍落度的選擇上，由于現代機械化施工的普及，從實際工程應用看，教材提供的數據較少，在實際工作中難以借鑒。如在混凝土試配過程中，強度對水灰比非常敏感，水灰比變化0．01，強度就會有一個等級的差別。對于確定的試驗室配合比，由于試驗室的試驗小樣與現場大樣存在差異，在實施時需要結合現場情況作調整，建議引入砂率、水灰比的界限值概念。三是，教材中試驗與檢測內容科學性、規范性有待提高。如水泥的細度試驗，教材未講清楚試驗結果修正的問題，結果使得同一批次的水泥，不同的試驗組，試驗結果差別很大，與實際不符。又如混凝土試驗，試驗室養護條件不到位，學生試驗結果缺少說服力。這些在一定程度上影響了學生科學工作態度和規范化操作習慣的養成。要使教材內容對工程實際有科學的指導作用，需要對教材中的不合理概念、理論、經驗數據進行修改和更正，加強材料的工程應用與試驗方面的調整與教學［5］。

教學內容及其體系的分解、增減、深化和建設

筆者建議從以下幾個方面著手。(一)教學內容體系的擴展與組織為滿足國家建設形勢發展對土木工程專業人才的要求，需拓寬學生知識面。土木工程材料課程的教學要在建筑工程專業、道路工程專業材料課程內容的基礎上進行必要補充。如:增加高性能混凝土一章，內容包括高強度混凝土、大流動性混凝土、摻混合料混凝土、水泥凈漿等設計、生產、檢測;針對道路工程增加無機結合料、土工材料、速凝材料等內容;針對材料的耐久性，增設材料耐久性設計與控制章節。內容組織方式上可分冊設置教學內容，上冊設置土木工程材料各專業方向的共性內容，下冊安排高性能混凝土、新型土木材料(宜淡化“新型”二字)、瀝青混合料、無機穩定材料、土木材料的防腐與控制等內容，根據專業方向的不同要求學生分階段有選擇地進行選修學習。(二)教學內容的分解由于水泥混凝土章節含有水泥的選擇、集料的性能要求、混凝土的和易性、混凝土力學及變形性能、耐久性、外加劑、混凝土的配比和檢測評定內容，內容篇幅長，課時量大，造成各章教學學時相差懸殊。筆者建議把集料部分與石材一起單獨設章，充分體現集料在水泥混凝土、瀝青混合料和水泥穩定粒料等復合材料中的地位，對集料材料性能與應用可充分闡述。同樣，瀝青和瀝青基復合材料也可分為兩章，以適應不同專業方向選修需要。(三)教學內容體系的深化對于高性能、高強混凝土而言，外加劑的性能與質量決定了混凝土的性能和質量，因此有必要深化混凝土外加劑的教學內容，增加外加劑與水泥的相溶性理論［6］、外加劑選擇與檢測方法等教學內容。此外，適當增加儲能調溫新材料原理、性能、設計與應用等建筑節能新技術、新材料的介紹。通過收集整理土木工程各條戰線上資深專家學者的理論成果、應用經驗，認真組織教材編寫，使教學內容既有一定的深度和可操作性，又可分析和解決工程實際問題提供指導。(四)加強應用與試驗檢測內容建設結合工程實例和試驗檢測部分內容，突出土木工程材料基本性能與工程應用教學，重點培養學生的工程概念與工程材料應用能力。加大工程材料應用例題設置，通過講述實際工程案例，幫助學生全面理解和掌握材料的基本性能與工程應用特性。對于試驗部分教學內容，應規范試驗程序、改善試驗條件、增加部分新試驗，培養學生科學、客觀、規范、嚴謹的思維方法。

作者：張新勝 胡習兵 馬遠榮 單位：中南林業科技大學 土木工程與力學學院

篇3

福建江夏學院是一所以經、管、法等學科為主的大學，工科類專業較少。轉型之際，學校立足發展特色工科，將土木工程專業作為新建本科專業及重點建設專業，以培養復合型創新型應用型人才為目標，創新學科專業建設，開展特色土木工程專業教育，以適應建筑產業現代化需求。土木工程材料是土木工程專業必修的基礎課，也是土木工程建設的物質基礎與質量保證，對土木工程建設的經濟性有重要影響，并決定著工程的結構形式和施工方法[1]。開設該課程的目的是使學生學習土木工程材料的基礎知識、基本理論與應用方法，為學習后續課程奠定基礎，并為今后從事專業技術工作時合理選擇與應用土木工程材料知識打下基礎。課程改革是教學改革的落腳點，課程建設與教育質量的提升有密切關聯[2]。本文以土木工程材料課程為例，探討基于應用型的土木工程材料課程改革。

一、土木工程材料課程的特點

土木工程材料課程的主要特點是知識面廣、知識點分散、系統性較差，且理論性及專業性較強。土木工程材料按不同角度可進行不同的分類，而課程教材往往按材料類別分章節，各個章節自成體系，章節間缺乏橫向的聯系。因此，教師授課常以敘述式為主，主要是各種材料在工程和實驗上的經驗總結，缺乏內容邏輯的串聯及理論分析、計算[3]；學生學習片面化，難成系統，往往僅處于識記層面而缺乏對知識點的對比聯系。土木工程材料課程不同于一般基礎課程，除了理論課程外，還有實驗課程。實驗演示、現場參觀可加深學生的理解和感性認識；通過動手實驗驗證材料的基本性能，可學習試驗方法，鍛煉學生的實踐能力。此外，實驗課程還可增加設計類、綜合類實驗，培養學生的科學研究能力。

二、土木工程材料課程存在的問題

（一）認識不足，學習方法不當

學生對專業基礎課程的重要性認識不足，認為力學類課程和專業類課程更重要而忽視基礎課程的學習，對土木工程材料課程的重視程度較低。學生平時缺乏對課程的學習興趣，且學習方法不當，考試僅依賴死記硬背，理解不足，知識掌握不牢固。

（二）知識體系欠缺，課程之間聯系較少

以力學類課程為例，經過多個學期對理論力學、材料力學、結構力學的系統學習，學生可較好地建立知識體系、融會貫通知識點。而土木工程材料課程與土木工程專業其他課程之間的聯系較少，該課程一般安排在第一或第二學年，學生在此前對該課程的認識較少，學過之后又沒有直接應用的機會。同時，后續也少有課程復習到相應知識點，致使該課程“自成一派”，知識不成體系，導致學生對該課程的知識遺忘快。

（三）教材更新慢，圖表符號難理解

新型土木工程材料層出不窮，而原有的教材往往只介紹基本材料，較少涉及新型材料，使教學明顯滯后于應用。教材中涉及的材料種類繁多，不同材料之間的聯系少、針對性差，使學生缺乏學習重點。教材中常以表格的形式介紹材料，材料代號較多卻少有明文解釋，表格中出現的指標多、雜，指標含義不明確，致使所涉及的專業知識枯燥且難以理解。

（四）教學手段少，教學場所單一

土木工程材料課程的教學主要以講授為主，傳授前人經驗，因而學生學習興趣不足。教學場所主要以課堂為主，學生對各種不同材料缺乏直觀、感性的認識。教學與實際工程應用結合少，教學效果不佳。

三、土木工程材料課程教學改革內容

首先，在課堂教學之初，為學生介紹現代工程對材料的需求及材料在工程建設中的重要意義；介紹土木工程材料課程的教學目的、意義，以及課程在人才培養方案中的地位與在工程應用中的作用；介紹工程案例及工程全壽命概念，幫助學生正確認識土木工程材料的重要性，樹立正確的學習態度。收集往屆優秀學生的學習方法，結合自身備課感悟，幫助學生找到合適的學習方法，提高學習興趣與效率。加強課后與學生之間的互動，建立良好的師生關系。運用互聯網技術，建立網上聯系，及時幫助學生解決課堂疑難。

其次，針對福建江夏學院土木工程專業人才培養目標“專結構、懂施工、長材料”，調整人才培養方案，在通用土木工程材料的基礎上，加入更深層次的水泥基材料課程和高性能混凝土課程，建立土木工程材料—水泥基材料—高性能混凝土的連貫課程體系，三門課程由淺及深，由通用至高新，由經驗至理論，系統介紹土木工程材料的工程應用，特別是常用的水泥、混凝土材料，加深學生的認識及對知識的融會貫通。

第三，優化教學內容，突出教學重點。引入工程案例，使課程內容更豐滿，同時幫助學生理清知識點，構建知識框架，降低吸收知識的難度，使教材“由厚變薄”[4]。教學時，針對各種材料的圖表符號展開說明，引入材料的相應技術標準，結合材料的基本性能和特點闡述各材料的適用性。建立網絡課程，共享土木工程材料相關資料，提供前沿材料的資訊，幫助學生課后自主學習。開展學術講座，邀請業界人士為學生介紹土木工程材料的應用現狀及前沿高新材料，使教學內容與實際應用相結合，拓寬學生的知識面。

第四，增加課堂微課環節，由學生自由分組選定某一材料作為選題，課后分工收集資料，制作PPT，并于課上10分鐘內與同學交流。經實踐，該環節效果顯著，可調動學生的積極性，培養學生的自主學習能力，使學生發揮主觀能動性，活躍課堂氣氛。調整課程考核方法，提高平時成績的比例，提高學生對實驗課程的參與度和重視度，加強課程的過程性考核。組織學生參加“大學生混凝土配合比設計大賽”，提高學生學習興趣，培養學生的動手能力，同時為學生提供外出學習的機會，擴大學生的眼界[5]。鼓勵學生申請、參與大學生創新創業項目，結合導師制活動，吸納優秀學生參與教師的科研項目，深入材料的試驗研究當中，培養學生的深入學習興趣及科研創新能力。

最后，開放實驗室，鼓勵學生開展設計性、綜合性實驗，培養學生發現問題和解決問題的能力。實驗教師給予實驗指導，培養學生的創新能力和動手能力。在實驗室內設置材料展示柜，增加學生對各種土木工程材料的感性認識。通過實習，多帶學生走出課堂，如在建材市場參觀學習，增加學生的直觀感受。利用已有產學研基地，強化學生的實踐應用能力，提高學生的綜合素質，使學生了解當前企業對人才的需求，提高學生自主學習的意愿，為后續的學習、工作奠定基礎。

四、結語

為適應建筑產業現代化需要，培養特色土木工程專業人才，需要對土木工程材料課程傳統教學模式進行改革。由此，筆者提出針對該課程的特點和存在的問題進行課程體系、教學內容、教學方法、教學方式、實驗教學等方面的改革調整，提高教學效果，激發學生的學習興趣，提高學生自主學習的意愿，加強學生的工程應用意識，提升學生的工程應用能力和綜合素質。

參考文獻：

[1]丁金昌.實踐導向的高職教育課程改革與創新[J].高等工程教育研究,2015(1):119-124.

[2]白憲臣.土木工程材料[M].北京:中國建筑工業出版社,2011:1-3.

[3]彭曉彤.林晨.土木工程專業建筑材料課程改革探索[J].高等建筑教育,2008(17),4:86-89.

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(一)教材編寫

2013年，南昌大學與其他兄弟院校編寫出版了教材《土木工程材料》。新編教材充分考慮到現有教材的不足，強化混凝土章節內容，增加了輕質混凝土、高性能混凝土、纖維混凝土、再生混凝土、大體積混凝土、噴射混凝土、活性粉末混凝土等新型混凝土的相關知識;根據實際教學情況，弱化部分章節，將石材、木材、合成高分子材料等章節內容進行相應刪減;緊跟土木工程材料發展趨勢，增加建筑節能材料章節;設置案例，在各章節中多設案例，引導學生用理論知識分析問題，與實踐相結合。

(二)授課內容編排

根據土木工程材料課程特點，對授課內容進行重新編排，力求做到以下幾點:突出重點內容，授課時以水泥、混凝土、瀝青、瀝青混合料為主要重點，以土木工程材料基本性質、氣硬性膠凝材料、建筑鋼材、新型墻體材料、建筑節能材料為次要重點，同時兼顧建筑功能材料、合成高分子材料、砂漿、石材、木材等;體現專業特點，注意授課內容與不同專業方向的有機融合，土木工程工民建方向專業重點突出水泥與混凝土的內容，土木工程道橋方向專業則要求掌握瀝青混合料的配合比設計;水利水電工程專業則要求詳細講解大體積混凝土及其施工;緊跟土木工程材料發展趨勢，更新教學內容，授課時將土木工程新材料(如新型混凝土、新型墻體材料)、新技術(如隧道盾構技術、大型混凝土構件預制技術)以及教師自身科研課題成果引入課堂教學中;結合工程應用，將國內外典型工程(如新型混凝土技術在三峽大壩、杭州灣跨海大橋應用)融入課堂教學中。

(三)課時分配

土木工程材料課程是一門理論性、實踐性、實驗性都非常強的課程，而土木工程材料課程的學時有限，在教學中合理分配課時是保證土木工程材料課程教學質量的關鍵。南昌大學的土木工程材料課程共48學時，其中課堂授課32學時，實踐2學時，實驗14學時。

二、教學模式的構建

目前，土木工程材料課程的教學模式一般包括理論教學和實驗教學兩部分。筆者在重視理論教學的基礎上，強調提高學生的實驗實踐能力。在土木工程材料課程中，除進行理論教學和實驗教學改革外，還適當增加了實踐教學環節。

(一)理論教學

土木工程材料課程需要讓學生了解并掌握土木工程材料的組成、結構、生產、工藝、性能與應用的基本理論知識，為此，有必要將木工程材料課程的基本理論知識重組為土木工程材料的組成與結構、生產與工藝、性能與應用三大塊進行統一講授。同時可采用多媒體結合板書的方法進行理論教學，以達到縮減課時、增強教學效果的目的。

(二)實驗教學

土木工程材料課程中現有的實驗項目基本上是驗證性實驗，難以激發學生的學習興趣和研究熱情，因此在實驗教學改革時，除了開展水泥實驗、砂石實驗、普通混凝土實驗、瀝青實驗等驗證性實驗外，還設計了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗是在設定原材料的基礎上，進行不同強度等級、不同坍落度要求的高性能混凝土實驗。創新性實驗是讓學生自選材料和自行設計實驗。創新性實驗前先將學生分為3～4個組并確定實驗題目，要求小組同學查閱資料、集中討論后完成創新性實驗，比如減水劑與水泥相容性實驗、緩凝劑對混凝土凝結時間影響實驗、不同等級礦物摻合料對混凝土強度影響實驗等。通過開展綜合性實驗和創新性實驗，激發學生的研究熱情，提高學生的自學能力。

(三)實踐教學

在理論教學和實驗教學的基礎上，積極進行土木工程材料課程實踐教學的探索與實踐。組織學生到預拌混凝土攪拌站了解混凝土的生產運輸過程，認知新拌混凝土的和易性，熟悉混凝土配合比設計，或組織學生到施工現場見識混凝土的澆注養護，了解建筑鋼材的性能和加工，實現理性認識到感性認識的提升，從而大大提高了教學效果。

三、教學方法的改革

在教學方法上，土木工程材料課程教師在課堂上一般采用多媒體和板書相結合的授課方式進行教學，學生基本上都是被動接受知識，很少對土木工程材料進行更深入的思考。鑒于這一缺陷，筆者在課堂教學中，增加視頻播放與課堂討論環節，提供了網絡輔助教學，完善考核方法。

(一)視頻播放與課堂討論

為讓學生對土木工程材料的研究和發展有更深入的了解，特別是引導學生對土木工程材料進行更深層次的思考，筆者充分利用多年從事教學和科研工作的優勢，特別制作了一段50分鐘左右關于材料在仿生、智能領域研究和發展的視頻資料，要求學生提前自行觀看，同時在課堂上也組織學生利用1個學時觀看視頻資料，之后用1個學時讓學生走上講臺發表觀后感想。

(二)網絡輔助教學

網絡輔助教學是高校數字化建設的重要體現，也是教師授課質量評價的重要組成部分。網絡輔助教學為學生與教師之間搭建了一個很好的交流平臺。教師可將很多相關的文檔、幻燈片、視頻資料上傳到網絡輔助教學平臺上，讓學生自行下載。學生也可在網絡輔助教學平臺向教師提問，教師可定期查看和回答學生問題。在教學方法上，網絡輔助教學是對課堂授課方式的一種補充。

(三)考核方法

土木工程材料課程考核方法采用課堂考勤與課堂討論、實驗實踐(報告)、期中考試(開卷)、期末考試(閉卷)四種形式相結合的全程考核方法，其中四種形式占總成績的比例分別為15%、15%、20%和50%。四種形式相結合的全程考核方法，注重培養學生的自主學習能力和獨立思考能力，全面評價學生的學習水平和課程的教學效果，對改變傳統的一考定成績、加強教學過程管理、分階段檢驗教學效果、改革考試方法具有積極的意義。

四、教學改革的效果評價

土木工程材料課程經過上述教學內容、教學模式、教學方法的改革，可以讓學生更好地掌握土木工程材料的理論知識，強化學生的自學能力，增強學生科研動手能力，提高學生創新能力，取得了良好的效果。

(1)授課內容

教師講課內容有主次之分，學生學習理論知識不僅簡單輕松，而且也更有針對性。對此教師可以適當減少理論課時，讓學生有更多的時間進行實驗實踐。

(2)上課形式

在課堂上播放相關視頻并進行課堂討論，引導學生自主學習并積極發言，既能提高學生的表達能力，也能幫助學生對土木工程材料發展進行更深層次的思考，激發學生的創新思維，有利于學生養成獨立思考問題的習慣。

(3)實驗實踐環節

除了部分驗證性實驗項目之外，還增設了綜合性實驗和創新性實驗。綜合性實驗可以讓學生在最短的時間內見識到各種不同要求的混凝土，創新性實驗可以激發學生的研究熱情。

(4)考核方法

采用上述四種形式相結合的全程考核方法，提高了學生上課的積極性，也有利于全面評價學生的學習水平和課程學習效果。

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2土木工程材料實驗教學的傳統模式

大量調研表明，多數高校土木工程材料實驗的教學模式表現為“灌輸式”，實驗性質基本為驗證類，綜合類、設計類和研究類實驗較少，具體表現如下:1)開展形式:多以分組。高校本科學生基數較大，實驗教學多為分組進行。2)指導模式:授課教師的講解和演示。每個實驗小組的人數較多，學生通過演示實驗觀察實驗過程，了解實驗的基本操作流程。3)實驗項目:根據實驗教學大綱確定。一般只限于教材中規定的特定實驗，其中驗證類實驗所占比例過大，而設計類和啟發類實驗相對較少;且考慮到實驗學時的設置，實驗過程較復雜、耗時較長且耗資較大的實驗，實驗教學盡量不涉及。4)實驗教材:實驗教師根據實驗教學大綱編寫實驗指導書。實驗過程中，學生根據指導書的實驗目的、實驗方法、實驗要求、所用儀器設備進行相關實驗即可。5)實驗報告:近似或者雷同。不同層次的學生所做的實驗項目相同，做相同的實驗，得到近似的實驗結果，一組或一個班寫出基本相同的實驗報告，不能充分調動學生的學習興趣和積極性。

3“塔式”實驗教學模式

基于兄弟院校土木工程專業實驗教學改革的成功經驗，結合現有實驗室的條件，遵循層次化、模塊化的指導思想，對土木工程材料實驗教學模式進行改革探索，分三階段逐步提升的“塔式”方式:基礎設計階段、對比分析階段與后期處理階段。1)基礎設計階段:將一個行政班的學生分組后，要求其根據與本次實驗項目相關的多種工程材料進行實驗設計，且將設計方案在實驗之前上交給實驗教師審批，待審批合格后方可安排實驗。這一階段可以讓學生根據實驗目的，自行設計實驗，使學生由被動變為主動，培養學生自主探究的能力;2)對比分析階段:同一批次實驗結束后，實驗教師組織學生分別匯報實驗設計方案與實驗現象、結果，要求學生分析不同小組的結果并找到原因，可以增強學生分析問題和解決問題的能力;3)后期處理階段:待同一個實驗項目全部結束后，實驗教師將本年度所有批次的實驗方案與結果公布后，要求每個同學對本項目進行總結，并以此作為實驗部分的考核。下面以“膠凝材料(水泥)的基本性質”為例，詳細說明一下“塔式”教學模式。1)根據理論課進程，實驗室要及時備好不同標號的水泥。實驗教師通知學生進行實驗方案設計，學生根據實驗目的，每個小組選用不同膠凝材料設計方案。根據已經審核的實驗方案與實驗指導書，嚴格按照實驗操作逐步完成水泥細度、水泥標準稠度用水量、水泥凝結時間、水泥安定性與水泥膠砂強度等實驗內容，并做好相關數據的記錄工作。2)同一批次實驗全部結束后，各小組通報實驗材料的選擇與實驗結果，要求每小組成員做好記錄，并引導學生回顧理論課程中的相關知識，分析不同膠凝材料的性質，加強學生對理論課程敘述性知識的理解與記憶。3)所有班級本實驗項目結束后，實驗老師將所有小組的實驗情況匯總并向學生公布，要求每人采用正交實驗分析法對統計的實驗結果進行分析，并結合理論知識對本次實驗進行總結，與此同時，教師也可以對學生實驗結果的統計數據進行分析總結，做好自己科研的支撐。

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一、引言

隨著我國建筑、交通和煤礦行業的快速發展，土木工程人才激增，對土木工程人才培養提出了更高要求。既要有扎實的專業理論，又要有良好的實踐能力，才能滿足社會主義現代化建設需要。土木工程本科教學實踐證明，高水平實驗教學有助于學生掌握基礎知識、增強感知和提高實踐能力。

《土木工程材料》課程是土建類專業基礎課，由理論、實驗兩個環節組成，其實驗課是學生實踐的主要渠道。基于我校卓越土木工程師人才培養計劃及土木工程專業本科教育評估要求，結合土木工程實驗教學示范中心的建設目標，原驗證性實驗教學已不適應人才培養的要求，需要對實驗教學進行革新。

二、土木工程材料實驗課程特點及現狀

1.實驗項目多，周期長，學時少

由于土木工程材料種類多，實驗項目多，內容繁雜，授課周期長。鑒于我校土木工程材料課程學時少（32學時），專業課難以完成，往往壓縮實驗課時（8學時），連常規材料實驗都難滿足，更何況進行所有材料實驗。比如水泥、混凝士等材料研究是做試件、養護、測試，而且測試組數多，所以實驗周期長。因此，在實驗教學中必須著重考慮學時問題，統籌合理安排，以保障正常實驗課程的進行。

2.內容陳舊，缺乏聯系實際，創新少

目前，土木工程材料實驗課以驗證性實驗為主，缺乏綜合設計實驗項目，不利于培養學生綜合創新能力。且建筑材料水泥、混凝土性能實驗研究模式單一，內容陳舊，導致學生學習興趣低。因此，在做材料基礎性能實驗時，要適當添加新材料、新技術的實驗，充實實驗內容，加強創新能力培養。例如人們關心的高性能混凝土問題，摻加外加劑對混凝土性質的影響，以及使用帶來的環境問題等。

3.學生多，師資不足，儀器設備少

由于擴招導致實驗師資隊伍緊缺，在職工所占比例過低，專任教師偏少，實驗教師身兼數職，負擔重，精力不足，嚴重影響教學質量；加之設備儀器硬件設施有限，一般是大班上課，教師演示，學生看，操作機會少，導致學生動手能力差。鑒于集體上課，學生不重視，嚴重影響教學效果。師資、設備是實踐教學的基礎，加大投入，提高意識，實驗教學質量才能上高臺。

4.實驗教學評價體系、規章制度不完善

在實驗室建設中往往重視物的投入，忽視人的作用，實驗室不單是設備儀器和實驗大樓，實際上是資源的集合體。多數高校對教師評價以科研、論文為主體，教師時間和精力主要放在科研上，缺乏合理教學評價。特別是擴招后學生數量大幅增加，師資、設備儀器、實驗室管理紛亂，一定程度上影響了實驗教學。只有合理配置教學資源、提高教學質量，滿足培養綜合創新人才的要求，才能建好實驗教學評價體系。

三、土木工程材料實驗課程的優化措施

1.優化實驗教學內容和教學模式

土木工程材料課程涵蓋專業較多，教學中必須結合專業自身，優化教學內容。如將原來“砂石實驗”與“混凝土和易性―強度”綜合，并與混凝土配合比設計結合，使之成為一個綜合設計實驗。以“綜合設計”模式替代“驗證”模式，打破教學形式呆板，學生處于被動狀態。針對道橋、建筑、給排水專業分別增設“瀝青混合料”“木磚性能”“管材性能”實驗等。由于實驗學時少，且有些實驗持續時間長，無法保證課內全部完成。采取課內、外實驗相結合模式，利用課余時間完成實驗，擴大學生視野。

與理論教學相比，實驗教學操作性強，更宜采用多媒體教學，既可以提高學生興趣，又能把校內、外實習基地相結合，使學生切身體會實際問題，突出實踐創新能力的培養。

2.加強綜合創新性實驗

土木工程材料實驗大都是水泥、砂石等常規試驗，如水泥細度、標準用水量、砂石篩分實驗等。在把握基本實驗原則下，強調綜合，鼓勵創新。綜合創新實驗的重要特征是發揮學生主體性，內容要有深度。例如，混凝土配合比實驗整合了粗、細骨料性能，拌合物和易性調整、立方體抗壓強度等多項實驗，涉及多個知識點，成為一個完整、連貫性很強的綜合設計試驗。在上述實驗基礎上，針對建筑研究熱點，就再生混凝土、無損檢測、建筑節能等內容，提倡學生進行實驗研究。由老師出題，學生選題，并獨立完成實驗各項步驟，以此加強創新能力的培養，增強學生專業認識，繼而實現提高教學質量目標。

3.建立新的實驗教學評價體系

以往實驗教學都統一納入理論教學中，對實驗教學沒有任何評價，只要學生考好試就能拿高分，嚴重影響了實驗質量。對此，完善實驗教學評價體系，教師依學生實驗表現和成果，綜合評價實驗成績，再按一定比例計入最終成績，該制度的實施鼓舞了學生對實驗的興趣，主動和教師聯系做實驗，不但掌握了理論知識，而且提高實驗技能。教學中教師和學生是主體，尤其是學生，最有資格評判教學質量。同時師生在教學中角色不同，對問題的判斷也不同。因此，宜采用學生、同行、領導及教師自我進行綜合評價，以實現教學質量評價可靠度。實驗教學質量評價體系中設有教風、業務能力、教學文本、教學質量、教學管理、教學改革六項指標，促成了以考查實驗教師教學質量為核心的新體系建立。

4.加強實驗室建設與實驗教學資源的投入

設備是實驗教學改革的基礎，是提高實驗教學質量的硬件。士木工程材料品種多，材料發展日新月異。因此，實驗室還應設置更新材料樣品，便于直觀教學。增置多媒體設備，方便演示，使學生充分了解實驗過程和方法，拓展學生知識面，達到實驗教學的基本要求。同時加強管理，健全體制，我院實驗中心實行院、系兩級管理，學院負責指導，中心實行主任負責制。要建設好實驗室，充分發揮實驗培養學生創新功能，不僅需要儀器設備，更需建設一支高水平、高素質、結構合理的實驗隊伍，盡量保持實驗隊伍的穩定。通過學習、考察等方法讓教師接觸工程實踐，深入單位學習，提高實驗隊伍的素質。總之，實驗室建設將是一個不斷完善的過程。

四、結語

實驗教學是高等教育中培養學生實踐和創新能力的重要途徑，是完成高等教育人才培養目標的重要教學環節。鑒于土木工程材料實驗課存在的一些問題，如何有效地組織和實施實驗教學。近年來，筆者以培養學生綜合設計創新能力為目標，不斷優化教學內容和模式，完善實驗教學評價體系，加強實驗室建設投入，使學生科學實驗能力及教學質量得以提高。

參考文獻：

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中圖分類號：G64423；TU3-4 文獻標志碼：A 文章編號：10052909（2017）02011905

土木工程材料課程作為高等院校“大土木”環境下土木工程、房屋建筑工程、道路工程、橋梁工程等專業的必修課、基礎課及專業課，在整個土木工程教學體系中起著承上啟下的作用[1]。其課程特點實踐性強、知識體系分散[2]；內容繁雜、學時相對偏少[3]。尤其是土木工程材料試驗，它在培養學生實踐能力和創新能力方面有舉足輕重的作用[4-5]，既能增加學生動手操作的機會，加深課堂分散知識體系印象，充分理解理論與實踐的區別和聯系，熟悉試驗的目的和意義，又能激發學生的創新能力和科研興趣。

傳統土木工程材料試驗教學方法是教師在課堂上講，學生按照教師的指令一步一步地操作，試驗結束后撰寫并提交試驗報告[6]。學生雖動手做了試驗，但獨立思考不夠，積極主動性發揮不出來，不利于培養學生的動手能力和創新能力[7]。教師必須創新思路，以學生為主體，充分調動學生的積極性和主動性，使學生理解土木工程材料學科的基本思維方法，掌握分析手段，提高試驗技能和綜合能力[8]。科技創新分為原始創新和跟蹤創新兩種，技術上的屬于技術創新，學術上的是知識創新，建設上的是工程創新[9-11]。不少高校教學計劃中土

木工程材料課程理論學時較多，試驗學時相對偏少，如何在有限的學時下合理安排試驗內容，最大限度地提高學生的動手能力和創新能力，值得思考。文章以水泥混凝土抗滲試驗為例，針對現有水泥混凝土抗滲儀的缺點，提出新型水泥混凝土抗滲儀試驗機理，通過相應的試驗研究和理論分析，重點闡述了土木工程材料課程試驗與創新。

一、研究背景

抗滲混凝土廣泛使用在水工、水下、水中、地下和其它有抗滲要求的土木工程中（如大壩混凝土、隧道支護混凝土，等等）。根據規范GB―T50082―2009《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗方法標準》，采用HP-4.0抗滲儀進行水泥混凝土抗滲試驗，這一傳統方法沿用至今。長期實踐表明：傳統方法檢測混凝土抗滲性能實現難度大，耗時長，成功率不高。如何準確判定水泥混凝土抗滲性能仍是一大難題，也成為了試驗檢測儀器設備、手段及相應理論滯后于工程應用。

目前國內外對于混凝土抗滲性能的研究有多種試驗方法，其中以傳統水壓力試驗法為主，分為穩定流動法（constant flow method）、滲透深度法（depth of penetration method）和抗滲標號法[12-13]。R.P.Khatri and V.Sirivivatnanon 在研究中建立了穩定流動法與滲透深度法之間的聯系，給出了兩種研究方法的選擇標準。究竟采用哪種試驗方法，取決于混凝土的28d抗壓強度F28C與齡期T之間的關系：

2.3（T）2+1.1（F28c）2>10 400時，采用滲透深度法；

2.3（T）2+1.1（F28c）2

中國試驗方法現行標準中采用抗滲標號法，即采用現有抗滲儀進行抗滲試驗。該方法是滲透深度法的一種特例，特點是比穩定流動法和滲透深度法簡單，適用于工程，但對于科學研究，該方法的研究數據太少[12]。中國現有抗滲試驗規范頒布超過20年，存在諸多弊端。在大眾創新時代，土木工程專業本科教學需與時俱進，土木工程材料課程如何試驗與創新是相關教師和學生的新課題。新型水泥混凝土抗滲儀的研制及其試驗研究項目，試圖采用獨特思維和技術路線來詮釋創新。

二、現有抗滲儀及其試驗機理

（一）現有抗滲儀概況

按照規范[14]現有抗滲儀由套模（又稱“機架試模”）6個、臺面、支架、加壓系統、儲水罐和壓力控制系統等組成，利用密閉容器內壓強處處相等的原理進行工作，如圖1。

（二）現有抗滲儀試驗機理

按照規范[15]現有抗滲儀試驗機理為：抗滲試件以6個為一組（直徑和高度均為150 mm的圓柱體試件），試件成型后24 h拆模，一般標準養護至28 d齡期進行抗滲試驗。試件養護至試驗前一天取出，表面晾干后在其側面涂一層熔化的密封材料（一般為工業石蠟），隨即將試件壓入經烘箱預熱過的試件套中，稍微冷卻后即可解除壓力，連同試件套裝在抗滲儀上進行試驗，如圖2。

試驗從水壓為0.1 MPa開始，以后每隔8 h增加水壓0.1 MPa，并且隨時觀察試件端面的滲水情況。當6個試件中有3個試件端面呈現滲水現象時，即可停止試驗，記錄當時的水壓。試驗過程中，如發現水從試件周邊（試件與機架試模之間的密封帶）滲出，則應停止試驗，重新密封。混凝土的抗滲標號以每組6個試件出現滲水時的最大壓力計算。

（三）現有抗滲儀及抗滲試驗弊端

現有抗滲儀檢測混凝土抗滲性能的實現難度大、耗時長、成功率不高。具體而言，主要問題有以下幾個方面的問題。

（1）試驗程序復雜，密封困難。預制混凝土試件壓入機架試模后，需進行密封，密封之前需要將混凝土試件、機架試模等預熱，將工業石蠟加熱至50～60℃熔化成液態，再將其滴入混凝土試件和機架試模中間的空隙區域，試圖讓石蠟冷卻凝固后密封空隙，該程序大大增加了時間和資金成本。

（2）試驗結果誤差大。不能保證試件與機架試模之間完全密封，致使試驗時壓力水可能從試件與機架試模之間的密封區域空隙滲出。事實上，在試模中制作水泥混凝土的試件還需經過適當加熱試件、工業石蠟等環節，謹慎操作也難以保證絕對成功。水泥混凝土抗滲試模，如圖3。

（3）觀察滲水路徑比較困難（試驗時不排除水直接沿密封帶上升至試件頂面，或從薄弱混凝土層滲透至試件表面的虛假滲透現象）。大多數情況僅僅從試件端面觀察滲水情況。有時需將試件從機架試模中取出，用壓力機將試件均勻劈成兩半之后才能^察壓力水的滲透路徑，操作難度大。加壓滲水試驗時，理想密封狀態，如圖4（1）；密封失效時，滲水沿著密封區域滲漏，如圖4（2）；部分密封失效，滲水通過密封通道在端部沿著混凝土薄弱區域滲水，如圖4（3）。

三、新型水泥混凝土研制及其試驗原理

（一）新型水泥混凝土抗滲儀研制思路

基于現有水泥混凝土抗滲儀的種種弊端，新型抗滲儀擬取消機架試模，省略密封環節，以方便觀察滲水路徑。

怎么樣實現比較大膽而創新的設想？結合土木工程材料本科課程、現有抗滲儀的機理，課題組成員進行了長期構思并多次繪制草圖，經過不斷修改、完善，擬定在基本不改變現有水泥混凝土抗滲儀及試驗機理的前提下，適當調整混凝土試件尺寸，在其中心部位預埋引壓管，采用上下顛倒的方式將混凝土試件插入試驗臺中。

（二）新型水泥混凝土抗滲儀試驗流程

具體流程為：制造擴大頭和預埋引壓管；用螺栓組裝擴大頭和預埋引壓管，如圖5（1）、5（2）；將組裝后的預埋引壓管和混凝土試模上的鋼片螺栓連接，如圖5（3）；澆筑混凝土（預埋引壓管直接澆筑在混凝土中）；養護28 d后將試件上下顛倒安裝在試驗臺桌上；灌水加壓；觀察滲水路徑。其中，擴大頭上口為直徑60 mm、高20 mm的喇叭口，下口與預埋引壓管同徑。上口擴大到60 mm目的是增加壓力水滲透面積，高度20 mm目的是在澆筑混凝土之間澆筑一層同配比水泥砂漿作為臨時模板，防止澆筑混凝土時水泥漿進入預埋引壓管，如圖5（4）；灌水加壓前將預留水管與預埋引壓管接通，加壓后壓力水將從預埋引壓管的擴大頭滲透，從而可以任意從混凝土的上端面、側面薄弱的地點滲透出來，如圖5（5）。

（三）新型水泥混凝土抗滲儀試驗機理

新型混凝土抗滲儀加壓后，壓力水自擴大頭開始，從混凝土中任意薄弱環節滲透，直至流出混凝土上端面或側面中的任意面；因預埋引壓管和混凝土已牢固澆筑，緊密連接，壓力水不會從引壓管和混凝土之間的空隙滲透。

新型抗滲儀擬采用試件直徑和高均為300 mm的圓柱體，從擴大頭到混凝土的任意表面的距離最短為150 mm，基本滿足規范[15]對最短滲水路徑150 mm的要求。實際工作中水泥混凝土結構層抗滲相對于抗滲試件來講是無限大的，客觀上將試件尺寸從150 mm加大到300 mm與實際工程更為接近。試驗效果有待于后續研究工作的進展及成果評定。

新型抗滲儀取消機架試模，可從混凝土上端面和側面輕松觀察滲水路徑，能夠實現除底面外的全方位、多角度觀測滲水路徑。

四、大學生創新訓練計劃項目申報

基于該項目的獨特創意，項目經過小組評審、學院評審，在校級和省級層層篩選下，脫穎而出。目前已經獲批四川農業大學大學生創新訓練計劃項目和四川省大學生創新訓練計劃項目，項目的獲批為后續研制提供了重要平臺和條件。

（一）項目技術路線

（二）項目進展及后續工作

目前項目進展：完成了實用新型（專利申請號201610223488.3）和發明專利（專利申請號201620299957.5）申請，與北京藍航智晟試驗儀器有限公司簽訂生產新型水泥混凝土抗滲儀的合作協議。四川農業大學土木工程學院制定了采購新型抗滲儀計劃，新型水泥混凝土抗滲儀預計在2016年底投入試驗。

后續研究工作：待樣機生產制造成功，按照計劃進行新型和現有水泥混凝土抗滲儀對比試驗，（擬采用在建的國道G213線汶川縣境內映秀至汶川的福堂隧道二次襯砌C30抗滲混凝土，隨機抽樣各不少于50組；現有抗滲儀1組6個試件，新型抗滲儀1組3個試件）。后續將對抗滲機理進行理論分析，利用Pfc等軟件進行數值模擬，研究二者的相似性、差異性及新型抗滲儀的可行性。把試驗的重點放在新型抗滲儀的可操作性上，把分析的重點放在新型抗滲儀的可行性上。

（三）項目的特色與創新

從技術創新方面來看，無需密封，能順暢觀察滲水路徑，試驗簡單方便；預埋引壓管，壓力水從混凝土試件中部向四周薄弱區域自由滲透，滿足現有規范要求的現有抗滲儀基本尺寸150 mm；取消機架試模，無四周側限附加壓力限制。

從方法創新方面來看，擬進行新型和現有抗滲儀的對比試驗，采用理論公式計算、數值模擬等理論分析方法，多角度多方法論證新型水泥混凝土抗滲儀的可行性。

五、討論

教師和學生應熟悉土木工程材料課程及其試驗基本內容，達到融會貫通。熟悉土木工程材料規范、標準，充分了解規范的本質及缺陷，是研制新型抗滲儀、進行創新思維的前提條件。

從一個普通抗滲試驗入手思考現有抗滲儀的局限，聯想到研制新型抗滲儀。這種修改和聯想創新，遠比某一具體試驗及試驗儀器本身重要得多，也是重要發明創造的基礎。

六、結語

如何搞好土木工程材料課程試驗、如何創新，是學者們長期研究和探討的課題。水泥混凝土抗滲試驗儀創新研制，得出如下結論。

（1）土木工程材料課程試驗大多是常規試驗，通過現有水泥混凝土抗滲儀及相應試驗發現弊端，開啟教師和學生改進思路，進而激發創新興趣。

（2）新型水泥混凝土抗滲儀研制一波三折，但思路新穎，克服了現有抗滲儀密封困難、易從密封區域滲水、不易成功等缺點，通過在混凝土試件內部預埋引壓管、取消機架試模等改進措施觀察滲水路徑更直觀，試驗更簡單。

（3）現有和新型水泥混凝土抗滲儀后續對比試驗（擬對比二者試驗流程、滲水路徑、試驗結果吻合度）有序開展，理論分析思路明確，技術路線方案可行，研究結果值得期待。

（4）擬通過公式計算、數值分析等理論分析論證現有與新型抗滲儀試驗的抗滲機理，完善新型抗滲儀試驗的理論基礎。

新型抗滲儀研制及其試驗研究，研制思路和技術路線值得延伸和推廣，值得土木工程材料課程及其它課程新型試驗儀的研制及改進借鑒，也為土木工程其它專業課程的創新提供了有益參考。

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1新型混凝土含義及其應用在土木工程領域的意義概述

1.1新型混凝土

根據筆者研究可知，新型混凝土主要指在傳統混凝土生產制作中將諸如煤炭顆粒、礦物質以及纖維等化學或非化學成分按一定比例搭配摻入而制作而成的新型混凝土，結合實踐來看，其可以看作是傳統混凝土的升級版本。

1.2新型混凝土應用在土木工程領域的意義

對土木工程而言，混凝土是其最重要的建筑原材料之一，其質量與性能高低會在很大程度上決定著土木工程質量是否符合建設要求，并且加之當前施工技術要求不斷提升，對材料的要求也越來越高，為此人們不斷加大對混凝土的研究開發，以期能夠有效地滿足當前土木工程建設所需。正是在這樣的背景下，新型混凝土材料應運而生。結合實踐來看，新型混凝土材料應用在土木工程領域主要具有以下幾方面重要意義：首先，正如上文所述新型混凝土是傳統混凝土的升級版本，因此其質量與性能上有著很大提升，因而將其應用到土木工程領域有助于實現良好的建設質量。其次，相比于傳統混凝土，新型混凝土材料具有諸如強度高、耐久性強以及節能環保等眾多優點，因而將其應用到土木工程領域之中不但能夠在降低建設成本情況下提升建筑企業經濟效益，同時也有利于減少對自然環境的影響與污染。

2新型混凝土材料在土木工程領域中的應用分析

2.1活性微粉混凝土

活性微粉混凝土，指的是一種具有超高強度的混凝土，其每單位的抗壓強度可為200MPa到800MPa，其抗拉強度為25MPa到150MPa，其斷裂每平方可達到30kJ，單位的體積質量每立方可達到2.5t到3.0t。對于一般混凝土上成為活性微粉混凝土的重要對策是：①縮小顆粒中的最大范圍，改良混凝土的均勻性。②對微粉和極微粉材料進行使用的過程中，需要成為最優的堆積密度。③增放鋼纖維來保證其延性。④減少混凝土用水量，運用非水化水泥顆粒當作是填料，來加大堆積密度。⑤在硬化中需要進行加壓和加溫等舉措，使其實現較強的強度。一般混凝土的級配曲線具有連續性，而活性微粉混凝土的級配曲線是沒有連續的臺階形曲線，其骨料粒直徑是比較小的，幾乎相等于水泥顆粒的尺寸。

2.2高性能混凝土

自1980年以來，一些西方國家已逐漸開展對高性能混凝土的研究和應用，使得混凝土邁入了新興的高科技行列，引起了全球材料界以及工程界的關注。許多國家把高性能混凝土當作是跨世紀新材料來進行探索和運用，使得混凝土成為當時研究以及應用中的一個重要對象。高性能混凝土的優勢主要表現為：①因為高性能混凝土的強度達到60Mpa到100MPa，超高強可以超過100MPa的特性，這樣就使得混凝土結構的尺寸大小大大縮小了，進而降低結構自重以及對地基的荷載，減少材料的用量，提高使用的空間，最大程度上使得工程造價有所減少。②因為高性能混凝土有著較高的工作性，能夠降低施工中的勞動強度，節省施工的消耗。③高性能混凝土的高耐久性可提高對較差環境中的抗御性能，增加建筑物中的運用，降低維修費用和對環境造成的作用，有明顯的社會以及經濟利益。因為高性能混凝土的優良特性，所以，在這十幾年來全世界范圍內獲得了廣泛的應用。

2.3碾壓混凝土

碾壓混凝土發展的較為迅速，經常運用于大體積的混凝土結構（比如：水工大壩）、公路路面、工業廠房地面和機場道面當中。用于碾壓混凝土結構施工的澆筑機具和一般混凝土是不一樣的，需要平整運用推土機，振實用碾壓機，中間解決用刷毛機，切縫用切縫機。在整體的施工過程當中，其機械化水平往往是比較高的，施工效率也是比較高的，可加入較多的粉煤灰。和一般混凝土相較來說，澆筑工期可減少1/3到1/2，用水量可降低百分之二十，水泥用量可降低百分之三十到百分之六十。碾壓混凝土中的間層抗剪特性是被用來修建混凝土高壩的核心。

2.4纖維增強混凝土

為了可以攻克混凝土的抗拉性能差、延性差等問題，在混凝土中加入了纖維來改良混凝土特性的研究，其獲得了一定的發展。相較于承重結構來說，發展較迅速、運用較為廣泛的是鋼纖維混凝土，主要是用于土木建筑工程的碳素鋼纖維以及耐火材料工業中的不銹鋼纖維。當纖維長度和長徑比在一般尺寸中，纖維摻量就會在1%-2%的范圍內，和基體混凝土相較來看，鋼纖維混凝土的抗拉強度可提升4到8成，抗彎強度則提升0.6-1.2倍，抗剪強度則提升百分之五十到百分之百，抗壓強度則最大可提升百分之二十五。而彈性階段的變形和基體混凝土性能對比來看，是沒有明顯差異的，然而可最大程度上提升衡量鋼纖維混凝土塑性變形特性的韌性。

2.5智能混凝土

智能混凝土是運用混凝土所構成的改變，對混凝土中一些不好的性質予以改變。比如；高強混凝土的水泥用量是比較多的，水灰比較低，加入了硅灰相關的活性材料，在通過硬化以后，其混凝土的密實度會比較好。然而，高強混凝土在硬化的前期，是有著顯著的自生收縮以及其孔隙率是比較高的，很容易就會發生開裂等現象。在處理這些問題時，最主要的辦法就是，用摻量為百分之二十的預濕輕骨料來作為骨料，進而使得在混凝土內部可以成為一個“蓄水器”，使得混凝土可以取得高效性的潮濕養護。這樣加入“預濕骨料”的辦法，能夠使混凝土的自生收縮大為下降，減弱了微細裂縫的數量。高強混凝土的另一個問題就是良好的密實性所引發的防火性能得到下降。這就是因為在碰到高溫時，砂漿中的自由水以及化學互相結合水變成了水氣，然而，不可以從密實的混凝土逸出，進而變成氣壓，致使柱子的保護層剝落，最大水平上降低了柱的承載力。處理這個問題的另一種辦法就是在每方混凝土中加如2千克的聚丙烯纖維，在高溫狀態下，使得纖維熔化，變成了能使水氣從邊界區逸出的通道，降低了氣壓，進而避免了柱子的保護層剝落。

3結束語

綜上所述，由上文所述我們不難發現，新型混凝土材料在應用在土木工程領域中所具有的重要意義，因而這就要求我們必須做好其應用。對此，上文在充分結合筆者研究實踐情況下，重點探究幾種新型混凝土材料在土木工程領域中地應用，以供廣大同行參考。

參考文獻：

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1、開拓試驗教學新思路

如何通過有限的資源提高學生的動手能力，分析問題和解決問題的能力以及創新能力，是土木工程材料試驗教學切實需要面對的問題。教師不僅要重視試驗課程教學的組織與設計，還要不斷更新教學內容，改進教學方法和手段。傳統的試驗教學方法要求一個教學班利用給定的實驗設備、固定的試驗步驟和統一的試驗參數來進行。學生所觀察到的現象、所得到的試驗結果幾乎一樣。因此，不同試驗參數對結果的影響是無法顯現出來的，學生對試驗現象的理解也很浮淺。如果能夠改變固有的教學方法，通過設置不同參數、不同條件，讓學生進行對比研究，并加以分析討論，則更有利于學生對專業知識的掌握。例如，傳統的水泥技術要求試驗中，各試驗小組選用相同生產廠家和同樣種類與型號的水泥，試驗現象與結果基本相同，學生無法觀察不同水泥在標準稠度用水量，初凝、終凝等技術性能的差異，也無法觀察安定性、力學性能和強度等級等技術要求的標準，各小組之間也無需進行經驗分享和共同協作。如果教師能通過自制水泥的方式，制備出未知技術性能的水泥，學生和老師共同通過試驗總結出水泥技術要求的影響因素，小組之間通過交流并分享試驗結果，觀察相關參數對水泥性能的影響，教學效果必將得到提升。又如，根據正交試驗原理設定混凝土配合比試驗參數，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對混凝土工作性能和強度的影響，并將最終的試驗數據結果統一起來，由學生對試驗數據進行分析、處理，寫出綜合試驗報告。顯然，水泥性能和混凝土配合比實驗經過試驗設計，不僅加深了學生對于一些現象的直觀印象，還增強了學生動手能力和綜合分析問題的能力，同時也激發了學生探索未知領域的研究興趣。

2、創建實踐教學新平臺

1）開放試驗室由于試驗學時有限，我校在本學年嘗試了課余時間為學生開放所有試驗室，鼓勵學生充分利用開放性試驗室進行砂漿、水泥凝結時間測定和混凝土配合比設計等設計性、綜合性試驗，教師利用課余時間給予指導，使學生充分了解了試驗過程和操作方法，達到滿足本學科實驗教學的基本要求。

2）增設土木工程材料試驗課程為了提高實踐教學的質量,在2013年新的教學大綱修訂的過程中，我校針對土木工程材料課程的教學現狀，增設了土木工程材料實踐教學周，利用一周的時間讓學生充分參與到實踐教學中，充分保障實踐教學的運行。

3）鼓勵學生參與教師科研項目針對部分學生對教師的科研項目具有較強興趣的情況，我校鼓勵學生參與到研究中，指導過程中注重培養學生在原材料的選擇、成型工藝的控制和性能檢測等環節的實際技能與分析解決問題的能力,提高學生創新能力以及開展基礎研究的能力。

4）指導學生參加學科競賽為了提高大學生的創新實踐能力和對專業知識的認知能力，我校開展了一系列以專業知識為依托的學科競賽。同學們在參加競賽的過程中，鍛煉了自身的專業技能。例如，我校針對當前建筑垃圾大量堆放所引起的環境與社會問題，舉辦了“建筑垃圾變廢為寶大行動”的學科競賽。在教師的指導下,同學們提出了各種建筑垃圾再生利用的方法。這場競賽不僅提高了學生們的動手能力和科研能力，還讓學生們意識到傳統建筑材料在其使用結束后給環境帶來的巨大壓力和負面影響，有助于學生在以后的工作和研究中確立節能與環保的思維。

3、拓寬實踐教學新渠道

土木工程材料的實踐教學應與理論課程相結合,力求建立材料特性與實際工程的有機聯系，盡可能制造機會讓學生接觸到實際的建筑材料，讓材料抽象的性質具體化。力求建立課內基本試驗與工程實際的相互對照，盡可能創造機會讓學生深入接觸實際工程,在工程實踐中充實和鞏固課堂理論知識，零距離地開展工程實踐教學。我校在課外時間組織學生到混凝土預制構件生產企業、建材市場、商品混凝土攪拌站、建筑工地等參觀調研，邀請具有豐富施工經驗的工程師指導并講解工程實際的工藝流程。讓學生深刻認識原材料選用原則和生產施工流程，從市場中了解現有材料和新材料的發展與應用現狀。在商品混凝土生產企業，學生了解了新拌混凝土的制備流程，意識到試驗室中混凝土配比試驗與工程實際的差異，也認識到摻合料和外加劑的摻入,對拌合物和易性、力學性能和經濟效益的影響。這不僅增強了學生對土木工程材料的感性認識,也鍛煉了學生的動手能力、交際能力，提升了綜合專業素養。在普通混凝土試驗的實踐教學環節，我校組織學生到當地的建筑材料研究所進行參觀學習，讓學生觀摩混凝土配合比的試配流程。學生一方面認識到水灰比、減水劑種類與摻量、活性摻合料種類與用量對拌合物工作性能的影響；另一方面，經現場試驗技術人員的講解，學生深入了解了活性摻合料摻入對混凝土性能、結構和經濟性的影響，并且了解到大量工業固體廢棄物對環境的影響。學生通過這些內容的學習,深入認識國家發展和改革委員會、住房城鄉建設部開展“充分認識開展綠色建筑行動的重要意義”行動的深遠影響，學會因地制宜、就地取材，結合當地氣候特點和資源稟賦，大力發展安全耐久、節能環保、施工便利的綠色建材。

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混凝土作為土木工程建設中最重要的建筑材料，其耐久性能很重要。本文首先分析了混凝土耐久性不足的后果，探討了影響混凝土耐久性的主要因素，提出了幾點提高混凝土耐久性的主要技術措施。

一、混凝土耐久性不足的后果

高性能混凝土的核心是保證耐久性。耐久性對土木工程量浩大的混凝土來說意義非常重要，如果在土木工程建設中，混凝土的耐久性不足，就會導致出現嚴重的后果，給人民的生活帶來嚴重的危害，給未來的社會造成極為沉重的負擔。通過調查顯示，在美國由于混凝土耐久性不足，許多工程的壽命不足20年。回過頭來，在看我們國家，在50～60年代所建設的混凝土工程已使用40余年，如果混凝土的平均壽命是30～50年，照此下去的10～30年之間，這些工程就會需要投入大量的資金進行維修。所要的維修費用和重建費用將是極其巨大的。因此說，高性能混凝土就要從提高混凝土耐久性入手，以降低和減少巨額的維修費用和重建費用。

二、影響土木工程混凝土耐久性的主要因素

1、混凝土的材質。混凝土主要是由一些碎石、砂、水泥和水拌合后凝硬而形成的。這些材料的優劣影響了硬化后的混凝土的密實度和強度，因此，只有好質量的材料才會為土木工程中使用的混凝土材料的耐久性打下很好的基礎。在社會步伐加快發展的今天，土木工程迅速的發展，在建筑施工的過程中忽視了對材料的要求，在土木工程的施工現場只重視混凝土的強度來作為工程需要材質的唯一評判的標準。可見，混凝土材料的不合格，將會導致混凝土在初期形成裂縫，對其結構的安全產生了隱患。

2、混凝土的密實性。混凝土的內部缺陷也就是說混凝土不夠密實，在使用的過程中很容易受到各種因素的侵襲，主要由以下幾種形式：

第一，混凝土的抗滲性。混凝土的抗滲性指的就是混凝土抵抗壓力水滲透的能力。混凝土外的液體流向混凝土內部的時候，由于受到混凝土的阻礙，不容易流向其內部，這就說明混凝土的抗滲性很好。簡單地說，混凝土的耐久性與水和其他的一些液體流向混凝土內部的數量以及范圍有直接的關系，所以說，混凝土的抗滲性越高，混凝土的耐久性也就越高。當混凝土的強度不高以及密實度不夠的時候，由于受到水和其它化學物質的侵入，在化學的反應下，使得混凝土受到了嚴重的侵蝕，從而影響了混凝土的耐久性。

第二，混凝土的凍融破壞。當混凝土的結構在零度以下的環境的時候，混凝土孔隙中的水就會結冰，然后體積膨脹，在過冷水的壓力下達到一定程度的時候，就會，導致混凝土的破壞。混凝土的抗凍性能與混凝土內部的孔隙中氣孔結構和氣泡的數量有關。在氣孔少和小的情況下，破壞的作用就會越小，封閉氣泡越多，就說明抗凍性越好，影響混凝土的抗動性除了這些因素外，還與混凝土飽和度、水灰比、混凝土的齡期、集料的空隙率及其間的含水率有關。當混凝土的強度不高和密實度不夠的情況下，就會有很多的水進入到混凝土的體內，在溫度低的情況下，混凝土體內的水就會結冰，然后體積膨脹從而產生壓力，使得混凝土的內部結構發生循環破壞，降低了輕度，從而導致混凝土的耐久性能不好。

第三，混凝土的碳化。混凝土的碳化指的就是混凝土中的Ca（OH）2與空氣中的CO2產生了化學反應，從而形成了中性的碳酸鹽CaCO3。混凝土在沒有碳化之前是堿性的，這時的堿度PH值為11.5，在經過碳化之后的混凝土的PH值為大約在8.5～9.5之間。可以比較出，混凝土在碳化之后碳度也受到的影響，降低了碳度。這時候，混凝土孔隙溶液中氫離子數量變多了，從而也降低了混凝土對鋼筋的保護作用。在碳化超過混凝土的保護層時，由于受到水和空氣環境的影響下，混凝土就完全的失去了保護鋼筋的作用，這時候，鋼筋就會開始生銹，受到銹蝕的體積會變大，從而對周圍的混凝土產生膨脹力，最后導致混凝土裂縫的情況發生。在這中狀態下，水和一些其它的物質就會滲入到混凝土的體內。總之，當混凝土的強度不高以及密實度不好的時候，空氣中的水和CO2滲入到混凝土的體內，形成了碳酸，再加上與氫氧化鈣的化學反應，最終將鋼筋銹蝕，這一過程就是混凝土的碳化過程。

三、提高混凝土耐久性的主要技術措施

1、摻入高效減水劑。摻入高效減水劑對于提高混凝土的抗滲性以及提高混凝土的抗凍性都起到了良好的作用，在特殊的情況下，還可以節省水泥的用量。

2、摻入高效活性礦物摻料。摻入高效活性礦物摻料之后的水泥結構更加密實，阻斷了一些滲漏物質的路線。另外對于集料與水泥石的交界處有所改善，還能夠改善交界面的性能，這些對于增加混凝土的耐久性都起著至關重要的作用。

3、在進行混凝土攪拌的過程中，要攪拌得均勻，按照施工程序進行，這樣可以保證混凝土的施工質量，同時還能提高混凝土的耐久性能。

4、控制混凝土的水灰比及水泥用量。控制好水灰比是決定影響混凝土的強度以及密實度的關鍵要素，同時，控制好水灰比的大小也是影響混凝土的耐久性的要素。

結束語

由此可見，提高混凝土的耐久性是混凝土發展的必然趨勢，同時，混凝土的耐久性能的好壞直接影響著土木工程的使用壽命。我們要從分的認識影響土木工程混凝土耐久性的主要因素，然后根據土木工程的具體實際的情況，來采取提高混凝土耐久性的主要技術措施。本文只是對土木工程中混凝土材料的耐久性進行了簡單的陳述，由衷的希望，在今后的工作當中，有更多的人士參與進來發表自己的見解和觀點，以此來提高混凝土的耐久性，延長混凝土結構的使用壽命。

參考文獻