摘要:社会在不断的成长变化,人们的思想觉悟不断提高,对生活的水平要求也越来越高。这就需要使用性能更强、更优良的材料取代传统材料,所以土木工程的材料也顺应社会要求在发生着变化。下面我们将走进土木工程材料这一工程行业,从古代到现在再到未来去探究它的发展趋势。
关键词:土木工程;材料;发展历程
一、回顾土木工程材料的过去发展
在漫漫的历史长河中,随着社会的不断发展,我们的生活水平得到了显著的提高。房屋建造也从以前的单一走向多样化。现在的建造同人们的生活息息相关,每当人们谈论到房屋或者是涉及到与它相关的内容,大多数时候人们会不由自主说起“土木工程”这一学科,紧接着,有许多词语在我们的大脑中出现,例如“大兴土木”等。过去,人们建造房屋时用的最基本的材料是土地、还有木头,在过去它们也是用的最广的建筑材料。随着社会的进步,人们对生活的要求也越来越高。生活的质量提高,所以就要求建筑的稳定性也要提高。泥土的强度很低,而且它的不稳定性也很快展示出来,这就要求我们建筑师去寻找更好的建筑材料来解决这一问题。人们发现,火山上有一种比较坚硬的泥土,可以有效避免之前在建筑上的弊端。而且人们将这种泥土用大火烧成砖的样子,因为砖头的强度以及坚硬度都远远大于泥土,最主要的是制作过程也十分简单。所以砖头作为建筑材料一直到现在都在广泛使用。
木材作为建筑材料具有许多优点,比如说重量比较轻,灵敏度高,保温效果较好,能有效的防止震动,还能有效的避免冲击等等许多优点。观察木头我们很容易发现它有顺纹这一特性,在建造房子时人们巧妙的利用这一优点来抵抗拉伸和抵抗弯折的力度,能够更有效的失去横向受压,这些显著的优点也使木材在建筑上起着重要的作用。由于我国对于木材的长期使用,所以在使用的技巧方面有很多的独特见解。古代的人们也将这些优点发挥到极致,我国历史文化博大精深,在建筑上巧妙将文化相结合,给后人留下了宝贵的建筑文化遗物,值得我们用心学习借鉴。比如说江南水乡的建筑物就十分有自己的文化特色,他们在建造时常常将杉木用在厅堂上或者是亭台楼阁,当做一个柱子或梁使用。在需要承受重力的地方则会选用榉木、香樟,用它们来当作扶手、雕刻等等。这些优良的木头不仅仅是在建筑房屋中使用,更能使房子设计上更加美观实用,同时又能够表现出 我国古人的智慧,以及我国当时的先进文化。我国在古代有许多珍贵的建筑风格,我们如果有机会一定要去参观一下,一睹古人风采。
石材,在特性上具有强度较高,而且数量巨大的特点,所以它们也是最常用的建筑材料,但是石头作为建筑材料也有许多缺点,比如说使用石头建造房子会使施工时间延长、而且工人的劳动量也会增加,在中国的传统房屋建筑时通常还是会选择木头建造。在漫漫的历史长河中,人们称之为旧石器时代,从名字中我们就知道在那个时期人们就用石头堆砌出房子,以供他们生存。当进入封建社会时,领主经济被新兴的地主经济所取代,与此同时进一步促进了石材在房屋建造上的发展。不仅在我国古代石头大量使用,其实在西方一些国家在建造上也具有自己的特色,比如说西方的建筑给人一种神秘感、宗教感,西方建筑师将石头建造的房屋理解为永恒,代表着人们孜孜不倦的追求精神。再来说说巴黎圣母院,这是法国国家的象征,建筑工程巨大,从1163年开始建造一直到1345年才完全建好,用的时间十分长,足以证明建造它时建筑师耗费的心血,一直到现在历经几百年的沧桑,依然雄伟的伫立在巴黎的市中心。世界上像这样的建筑还有许多许多,比如说古埃及的金字塔等等。
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二、关于土木工程材料的现在形势
在现代社会,随着经济的高速发展,人们在生活方式、思想感悟等方面也发生巨大了变化,这些变化也对土木工程材料的选择上产生了影响。在1842年,一位英国人Joseph Aspdin发明了硅酸盐水泥,并且申请了专利。由于这种水泥在硬化后的颜色和波特兰石灰石十分相似,所以被称之为特兰水泥。由于硅酸盐水泥的发明,这将进一步促进近代土木建筑工程的提高,自此在建筑上进入了一个新的时代,水泥也从那个时候开始一直到现在广泛使用。在现代建筑中,水泥砂浆的用途也十分广,比如说用在建筑上、装饰上、道路上等等。除了这些,随着社会进步,技术的革新,在1824年混凝土也出现了,并且也被广泛的使用,最终也成为生产量最大的建筑工程材料。混凝土主要采用的原材料是水泥骨料和水,同时这里面还可以放入一些其他原料,比如矿物掺和料、外加剂等等,将以上这些原料经过一些工艺步骤制成后使之成为具有强度的工程材料。但是混凝土同样也有优点和缺点,例如混凝土占的比例较小,抵抗压力但是不能抵抗拉力,反而钢筋占的比例较大,它们优缺点互补,从此出现了钢筋混凝土,并且解决了抗压抗拉的问题。由于它的明显优点,在现代建筑行业中应用十分广泛。其中在我们生活中经常提到的鸟巢、水立方,就是运用了钢材料,也结合了艺术设计,向我们展示美轮美奂的伟大建筑。还有我们口中经常提到的法国巴黎战神广场上的埃菲尔铁塔同样也是使用钢材料建造,我们不得不向所有奉献心血都劳动人民表示赞扬,是他们向我们展示了最浪漫的情节。在现代土木工程材料中更多的使用复合材料,因为人们越来越注重材料的性能,因此出现钢筋混凝土、沥青混合料等等。[1]
三、对于土木工程材料的美好展望
根据当今社会形势,对于未来我们全世界人民有一个共同目标,低碳环保,人人有责。随着科学技术的提高,我们不断创造更加适应社会的技术,同样对于土木工程材料的选择也越来越重视。土木工程材料这一行业必定顺应时代的发展,同时实现使用材料的多样性、功能种类多、更加环保、更加智能化。我们坚信未来的土木工程材料一定会同时具有效率更高、性能更强、利用率高等等的特点。目前有一个最好的事例已经足以说明我们在逐步完善混凝土。仿生自治混凝土在使用时有自我修复的功能,可以说机敏材料已经已经逐步在土木工程材料行业中使用。放眼于全球,当前的形势是处于环境污染指数较高以及众多资源出于匮乏的状态。所以目前我们最主要的任务是尽最大努力创造发明具有环保性能,利用率高的土木工程材料,从而适应社会的需求。相信在不久的未来,这些建筑工程材料将会是性能强、设计美观、更加智能化、健康环保。
总结:
从总体形势来看,土木工程材料的发展是顺应时代发展要求,与社会的发展息息相关,共同进步。我们当下处于环境污染严重,资源匮乏的状态,保护生态环境、高效合理的利用土木工程材料,所以它的改革必将进行,不久的未来将会出现无毒无味无害,抗辐射能力强的土木工程材料。
参考文献
[1]白宪臣,朱乃龙.土木工程材料[M].中国建筑工业出版社.
作者简介:赵汝相(1998-),男,山东省济南市人,学历:在读本科大学生,研究方向:土木工程,单位:青岛理工大学土木工程学院土木工程系;
赵勇(1997-),男,山东省青岛市人,学历:在读本科,研究方向:土木工程,单位:青岛理工大学土木工程学院土木工程系;
张天亮(1999-),男,山东省潍坊市人,学历:在读本科大学生,研究方向:土木工程,单位:青岛理工大学土木工程学院土木工程系;
刘甜(2001-),女,江西省南昌市人,学历:在读本科大学生,研究方向:土木工程,单位:青岛理工大学土木工程学院土木工程系
论文作者:赵汝相 赵勇 张天亮 刘甜
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月上
论文发表时间:2019/6/24
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