绪论+ 第一章

四、土木工程材料的发展 土木工程材料的发展
—随社会生产力和科学技术水平发展而发展
原始时代—天然材料：木材、岩石、竹、粘土 石器、铁器时代— 金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏 万里长城（200BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫：石材、石灰砂浆 罗马园剧场(70-80AC):石材、石灰砂浆 18世纪中叶—钢材、水泥 (1824） 水泥 ） 19世纪—钢筋混凝土（1890-1892）；中国：1898 20世纪—预应力混凝土、高分子材料 21世纪—轻质、高强、节能、高性能绿色建材
按使用功能分类
建筑结构材料－构成建筑物受力构件（梁、板、 建筑结构材料 柱、基础、框架）和结构所用的材料。常用的 有石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。 墙体材料－构成建筑物内外和分隔室内空间所 墙体材料 用的材料，如：砖、砌块、复合板材等。 建筑功能材料－具有某种特殊功能的非承重材 建筑功能材料 料。如防水材料、吸声材料、装饰材料等等。
微观结构
微观结构是指材料在原子、分子层次的结构 微观结构是指材料在原子、分子层次的结构。 是指材料在原子 材料的微观结构，基本上可分为晶体与非晶体。 晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、分子） 按照特定的规则在空间周期性排列。 非晶体也称玻璃体或无定形体和胶体，如无机玻璃。 玻璃体是化学不稳定结构，容易与其它物体起化学作 用。
重点：性质和应用，质检的基本原理(引起材性变化的 重点
内因和外因)
2、学习材料的技术标准:国家标准、行业标准、 、学习材料的技术标准 国家标准 行业标准、 国家标准、 企业标准 GB-国家标准 GBJ-建筑工程国家标准
JGJ-建设部行业标准 JC-国家建材局行业标准 YB-冶金部行业标准 JTJ-交通部行业标准 SD-水电行业标准 ZB-国家级专业标准
Байду номын сангаас
八、本课程的学习方法
1、重点掌握材料的基本理论、基本知识、基本技能 重点掌握材料的基本理论、基本知识、 常用材料—水泥、砼、石灰、石膏、玻璃、钢材、木 材、沥青、高分子材料 主要的—水泥、砼、钢材 水泥、 水泥 每种材料：原料—生产工艺—组成成分—构造—性 质—应用—检验—储存以及它们之间的相互关系
例：国家标准：《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》GB175-1999 标准名称——部门代号——编号——批准年份 ASA-American Standard Association 美国标准 ASTM–American Society for Testing Materials 美国材料试验学会标准 BS- British Standard 英国标准 DIN –Deutsch Industrie Normen 德国标准 ISO-International Standard Organization 国际标准协会 JCI、ACI和CSA标准等。
二、土木工程材料的定义
土木工程材料: 土木工程材料
是指土木工程中使用的各种材料和制品， 是指土木工程中使用的各种材料和制品，它是一切 土木工程的物质基础。 土木工程的物质基础。 人类社会的基本活动如衣、食、住、行，无一不直 接或间接地与建筑材料密切相关。如常见的粘土砖、石 材、石灰、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青 卷材、玻璃、各种油漆、涂料、PVC管等等。
十一、 十一、参考书目
1.湖南大学等四校合编．土木工程材料，中国建 筑工业出版社. 2.吴科如、张雄主编. 建筑材料，同济大学出版 社. 3.陈志源、李启令主编. 土木工程材料，武汉工 业大学出版社. 4.符芳主编. 建筑材料，东南大学出版社. 5.王立久、李振荣主编. 建筑材料学，大连理工 大学，中国水利水电出版社.
材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗 材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗 宏观结构 大组织。 大组织。 按孔隙特征可以分为： 按孔隙特征可以分为：（1）致密结构 （2）多孔结构 （3）微孔结构 按其组织构造特征可以分为： 按其组织构造特征可以分为：（1）堆聚结构 （2）纤维结构 （3）层状结构 （4）散粒结构
土木工程材料
主讲: 郝成伟 主讲
E-mail: hcw5958@
绪
论
一、课程的性质、目的和任务 课程的性质、
《土木工程材料》课程是适合土木工程专业的建筑工程、交通土 建等专业方向并兼顾建筑学及土建类相关专业的技术基础课 技术基础课。 技术基础课 本课程的目的 目的是为学习建筑设计、建筑造价和结构设计等专业课 目的 程提供建筑材料的基本知识，并为今后从事专业技术工作能够合 理选择和使用建筑材料打下基础。 本课程的任务 任务是使学生获得有关建筑材料的性质 应用 性质与应用 任务 性质 应用的基本知 识和必要的基本理论。 从本课程的目的及任务出发，课程内容着重于材料的性质和应用， 对这两方面内容提出如下要求：
材料的组成
2.矿物组成： 2.矿物组成：指构成材料的矿物种类和数量。材料中的元素和化合物以特定的矿 矿物组成 材料中的元素和化合物以特定的矿 物形式存在并决定着材料的许多重要性质。 物形式存在并决定着材料的许多重要性质。矿物组成是无机非金属材料中化 合物存在的基本形式。 3.相组成 相组成： 3.相组成：材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相。自然界中的物质可分 为气、液、固三相。建筑材料大多是多相固体材料，这种由两相或两相以上 的物质组成的材料，称为复合材料。
九、土木工程材料课程的任务
1.了解材料在建筑物上所起的作用和使用要求。 2.了解常用材料的生产、成分和构造。 3.掌握常用材料的技术性质，以及影响材料性质的主要因素及 其相互关系。 4.掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格。 5.熟悉常用材料的测试仪器，掌握测试方法和技术。 6.掌握常用材料的选用原则和方法。 7.掌握工地配置材料的配置原理及方法，了解这些材料的施工 注意事项。
Q M M Q
Q: Quartz H: Hematite
M M MB B M BB B HQ M M M
M: Mullite B: β-C2S
M M
M M
M
MD-FA FA
C P C P
P
P: Portlandite
P C C C C C P
C: Calcite
PP
P C
CS
60 70
10
20
30
40 2θ/ (º)
六、土木工程材料与建筑结构的关系
土木工程材料的更新是新型结构出现 与发展的基础。 新的轻质高强材料的不断涌现，为结 构向大跨度、轻型化和新型结构形式 发展提供了前提条件。
七、土木工程材料 人类 环境关系 土木工程材料—人类 材料 人类—环境关系
土木工程材料是人类与自然环境之间的重要媒介， 直接影响人类的生活与社会环境。 人类大量建造的基础设施对生存环境发挥着巨大的 积极作用，同时也带来不容忽视的消极作用，即大 量地消耗地球的资源和能源，在相当程度上污染了 自然环境和破坏了生态平衡。 从人类社会可持续发展的前景出发，建筑材料也要 注意可持续发展的方向： “绿色建筑材料 绿色建筑材料”、“生 绿色建筑材料 生 态建筑材料”以及材料的再循环使用 材料的再循环使用。 态建筑材料 材料的再循环使用
土木工程材料的基本性质
内容： 材料的组成与结构和构造 材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的耐久性
第一节
材料的组成与结构
材料的组成— 材料的组成—是决定材料性质的最基本因素
1.化学组成： 1.化学组成：指构成材料的化学元素及化合物的种类 化学组成 和数量。
无机非金属材料的化学组成以各种氧化物含量 氧化物含量来表示。 氧化物含量 金属材料以元素含量 元素含量来表示。化学组成决定着材料的化学 化学组成决定着材料的化学 元素含量 化学组成决定着材料的 性质，影响其物理性质和力学性质。 性质，影响其物理性质和力学性质。
Table 1 Chemical compositions of raw materials /wt%
Materials Cement Fly ash Carbide slag SO3 2.26 0.24 SiO2 22.18 57.39 7.10 Fe2O3 3.67 4.97 0.98 Al2O3 4.64 29.76 2.88 CaO 61.97 2.58 58.42 MgO 1.11 0.95 0.12 K2O 0.70 1.29 Na2O 0.12 0.40 Loss 2.69 1.98 29.99 Total 99.34 98.98 99.49
有 机 材 料
植物材料：木材、竹材、植物纤维等 植物材料 沥青材料：煤沥青、石油沥青、沥青 沥青材料 制品（各类卷材） 高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂、 高分子材料 合成橡胶等
复 合 材 料
有机－无机 有机－无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等 金属－非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土 金属－非金属 金属－有机材料 金属－有机材料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、 塑铝管、塑钢门窗等
1、在材料性质方面 在材料性质方面：掌握材料的组成、性质 在材料性质方面 及技术要求；了解材料组成及结构对材料性 质的影响；了解外界因素对材料性质的影响； 了解各主要性质间的相互关系。 2、在材料应用方面 在材料应用方面：根据工程要求能够合理 在材料应用方面 地选用材料；熟悉有关国家标准和行业标准； 了解材料使用方法的要点；学会混凝土配合 比设计。
第一章 土木工程材料的基本性质
土木工程材料的基本性质
土木工程材料的基本性质： 是指材料处于不同的使用条件和使用环 境时，通常必须考虑的最基本的、共有的性 质。 因为土木工程材料所处建（构）筑物的 部位不同、使用环境不同、人们对材料的使 用功能要求不同，所起的作用就不同，要求 的性质也就有所不同。
亚微观结构
亚微观结构也称作细观结构 细观结构，是介于微观结构 细观结构 和宏观结构之间的结构形式。如金属材料晶粒 的粗细及其晶相组织，木材的木纤维，混凝土 中的孔隙及界面 孔隙及界面等。 孔隙及界面 从宏观 亚微观 微观 宏观、亚微观 微观三个不同层次的结构 宏观 亚微观和微观 上来研究建筑材料的性质，才能深入其本质， 对改进与提高材料性能都有着重要的意义。