土木工程材料PPT
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土木工程材料ppt课件
高弹态是橡胶的使用状态，常温处于高弹态的聚 合物均可用作橡胶。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
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21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
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27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
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26
二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
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19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
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22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
粘流态是聚合物成型时的状态。 完全结晶的聚合物的温度-变形曲线有所不同， 在熔点Tm以前不出现高弹态，而是保持结晶态；当温 度升高到熔点以上时，若分子量足够大，则出现高弹 态，若分子量很小，则直接进入粘流态。
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21
图7-7 结晶聚合物温度-形变曲线
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27
㈡塑料管 塑料管是指采用塑料为原料，经挤出、注塑、焊 接等工艺成型的管材和管件。与传统的镀锌钢管和铸 铁管相比，塑料管具有耐腐蚀、不生锈、不结垢、重 量轻、施工方便和供水效率高等优点。常用的塑料管 包括硬质聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、ABS（丙 烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）管、聚丁烯管、玻璃钢 管以及铝塑等复合塑料管。
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26
二、建筑中常用的塑料制品 塑料既可用做防水、隔热保温、隔声和装饰等功 能材料；也可制成玻璃纤维或碳纤维增强塑料，用做 结构材料。 ㈠塑料门窗 塑料门窗是由硬质聚氯乙烯型材经切割、焊接、 拼装、修整而成的门窗制品，与传统的钢、木门窗相 比，塑料门窗具有美观耐用、安全、节能等一系列优 点。
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19
㈡聚合物的物理状态及性能特点 聚合物的各种物理状态可以根据形变能力与温度 关系曲线—温度-变形曲线进行划分。按温度区域可划 分为玻璃态、高弹态和粘流态三种物理形态。
图7-6 非晶聚合物温度-形变曲线
（Ma、Mb—分子量可编，辑pptMa ＜ Mb ）
20
玻璃态是塑料的使用状态，常温处于玻璃态的聚 合物都可用作塑料。
1-分子量低；2-分子量较搞
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22
在室温下，聚合物总是处于玻璃态、高弹态和粘 流态三种状态之一，不同聚合物可能处于不同的物理 状态，表现出不同的力学性能。
土木工程材料课件ppt
标准名称 JC/T 479-92建筑生石灰
建材行业的 推荐 技术标准的二类
标准代号 标准
类目顺序号
标准颁发 年代号
土木工程材料
五、技术准标简介
地方标准与企业标准：凡国家、部未能颁布的产品与过程的技术 标准，可由相应的工厂、公司等单位，根据生产厂能保证的产品质 量水平所制定的技术标准，报请本地区或本行业有关主管部门审批 后，在该地区或行业中执行。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大
如花岗岩的吸水率只有0.5％-0.7％ 混凝土的吸水率为2％-3％ 粘土砖的吸水率达8％-20％ 木材的吸水率可超过100％
土木工程材料
4、材料的耐水性
定义：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显
下降的性质。
软化系数：
KR
fb fg
KR =材料吸水饱和后的抗压强度 /材料干燥时的抗压强度
土木工程材料 3、材料的吸湿性和吸水性
1）吸湿性：用含水率表示
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 还湿性： 亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率
Wh
ms mg mg
*100%
材料在吸湿状态下的重量 材料在干燥状态下的重量
影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度
平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时 的含水率
K Qd AtH
影响因素： 孔隙率及孔隙特征
开口的连通大孔越多
抗渗性越差
闭口孔隙率大的材料
抗渗性仍可良好
抗渗等级:以规定的时间在标准试验条件下所能承受的最大水压力 （MPa）来确定，
P P 材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水压力： 2 4 P6
土木工程材料
建材行业的 推荐 技术标准的二类
标准代号 标准
类目顺序号
标准颁发 年代号
土木工程材料
五、技术准标简介
地方标准与企业标准：凡国家、部未能颁布的产品与过程的技术 标准，可由相应的工厂、公司等单位，根据生产厂能保证的产品质 量水平所制定的技术标准，报请本地区或本行业有关主管部门审批 后，在该地区或行业中执行。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大
如花岗岩的吸水率只有0.5％-0.7％ 混凝土的吸水率为2％-3％ 粘土砖的吸水率达8％-20％ 木材的吸水率可超过100％
土木工程材料
4、材料的耐水性
定义：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显
下降的性质。
软化系数：
KR
fb fg
KR =材料吸水饱和后的抗压强度 /材料干燥时的抗压强度
土木工程材料 3、材料的吸湿性和吸水性
1）吸湿性：用含水率表示
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 还湿性： 亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率
Wh
ms mg mg
*100%
材料在吸湿状态下的重量 材料在干燥状态下的重量
影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度
平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时 的含水率
K Qd AtH
影响因素： 孔隙率及孔隙特征
开口的连通大孔越多
抗渗性越差
闭口孔隙率大的材料
抗渗性仍可良好
抗渗等级:以规定的时间在标准试验条件下所能承受的最大水压力 （MPa）来确定，
P P 材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水压力： 2 4 P6
土木工程材料
《土木工程材料》课件 第十二章 沥青混合料
（2）尽量缩短沥青混合料的高温保存时间 （3）减少与空气的接触
七、抗滑性
沥青混合料路面的抗滑性与矿质材料的抗磨光能力、混合料的级配、沥 青的用量及施工工艺等有关。
指标：磨光值、道端磨耗值、冲击值
第五节 沥青混合料的技术要求及选用
热拌沥青混合料适用于各种等级道路的沥青面层。 说明：（1）高速公路、一级公路和城市快速路、主干路的沥青面层的 上中层、中面层及下面层应采用沥青混凝土混合料铺筑，沥青碎石混合料仅 适用于过渡层及整平层。 （2）其他等级道路的沥青面层上面层宜采用沥青混合料铺筑。 要求：沥青混合料应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑 性能等多方面的要求，并应根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混 合料的种类。
1 粗集料应具有足够的强度和耐磨性能
按强度和磨耗率将粗集料（石料）分为四级，参照教材表12-1所示。 根据沥青面层类型及使用条件，选择石料的等级应不低于教材表12-2的 规定。
2 应避免采用酸性石料
配制沥青混凝土应尽量选用与沥青具有良好黏结力的碱性石料，以提高 沥青混凝土的强度和抗水性。
3 粗集料外观质量要求
最大粒径为圆孔筛30 mm或40 mm 最大粒径为圆孔筛20 mm或25 mm 最大粒径为圆孔筛10 mm或15 mm 最大粒径为圆孔筛5 mm
热拌热铺沥青混合料 沥青与矿料在热态下拌和、热态下铺筑的沥青混合料。
按施工温度
常温沥青混合料
采用乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、常 温状态下铺筑的沥青混合料。
组成部分：碎石骨架、沥青玛碲脂结合料
1 SMA的组成特点
① SMA是一种间断级配的沥青混合料。 ② 增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，通常采用木质素纤维，也 可采用矿物纤维。 ③ 沥青结合料用量多，黏结性要求高。最好采用改性沥青。
七、抗滑性
沥青混合料路面的抗滑性与矿质材料的抗磨光能力、混合料的级配、沥 青的用量及施工工艺等有关。
指标：磨光值、道端磨耗值、冲击值
第五节 沥青混合料的技术要求及选用
热拌沥青混合料适用于各种等级道路的沥青面层。 说明：（1）高速公路、一级公路和城市快速路、主干路的沥青面层的 上中层、中面层及下面层应采用沥青混凝土混合料铺筑，沥青碎石混合料仅 适用于过渡层及整平层。 （2）其他等级道路的沥青面层上面层宜采用沥青混合料铺筑。 要求：沥青混合料应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑 性能等多方面的要求，并应根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混 合料的种类。
1 粗集料应具有足够的强度和耐磨性能
按强度和磨耗率将粗集料（石料）分为四级，参照教材表12-1所示。 根据沥青面层类型及使用条件，选择石料的等级应不低于教材表12-2的 规定。
2 应避免采用酸性石料
配制沥青混凝土应尽量选用与沥青具有良好黏结力的碱性石料，以提高 沥青混凝土的强度和抗水性。
3 粗集料外观质量要求
最大粒径为圆孔筛30 mm或40 mm 最大粒径为圆孔筛20 mm或25 mm 最大粒径为圆孔筛10 mm或15 mm 最大粒径为圆孔筛5 mm
热拌热铺沥青混合料 沥青与矿料在热态下拌和、热态下铺筑的沥青混合料。
按施工温度
常温沥青混合料
采用乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、常 温状态下铺筑的沥青混合料。
组成部分：碎石骨架、沥青玛碲脂结合料
1 SMA的组成特点
① SMA是一种间断级配的沥青混合料。 ② 增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，通常采用木质素纤维，也 可采用矿物纤维。 ③ 沥青结合料用量多，黏结性要求高。最好采用改性沥青。
《土木工程材料》课件 第7章墙体材料
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土木工程材料
（1）烧结普通砖的技术要求
• 8）抗冻性
• 将砖吸水饱和后置于-15°C水中融化，再在 10~20°C水中融化，按规定的方法反复15次冻融 循环后，其质量损失不超过2%，抗压强度降低值 不超过25%，即为抗冻性合格。
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土木工程材料
（1）烧结普通砖的技术要求
• 4）石灰爆裂
• 当生产烧结普通砖的原料中夹杂有石灰石杂质时，焙烧砖 体会使其中的石灰石被烧成生石灰。这种生石灰常为过火 石灰，砖受潮或受雨淋时该石灰吸水消化成消石灰，体积 膨胀，导致砖体开裂。
表7－4 烧结普通砖的泛霜及石灰爆裂的技术标准
项目 泛霜
石灰爆 裂
优等品 无泛霜
不允许出现最大破 坏尺寸>2mm的 爆裂区域
土木工程材料
分类
• 按照断面结构 砌墙砖有普通砖和空心砖两大类:
➢ 孔洞率小于25%或没有孔洞的为普通砖或实心砖； ➢ 空洞率大于25%的为空心砖。
• 按材质和工艺 砌墙砖有烧结砖和非烧结砖(包括蒸 养或蒸压砖)，如：
➢ 烧结砖：烧结粘土砖、烧结粉煤灰砖、烧结煤矸石砖、 烧结页岩砖等；
➢ 非烧结砖：灰砂砖、粉煤灰砖和煤渣砖等。
≥
，≥
MU30 30.0
22.0
MU25 25.0
18.0
MU20 20.0
14.0
MU15 15.0
10.0
MU10 10.0
6.5
变异系数δ＞0.21，单块最 小抗压强度值fmin / MPa，≥
25.0 22.0 16.0 12.0 7.5
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土木工程材料
土木工程材料PPT课件普通混凝土
定义：砂在自然风化和其它外界物理、化学因素作用 下，抵抗破裂的能力。
方法：
硫酸钠溶液法
——浸泡取出5次循环，质量损失符合规定要求。 压碎指标法（对于人工砂） 分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类
三 粗骨料
粒径大于4.75ｍｍ的骨料为粗骨料（卵 石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵 石和碎石两种。
1、颗粒形状和表面特征
— 95~100 — 80~100 — — 0~10 0 — — —
级 31.5~63 —
—
— 95~100 — — 75~100 45~75 — 0~10 0 —
40~80 —
—
—
— 95~100 — — 70~100 — 30~60 0~10 0
5、粗骨料的强度及坚固性
（1）粗骨料的强度 粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子
表 卵石或碎石的颗粒级配范围（GB/T14685-2001）
级
累计筛余（%）
公称
配
筛孔尺寸（圆孔筛）（㎜）
粒级
情
（㎜） 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.50 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90
况
5~10 95~100 80~100 0~15 0
———
— — — ——
600μm累计百分率为52 ，属于Ⅱ区（70~41）
判断砂级配合格和依据： 4.75mm 0~10 600μm 16~85
以上两项必须满足要 求，允许其它档略有超出 ，但超出总量应小于5% 。（按表6.5） 砂有细度模数相同，颗粒 级配可以不同
如级配不满足要求，可通过 下面方法改善：
人工掺配 过筛
（2）颗粒级配
粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配 试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.5、16.0 、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和 90ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。
方法：
硫酸钠溶液法
——浸泡取出5次循环，质量损失符合规定要求。 压碎指标法（对于人工砂） 分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类
三 粗骨料
粒径大于4.75ｍｍ的骨料为粗骨料（卵 石和碎石）。对用于配制普通混凝土的卵 石和碎石两种。
1、颗粒形状和表面特征
— 95~100 — 80~100 — — 0~10 0 — — —
级 31.5~63 —
—
— 95~100 — — 75~100 45~75 — 0~10 0 —
40~80 —
—
—
— 95~100 — — 70~100 — 30~60 0~10 0
5、粗骨料的强度及坚固性
（1）粗骨料的强度 粗骨料的强度采用岩石立方体强度或粒状石子
表 卵石或碎石的颗粒级配范围（GB/T14685-2001）
级
累计筛余（%）
公称
配
筛孔尺寸（圆孔筛）（㎜）
粒级
情
（㎜） 2.36 4.75 9.50 16.0 19.0 26.50 31.5 37.5 53.0 63.0 75.0 90
况
5~10 95~100 80~100 0~15 0
———
— — — ——
600μm累计百分率为52 ，属于Ⅱ区（70~41）
判断砂级配合格和依据： 4.75mm 0~10 600μm 16~85
以上两项必须满足要 求，允许其它档略有超出 ，但超出总量应小于5% 。（按表6.5） 砂有细度模数相同，颗粒 级配可以不同
如级配不满足要求，可通过 下面方法改善：
人工掺配 过筛
（2）颗粒级配
粗骨料的级配原理和要求与细骨料基本相同。级配 试验采用筛分法测定，即用2.36、4.75、9.5、16.0 、19.0、26.5、31.5、37.5、53.0、63.0、75.0和 90ｍｍ等十二种孔径的圆孔筛进行筛分。
《土木工程新材料》PPT课件
砌体材料砌体材料一石材一石材二砖与砌块砖与砌块五石膏和石灰石膏和石灰六砌体砌体混凝土混凝土一水泥水泥二混凝土混凝土三混凝土外加剂混凝土外加剂四混凝土掺合料混凝土掺合料钢材钢材一常用建筑钢材品种常用建筑钢材品种二钢筋钢筋三钢筋连接钢筋连接四型钢型钢其他材料其他材料一木材木材二沥青和防水材料沥青和防水材料三玻璃和陶瓷制品玻璃和陶瓷制品四塑料和塑料制品塑料和塑料制品五吸声材料吸声材料六防腐涂料和材料防腐涂料和材料七防火材料防火材料八绝热材料绝热材料九装饰材料装饰材料如果想多了解天然石材与人工石材的区别请点击右边图标毛石毛石形状不规则一般高度不小于150mm一个方向长度达300mm400mm体积不小于001m3
6
4．色石渣
❖ 色石渣也称色石子，是由天然大理石、白云石、 方解石或花岗岩等石材经破碎、筛选加工而成, 作为骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、 干粘石等建筑物面层的装饰工程。
白云石
整理ppt
方解石
7
1．砖
二、 砖与砌块
优点
缺点
原料容易取得，生 产工艺比较简单， 价格低、体积小、 便于组合。
缓凝剂
按外加剂化学成分可分为三类：无机物类、有机物类、速凝剂 复合型类。
目前建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂如图所示.
整理ppt
22
四、 混凝土掺合料
❖ 粉煤灰：煤粉炉排出的烟气中收集到的细粉末。粉煤灰 中的氧化物与氢氧化钙反应，生成水化物，是一种胶凝 材料。粉煤灰可以增强混凝土拌合物的和易性，降低水 化热，抑制碱骨料反应。
❖ 除建筑行业外，玻璃还应用于轻工、交通、医药、化工、 电子、航天等领域。
❖ 常用玻璃品种可分为:平板玻璃；装饰玻璃；安全玻璃； 防辐射玻璃；玻璃砖。
❖ 陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密实材 料。
6
4．色石渣
❖ 色石渣也称色石子，是由天然大理石、白云石、 方解石或花岗岩等石材经破碎、筛选加工而成, 作为骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、 干粘石等建筑物面层的装饰工程。
白云石
整理ppt
方解石
7
1．砖
二、 砖与砌块
优点
缺点
原料容易取得，生 产工艺比较简单， 价格低、体积小、 便于组合。
缓凝剂
按外加剂化学成分可分为三类：无机物类、有机物类、速凝剂 复合型类。
目前建筑工程中应用较多和较成熟的外加剂如图所示.
整理ppt
22
四、 混凝土掺合料
❖ 粉煤灰：煤粉炉排出的烟气中收集到的细粉末。粉煤灰 中的氧化物与氢氧化钙反应，生成水化物，是一种胶凝 材料。粉煤灰可以增强混凝土拌合物的和易性，降低水 化热，抑制碱骨料反应。
❖ 除建筑行业外，玻璃还应用于轻工、交通、医药、化工、 电子、航天等领域。
❖ 常用玻璃品种可分为:平板玻璃；装饰玻璃；安全玻璃； 防辐射玻璃；玻璃砖。
❖ 陶瓷是由适当成分的粘土经成型、烧结而成的较密实材 料。
土木工程材料课件(全)
强度小 质软 熔点高
导电性小
晶体结构（构造）
晶体的结构形式采用X射线衍射或 电子射线扫描等方法来确定。
在晶体内部，可细分为完全相等 单位的构造在三维空间重复着，如 右图所示。
立方晶体沿三个垂直方向有相同 的排列：a1=a2=a3,大部分金属和相 当数量的陶瓷材料是立方晶系的。 非立方晶体的重复排列沿三个坐标 轴方向不一样或者其三个晶轴间的 夹角不全等于900。自然界中共有7 种可能的晶系。这七种晶系的名称 和它们的几何特征列于下表。
(3)相组成
材料中具有相同的物理、力学性质的均匀部分称为 相.自然界中的物质有气相、液相、固相之分。材料 的相组成是指组成材料的相种类、数量及分布状况。 土木工程材料大多数是多相固体，可看成复合材料。
复合材料不同相之间存在界面，材料的性质与材料 的相组成和界面特性有密切关系。实际材料中，相 与相之间的这一过渡面是一个薄弱区，它的成分与 结构与其两侧的相都不相同，是不均匀的 ，可将其 作为“界面相”来处理。因此，通过改变和控制材 料的相组成，可改善和提高材料的技术性能。
物质内能与体积随 温度的变化而变化
玻璃体的特性
当玻璃组成一定时，Tg应该是一个随冷却速度 而变化的温度范围。低于Tg时的固体称为玻璃，而 高于此温度范围它就是熔体。因而玻璃体无固定的 熔点，而只有熔体←→玻璃体可逆转的温度范围。
常见的玻璃体有硅酸盐玻璃，如石英玻璃是将 熔化的二氧化硅（SiO2）经过急速冷却所得的产物。 这种熔融体冷却时形成较大的网状构造而使粘性增 大，在不产生规则整齐排列的SiO4晶体的情况下， 直接转变为非晶质固体，也可称为无定形晶体。玻 璃就属于这类非晶质固体，此外，还有合成树脂和 橡胶等。
4）固溶体
在离子相中也会产生置换 固溶体。在离子固溶体中，原 子和离子的大小是很重要的。 右图表示了一个简单的离子固 溶 体 的 例 子 。 在 此 MgO 结 构 （见右图）中，Mg2+离子被Fe2+ 所取代。由于两个离子的半径 分 别 为 0.066nm 和 0.074nm, 故 可以完全地取代。另一方面， Ca2+离子则不能用来取代Mg2+， 因 其 半 径 为 0.099nm ， 相 对 较
土木工程概论教学课件第2章土木工程材料
钢结构
2.4 水泥
一、水泥的定义 水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在
空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材 的材料 。
二、水泥的分类
•按化学成分划分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等系 列。
•硅酸盐水泥按掺混合材料的种类及数量不同，又分为硅酸盐水泥 、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤 灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。
常用的建筑塑料有：
聚氯乙烯塑料（PVC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）、酚醛树酯、不饱和聚脂树酯（UP）、环氧树酯（EP）等 。
三、建筑装饰材料
建筑装饰材料是指用于建筑物表面（如墙面、柱面、地面及顶 棚等）起装饰效果的材料。
建筑陶瓷 建筑玻璃
四、建筑涂料
建筑涂料是指涂敷于建筑物表面能干结成膜，具有防护、装饰、 防腐、防火或其他特殊功能的物质。
第2章 土木工程材料
2.1 概述 2.2 砖、瓦、砂、石、灰 2.3 钢材 2.4 水泥 2.5 木材 2.6 混凝土 2.7 砂浆 2.8 其他材料
二、建筑材料的分类
三、土木工程材料的产品标准
1
2
3
4
国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
2.2 砖、瓦、砂、石、灰
一、砖
标准砖
多孔砖
空心砖
1-粗骨料；2-细骨料；3-水泥浆体
2.7 砂浆
砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成， 其在土木工程中起黏结、铺垫、传递荷载的作用。 砌筑砂浆主要用于各类砌体结构的砌筑，以水泥砂浆或水泥石灰砂 浆为主。
2.8 其他材料
一、沥青及沥青防水卷材 沥青是一种有机胶凝材料，它是由多种碳氢化合物及其非金属衍
2.4 水泥
一、水泥的定义 水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在
空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材 的材料 。
二、水泥的分类
•按化学成分划分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等系 列。
•硅酸盐水泥按掺混合材料的种类及数量不同，又分为硅酸盐水泥 、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤 灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。
常用的建筑塑料有：
聚氯乙烯塑料（PVC）、聚乙烯（PE）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）、酚醛树酯、不饱和聚脂树酯（UP）、环氧树酯（EP）等 。
三、建筑装饰材料
建筑装饰材料是指用于建筑物表面（如墙面、柱面、地面及顶 棚等）起装饰效果的材料。
建筑陶瓷 建筑玻璃
四、建筑涂料
建筑涂料是指涂敷于建筑物表面能干结成膜，具有防护、装饰、 防腐、防火或其他特殊功能的物质。
第2章 土木工程材料
2.1 概述 2.2 砖、瓦、砂、石、灰 2.3 钢材 2.4 水泥 2.5 木材 2.6 混凝土 2.7 砂浆 2.8 其他材料
二、建筑材料的分类
三、土木工程材料的产品标准
1
2
3
4
国家标准 行业标准 地方标准 企业标准
2.2 砖、瓦、砂、石、灰
一、砖
标准砖
多孔砖
空心砖
1-粗骨料；2-细骨料；3-水泥浆体
2.7 砂浆
砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成， 其在土木工程中起黏结、铺垫、传递荷载的作用。 砌筑砂浆主要用于各类砌体结构的砌筑，以水泥砂浆或水泥石灰砂 浆为主。
2.8 其他材料
一、沥青及沥青防水卷材 沥青是一种有机胶凝材料，它是由多种碳氢化合物及其非金属衍
2024年《土木工程新材料》PPT课件
2024/2/29
02
纤维增强复合材料用于 桥梁加固、建筑结构、 抗震设计等。
03
04
智能材料用于结构健康 监测、自适应建筑、智 能交通等。
25
其他应用：绿色建筑、 节能减排、地下工程等 。
新材料对未来土木工程的影响与变革
01
02
03
04
提高工程质量和耐久性，降低 维护成本。
推动土木工程向轻量化、高强 度方向发展。
土木工程新材料概述
2024/2/29
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新材料的定义与分类
要点一
定义
新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材 料和有特殊性质的功能材料。
2024/2/29
要点二
分类
按照材料的性质，可分为结构材料和功能材料两大类。结 构材料主要利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、 高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要 求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等 效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏 材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料 等。
纳米材料具有极高的比表面积，使其具有优异的吸附和催化性 能。
当材料尺寸减小到纳米级别时，电子的波动性质变得显著，导 致材料的电学、光学和磁学性能发生变化。
纳米材料具有高强度、高硬度和良好的韧性，可用于提高土木 工程结构的力学性能。
20
纳米材料的制备技术
物理法
通过蒸发、冷凝、球磨等方法制 备纳米材料，如真空蒸发法、激
4
土木工程新材料的发展历程
古代土木工程材料
天然石材、木材、粘土等。
近代土木工程材料
钢铁、水泥、混凝土等。
02
纤维增强复合材料用于 桥梁加固、建筑结构、 抗震设计等。
03
04
智能材料用于结构健康 监测、自适应建筑、智 能交通等。
25
其他应用：绿色建筑、 节能减排、地下工程等 。
新材料对未来土木工程的影响与变革
01
02
03
04
提高工程质量和耐久性，降低 维护成本。
推动土木工程向轻量化、高强 度方向发展。
土木工程新材料概述
2024/2/29
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
新材料的定义与分类
要点一
定义
新材料是指新近发展或正在发展的具有优异性能的结构材 料和有特殊性质的功能材料。
2024/2/29
要点二
分类
按照材料的性质，可分为结构材料和功能材料两大类。结 构材料主要利用材料的力学和理化性能，以满足高强度、 高刚度、高硬度、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能要 求；功能材料主要是利用材料具有的电、磁、声、光热等 效应，以实现某种功能，如半导体材料、磁性材料、光敏 材料、热敏材料、隐身材料和制造原子弹、氢弹的核材料 等。
纳米材料具有极高的比表面积，使其具有优异的吸附和催化性 能。
当材料尺寸减小到纳米级别时，电子的波动性质变得显著，导 致材料的电学、光学和磁学性能发生变化。
纳米材料具有高强度、高硬度和良好的韧性，可用于提高土木 工程结构的力学性能。
20
纳米材料的制备技术
物理法
通过蒸发、冷凝、球磨等方法制 备纳米材料，如真空蒸发法、激
4
土木工程新材料的发展历程
古代土木工程材料
天然石材、木材、粘土等。
近代土木工程材料
钢铁、水泥、混凝土等。
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•
•土木工程材料
•
第6章 沥青及沥青混合
料
• 3) 地沥青质地沥青质为深褐色至黑色固态无
定形的超细颗粒固体粉末，分子量比树脂更大。地
沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组
分。沥青中地沥青质含量在10％一30％。其含量愈
多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。
• 此外，石油沥青中还含2％一3％的沥青碳和似
，称为粘流态。与此相反，随温度降低又逐渐由粘
流态凝固为固态，甚至变硬变脆，成为玻璃态。建
筑工程要求沥青随温度变化时，其粘滞性及塑性变
化幅度应较小，即宜选用温度稳定性较高的沥青。
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•土木工程材料
•
第6章 沥青及沥青混合
• 石油沥青中地沥青质含料量较多时，其温度敏感性
较小。在工程使用时往往加入滑石粉、石灰石粉等矿
拉断时的伸长度来表示，单位用cm计。延度也是石
油沥青的重要技术指标之一。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
料
（4）温度敏感性
温度敏感性是指石油沥青的粘滞性和塑性随
温度升降而变化的性能。由于沥青是一种高分子非
晶态热塑性物质，故没有一定的熔点。当温度升高
时，沥青由固态或半固态逐渐软化，产生粘性流动
碳物，为无定形的黑色固体粉末，是石油沥青中分
子量最大者。它会降低石油沥青的粘结力。石油沥
青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性
。同时对温度特别敏感(即温度稳定性差)。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
• （2）石油沥青的胶体料结构
• 石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸
附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油
发，将沥青中按化学成分和物理力学性质相近的成
分划分为若干个组，这些组就称为“组丛”或“组
分”。在沥青中各组丛含量的多寡与沥青的技术性
质有着直接的关系。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
料
• 1) 油分：油分为淡黄色至红褐色的油状液体
，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，在石油
沥青中，油分的含量为40％一60％。油分赋予沥青
分中而形成胶体结构。在这个分散体系中，分散相
为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有舒展
的油分。在胶体结构中，从地沥青质到油分是均匀
地逐步递变的，并无明显界面。
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•土木工程材料
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• 2. 石油沥青的技术性质料
第6章 沥青及沥青混合
• （1）防水性 • 石油沥青是憎水性材料，几乎完全不溶于水， 而且本身构造致密，并与矿物材料表面有很好的粘
料
• 塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破
坏，除去外力后，仍能保持变形后的形状的性质。
石油沥青的塑性与其组丛、温度及沥青膜层有关，
当其中树脂含量较多，且其它组丛含量又适当时，
则塑性较好；温度升高，则塑性增大；当膜层增厚
，塑性也增大。在常温下，塑性较好的沥青在产生
裂缝时，也可能由于特有的粘塑性而自行愈合，故
，以规定的速度升温(5℃／min)，即为其软化点，以(℃)计
•
•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
料
• （5）大气稳定性
• 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气
和潮湿等大气因素的长期综合作用下抵抗老化的性
以流动性。
• 2) 树脂：树脂又称脂胶，为黄色至黑褐色半
固体粘稠物质，分子量比油分大，沥青脂胶中绝大
部分属于中性树脂。中性树脂含量增加，石油沥青
的延度和粘结力等性能愈好。另外，树脂中还含有
少量酸性树脂。它改善了石油沥青对矿物材料的浸
润性。在石油沥青中，树脂的含量为15％一30％，
它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。
结力，能紧密粘附于矿物材料表面，同时，它还具
有一定的塑性，能适应材料或构件的变形，所以石
油沥青具有良好的防水性，故广泛用作土木工程的
防潮、防水材料。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
• （2）粘滞性（粘性、料稠度）
石油沥青的粘滞性是反映沥青材料内部阻碍
其相对流动的一种特性，是沥青材料软硬、稀稠程
土木工程材料PPT
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
• 1. 石油沥青的组成与结料构
• （1）石油沥青的组分 • 石油沥青是由多种高分子碳氢化合物及其非金 属(主要为氧、硫、氮等)衍生物组成的复杂混合物
。因为沥青的化学组成复杂，对组成进行分析很困
难，且其化学组成也不能反映出沥青性质的差异，
所以一般不作沥青的化学分析。通常从使用角度出
度的反映。粘滞性的大小与其组分及温度有关。当
地沥青质含量较高，同时又有适量树脂，而油分含
量较少时，则粘滞性较大；在一定温度范围内，当
温度升高时，则粘滞性随之降低，反之则增大。
粘滞性应以绝对粘度表示，但因其测定方法
较复杂，故工程中常用相对粘度(条件粘度)来表示
粘滞性，对于粘稠(半固体或固体)的石油沥青用针
入度表示，对液体石油沥青则用标准粘度表示。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
料
❖ 针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力。针
入度值越小，表明粘度越大。粘稠石油沥青的针入
度是在规定温度(25℃)条件下，以规定重量(100g)的
标准针，在规定时间(5s)内贯入试样中的深度表示，
单位以1/10mm计。
物填料，以减小其温度敏感性。沥青中含蜡量较多时
，则会产生温度不太高(60℃左右)时就发生流淌，在
温度较低时又易变硬开裂。
• 温度敏感性以软化点指标表示。软化点是人为规
定的沥青从固态转变到粘流态时的温度。沥青软化点
一般采用环球法测定。它是把沥青试样装入规定尺寸
的铜环内，试样上放置一标准钢球，浸入水或甘油中
塑性也反映了沥青开裂后的自愈能力。沥青的塑性
对冲击振动荷载有—定吸收能力，并能减少摩擦时
的噪声，故沥青是一种优良的道路路面材料。
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•土木工程材料
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第6章 沥青及沥青混合
料
• 石油沥青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性
愈好。延度测定是把沥青制成“8”字形标准试件，置
于延度仪内25℃水中，以5cm／min的速度拉伸，用
❖标准粘度是将一定量的液体沥青，在某温度下经
一定直径的小孔流出50cm3所需的时间，以秒表示。
常用符号“ ”表示粘滞度，其中d为小孔直径
(mm)，t为试样温度，T为流出50cm3沥青的时间。d
有10、5、3(mm)三种，t通常为20、25、30或60℃
。
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•土木工程材料
• （3） 塑性
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第6章 沥青及沥青混合