土木工程材料 讲义
《土木工程材料教案》课件
《土木工程材料教案》PPT课件第一章：土木工程材料概述1.1 课程介绍了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
1.2 教学内容土木工程材料的定义和分类土木工程材料的性质土木工程材料的选择原则1.3 教学方法讲授法：介绍土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
互动法：讨论土木工程材料的选择原则及实际应用案例。
1.4 教学目标了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
第二章：土木工程材料的性质2.1 课程介绍学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质。
2.2 教学内容土木工程材料的力学性质：强度、弹性、塑性、韧性等土木工程材料的耐久性质：抗渗性、抗碳化性、抗侵蚀性等土木工程材料的工程性质：密度、吸水率、导热性等2.3 教学方法实验法：通过实验了解土木工程材料的性质讲授法：讲解土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质2.4 教学目标学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质能够理解并应用这些性质来选择合适的土木工程材料第三章：土木工程材料的选择原则3.1 课程介绍学习如何选择合适的土木工程材料，并了解选择原则的重要性。
3.2 教学内容选择原则的定义和重要性选择原则的具体内容：适用性、可靠性、经济性、环境友好性等3.3 教学方法讲授法：讲解选择原则的定义和重要性案例分析法：分析实际案例，理解选择原则的具体应用3.4 教学目标了解选择原则的定义和重要性学习选择原则的具体内容，并能够应用到实际工程中第四章：土木工程材料的测试方法4.1 课程介绍学习土木工程材料的常用测试方法，并了解其在实际工程中的应用。
4.2 教学内容常用测试方法的介绍：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等测试方法的实际应用案例4.3 教学方法实验法：进行土木工程材料的测试实验讲授法：讲解常用测试方法的基本原理和操作步骤4.4 教学目标学习常用测试方法的基本原理和操作步骤能够理解并应用这些测试方法来评估土木工程材料的性能第五章：土木工程材料的应用案例5.1 课程介绍通过实际案例来学习土木工程材料的选择和应用。
土木工程材料讲解
特点：①可塑性较好； ②硬化速度慢、强度低；
③保水性好，耐水性差； ④硬化时体积收缩大。 用途：配制石灰砂浆或混合砂浆，作为砌筑材料。
二、石膏
概念：石膏的主要成分是硫酸钙。
特点：建筑石膏中含有许多自由水蒸发后留下的孔隙，故其表面密度小
、绝热性好、吸声性强，但这也使其具有强度较低、吸水率较大、抗渗性和 抗冻性差等缺点。
一、石灰
石灰：主要成分为碳酸钙的石灰石在适当温度下煅烧，所得以氧化钙
为主要成分的材料即石灰。 生石灰的“熟化”：土木工程中使用石灰时，通常将生石灰加水，使其 消解成消石灰，这个过程称为生石灰的“消化”（又称“熟化”）。生石 灰加水后生成消石灰细粒并放出大量热量，且熟化后体积可增大1～2.5倍 。
用途：建筑石膏除可用作室内抹灰、粉刷、水泥原料中的缓凝剂和激发
剂外，更多则是用于制造各种石膏制品，如各类石膏板和石膏砌体等。
石膏板
石膏板是以建筑石膏为主要原料经制浆、浇筑、凝固、烘干等工 序制成的一种轻质板材。 纸面石膏板：纸面石膏板是在建筑石膏中掺入纤维材料和外加剂构 成芯材，两面用纸作护面而成的一种轻质板材。 空心石膏条板：以建筑石膏为主要原料加入适量纤维材料，经拌和 成料浆、浇注成型、抽芯、干燥等工艺制成的轻质板材。 装饰石膏板：在建筑石膏中掺入适量纤维增强材料等，与水搅拌成 均匀的浆体，经浇筑、干燥而成的装饰板材。在浇筑时采用不同 的模具，可以获得不同花纹图案的正方形板材。
普通硅酸盐水泥：
由硅酸盐水泥熟料、6%～20%混合材料、适量石膏磨细而制成的水 硬性胶凝材料。其矿物组成成分和基本性能与硅酸盐水泥接近，是土 木工程中应用最广泛的水泥品种。 其它品种水泥： 有特殊需要的水泥，如道路硅酸盐水泥、中低热水泥、快硬硅酸 盐水泥、白色硅酸盐水泥与彩色硅酸盐水泥等。
土木工程材料课件(精华版)
三、材料与水有关的性质
（2） 抗渗等级
材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材 料标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母 P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等 级。如P4、P6、P8、P10…等，表示试件能承受逐步增 高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而 不渗透。
1.1 为后续课程的学习提供必要的知识 1.2 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建筑材料打下
基础 2.任务 2.1 了解材料在建筑物上所起的作用和要求 2.2 了解常用材料的生产、成分和构造 2.3 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 2.4 掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格
国际标准协会
3.2 重视学好试验 学习常用建筑材料的检验方法——合格性判断
和验收 对实验数据、试验结果进行分析判别 培养从事科学研究的能力
2024/3/11 22
一、材料与质量有关的性质
材料的体积构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状
态，因而表现出不同的体积。
材料内部固体物质体积（V）
二.建筑材料的发展： 随生产力发展而发展
原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土 石器、铁器时代——
金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马圆形剧场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆
18世纪中叶——钢材、水泥 (J.Aspdin,1824） 19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；
（4）材料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等， 分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻 融循环。
《土木工程概论》课件-第3讲-土木工程材料
智能化与多功能化
发展具有自感知、自适应、 自修复等功能的智能材料， 以及具备多重功能的复合 材料。
可持续发展
推动绿色建筑材料的发展， 降低能耗和排放，实现土 木工程材料的可持续发展。
总结
05
本讲重点回顾
土木工程材料的分类与特性
详细介绍了不同类型的土木工程材料， 如混凝土、钢材、木材等，以及它们 在工程中的特性和应用。
土木工程材料的选用
03
原则
适用性原则
01
适用性原则是指选用的土木工程材料应满足工程要求，包括材 料的物理、化学和力学性能等。
02
在选择材料时，需要考虑其是否能够满足设计要求，如强度、
耐久性、稳定性等。
还需要考虑施工环境和使用条件，如温度、湿度、压力、耐磨、
03
耐腐蚀等。
经济性原则
经济性原则是指在满足工程要 求的前提下，选用价格适宜、 资源丰富的材料。
应控制等。
土木工程材料的特性
01
力学性能
土木工程材料应具备足够的抗压、抗拉、抗剪、抗弯等强度，以满足结
构设计要求。
02 03
耐久性
土木工程材料的耐久性是指其在使用过程中能够抵抗各种自然因素（如 风、雨、温度变化等）和环境因素（如化学腐蚀）的能力，以保证结构 的长期安全性和稳定性。
经济性
土木工程材料的选择应考虑其生产成本、运输成本和使用成本等因素， 以确保工程的经济效益。
土木工程材料的选择与使用
讲解了如何根据工程需求选择合适的 土木工程材料，以及在施工过程中如 何正确使用这些材料。
土木工程材料的性能检测
介绍了土木工程材料的各种性能指标 和检测方法，如抗压强度、抗拉强度、 弹性模量等。
土木工程概论课件2土木工程材
木材常用于房屋建筑、家具制造 等方面，具有自然美感和舒适性
。
木材的缺点是易受潮、易腐朽和 易燃，需要采取防水、防腐、防
火等保护措施。
砌体材料
砌体材料主要包括砖、石材等， 具有抗压强度高、耐久性好等优
点。
砌体材料可以建造各种类型的建 筑和结构物，如砖混结构房屋、
石拱桥等。
砌体材料的缺点是自重大、施工 效率低等，且对环境有一定的影
土木工程概论课件2-土 木工程材料
目录
Contents
• 土木工程材料概述 • 传统土木工程材料 • 新型土木工程材料 • 材料的选择与应用 • 土木工程材料的试验与检测
01 土木工程材料概述
定义与分类
定义
土木工程材料是指用于土木工程建设 的各种材料，包括天然材料和人造材 料。
分类
根据用途可分为结构材料、功能材料 和装饰材料等；根据材质可分为金属 、非金属和复合材料等。
混凝土的缺点包括自重大、抗拉强度低、易开裂等，需要与其他材料配合使用。
钢材
钢材是一种高强度、高韧性的 土木工程材料，具有优良的抗 拉、抗压和抗剪切性能。
钢材可以加工成各种形状和规 格，广泛应用于桥梁、高层建 筑、工业厂房等建筑结构中。
钢材的缺点是易锈蚀，需要采 取防锈措施。
木材
木材是一种可再生、环保的土木 工程材料，具有较好的抗压、抗
响。
03 新型土木工程材料
高性能混凝土
总结词
具有高强度、高耐久性和高工作性能的混凝土
详细描述
高性能混凝土是一种新型的土木工程材料，它通过采用优质原材料、先进的制备 技术和严格的施工控制，实现了高强度、高耐久性和高工作性能。这种混凝土具 有优良的力学性能、耐久性和稳定性，能够满足现代土木工程的需求。
《土木工程材料》教案讲义01 绪论.doc
建筑工程学院教案教案编号：TM-OI注：①每课题（指一个教学内容（单元）或一次课（2课时）、一次实验）拟写木教案一份;%1“课堂类型”填写：新授课、发习课、练习课、实验课、考试、综合课等；%1“教学方法与手段”指采用讲授、讨论、读书指导、练习等方法，以及使用多媒体课件、实物、教具、实验器材等。
绪论土木工程材料〈有机材料复合材料一、土木工程材料及其分类广义上的土木工程材料是人类建造建筑物时所用一切材料和制品的总称，种类极为繁 多。
1 .按主要组成成分分类令屈材料T 黑色金属一钢、铁、不锈钢等 尸' L 有色金属——铅、铜等及其合金无机材料＜「天然石材——砂、石及石材制品等（J 烧土制品及熔融制品——砖、瓦、玻璃等非金属材料］ 胶凝材料——石灰、石膏、水泥、水玻璃等I 混凝土及硅酸盐制品一混凝土、砂浆及硅酸盐制品植物材料——木材、竹材等沥青材料一石油沥青、煤沥青、沥青制品等高分子材料——塑料、涂料、胶彝剂、合成橡胶、合成树脂等无机非金属材料与有机材料复合——玻璃纤维增强期料、聚合物水泥混凝土、 沥青混合料等金属材料与无机非金属材料复合——钢筋混凝土、钢纤维混凝上、夹丝玻璃 等 金属材料与有机材料复合——如轻质金属夹芯板 图0. 1 土木工程材料的分类2. 按使用功能分类根据土木工程材料在建筑物中的部位或使用性能，大体可分为建筑结构材料、堵体材料、 建筑功能材料三大类。
3.按材料来源分类根据材料来源，可分为天然材料与人造材料。
而人造材料又可按冶金、窑业（水泥、玻 璃、陶瓷等）、石汕化工等材料制造部门来分类。
一般把各种分类方法经适当组合后对材料种类进行划分。
如装饰砂浆、沥青防水材料等。
二、土木工程材料在土建工程中的地位土木工程材料在土木建筑工程中有着举足轻重的地位。
首先，土木工程材料是一切土木工程的物质基础。
第二，土木工程材料与建筑、结构和施工之间存在着相互依存、相互促进的密切关系。
第三，建筑物和构筑物的功能和使用寿命在很大程度上由土木工程材料的性能决定。
土木工程概论讲义 (10)
2.1土木工程材料概述什么是土木工程材料？通常意义上讲，是指建筑、道路、桥梁、大坝、港口、码头、隧道等等工程建设中所涉及到的各类材料；直白点讲，就是土木工程中所使用的各种材料。
可以讲，土木工程材料是所有建设工程的物质基础。
土木工程材料的质量和正确选用直接影响到土木工程产品的质量、使用功能和运营安全等。
同时，土木工程材料的创新推动着工程建设的结构形式和施工工艺向前发展。
这一点，大家可以从一个我们比较熟知的事例可以看出，就是我们国家桥梁建设的发展，1500年前由石材砌筑而成的37米跨度的赵州桥，发展到如今，建设成单跨上千米甚至两千米的钢与混凝土斜拉桥、悬索桥，随处可见。
未来随着材料的发展，技术的革新，桥梁的跨度还会不断打破新的世界纪录。
不熟悉土木工程材料“来龙去脉”的结构师，就不可能成为一位称职的设计师。
所以，作为未来的土木工程师，各位需要能够熟练运用“土木工程材料”的知识，结合设计要求，合理选择和应用各类工程材料，来进行各种施工建造。
那么，这就需要我们掌握各种常用工程材料的物理性质、化学性质以及力学性质等等，不过，这些我们会在二年级时开设《土木工程材料》相关课程专门讲解，此处我们所讲的，是让大家对工程材料有一个宏观的、概括性的认识。
目前，常用的工程材料有：石材、木材、砖、瓦、砌块，胶凝材料、砂浆，沥青、沥青拌合料，钢材和钢筋混凝土以及一些辅助材料和新型材料。
这些材料我们会在后面逐个讲到，首先我们先看一下它们的基本分类。
按材料组成分类，可以将工程材料分成非金属材料和金属材料两类，非金属材料又可以分成无机材料和有机材料两类，我们可以看一下，像砂、石、砖、瓦、石灰、水泥、砂浆、混凝土、无机纤维（比如玻璃纤维）这些材料的主要成分都是无机材料，比如说石灰，它的主要成分就是氧化钙和氢氧化钙，需要注意的是，此处的混凝土指的是狭义上的混凝土，通常讲，就是水泥、砂石料和水按一定比例拌制而成。
当然，无机材料内不排除含有一定量的有机杂质或为改善某些材料性能人为添加少量有机物，但总体上讲，它们的主要成分还是无机的。
土木工程材料的基本性质培训课件(共70张PPT)
质量吸水率
培训专用
图1.1 硅氧四面体示意图
SiO4四面体可以形成链状结构， 如石棉。其纤维与纤维之间的 键合力要比链状结构方向上的 共价键弱得多。所以容易分散 成纤维状。
培训专用
粘土、云母、滑石等那么是由SiO4 四面体单元互相连结成片状结构， 许多片状结构再迭合成层状结构。 层与层之间是由范德华力结合的， 故其键合力弱，此种结构容易剥 成薄片。
混凝土配合比中，砂、石用量计算时往往 需要知道的是砂、石的近似密度。
培训专用
〔2〕表观密度〔apparent density〕 表观密度是指材料在自然状态下，单位体
积的质量，按下式计算：
式中:ρ0- 表观密度
m-枯燥材料的质量 v0-材料自然状态下的体积
培训专用
材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。当材料孔隙 内有水分时，其重量和体积均将有所变化，故测定 表观密度时，须注明其含水情况。一般是指材料在 气干状态〔长期在空凝土可认为是集料颗粒〔集料相〕分散在水泥 浆基体〔基相〕中所组成的两相复合材料。
培训专用
1.1.2材料的结构 －材料的结构是决定材料性质的极其重要因素。
－分为：宏观结构、细观结构和微观结构。
〔1〕宏观结构(macrostructure)
－土木工程材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大 组织。其尺寸在10-3m级以上。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相 填充的致密程度。
空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算 含砂率的依据。
空隙率
培训专用
1.2.4材料的亲水性和憎水性(hydrophilic and hydrophobic nature)
材料与水接触，首先遇到的问题就是材料是否能被 水润湿。润湿是水被材料外表吸附的过程。它和 材料本身的性质有关。
土木工程材料讲义
土木工程材料讲义一、引言二、水泥水泥是土木工程中常用的建筑材料。
它是通过石灰石和粘土经过石灰窑煅烧而得到的粉末状物质。
水泥具有良好的硬化性能和耐久性能，可以用于制作混凝土、砂浆和砌体等。
常见的水泥有硅酸盐水泥、硫酸盐水泥和铝酸盐水泥等。
三、钢筋钢筋是土木工程中常用的钢材，它具有高强度、高韧性和良好的可塑性。
钢筋的主要作用是增加混凝土的抗拉强度，使混凝土构件具有更好的承载能力。
钢筋的种类有很多，常见的有普通钢筋、螺纹钢筋和带肋钢筋等。
四、砂石砂石是土木工程中常用的骨料材料，它是指粒径小于5mm的颗粒状物质。
砂石可以用于制作混凝土、沥青路面和砌体等。
砂石的种类有很多，常见的有河砂、山砂和人造砂等。
砂石的性质包括粒度、坚实度和吸水性等。
五、混凝土混凝土是土木工程中最常用的构造材料之一、它由水泥、砂石和水按一定比例混合而成。
混凝土具有良好的抗压性能、耐久性能和可塑性，可以用于制作各种混凝土构件，如梁、柱和板等。
混凝土的性能主要包括强度、抗渗性和收缩性等。
六、常见问题在土木工程中，常常会遇到一些与材料相关的问题。
例如，混凝土表面的龟裂、钢筋的腐蚀、砂石的含水率过高等。
这些问题都会影响到土木工程的质量和寿命。
因此，在施工中需要注意选择合适的材料，并采取相应的措施预防和解决问题。
七、结语土木工程材料是土木工程建设不可缺少的组成部分，它们直接关系到土木工程的质量和寿命。
在选择和使用土木工程材料时，需要考虑其性能特点和应用要求，并注意预防和解决常见问题。
只有合理选择和使用材料，才能保证土木工程的安全和可靠。
以上是关于土木工程材料的讲义，主要介绍了水泥、钢筋、砂石和混凝土等常用材料的性能特点、应用范围以及常见问题。
希望对土木工程材料的学习和应用有所帮助。
土木工程概论第2章-土木工程材料课件
煅烧，碳酸钙分解成为生石灰。 碳酸钙在土木工程中的用途有：
1）制作石灰乳涂料 2）配制砂浆 3）拌制石灰土和三合土 4）生产硅酸盐制品
石膏板 石灰
第二章 土木工程材料
2.2.2 钢材
土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，广泛应用各种结构工程中。 钢材均匀致密、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，有一定的塑性 和很好的韧性。 建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。
木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水量、 热胀冷缩、密度、强度。其中，抗拉、抗压、抗剪强 度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差 别。
影响木材强度的主要因素为含水量（一般含水量 高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载 作用时间（持续荷载时间长，强度下降）及木材的缺 陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。
如 GRC(Glass Reinforced Concrete) 网 架 屋 面 板 、 FRC(Fiber Reinforced Concrete)壁板、泡沫塑料壁板、玻璃幕墙等。 （2）功能材料
如钢化玻璃、中空玻璃、变色玻璃及泡沫聚氯酯保温板、泰柏板 等。 （3）装饰材料
第二章 土木工程材料
2.新型路桥材料
（1）水泥混凝土材料 显著发展有：1）碾压混凝土；2）混凝土嵌挤块；3）轻 混凝土；4）高强度混凝土；5）纤维增强混凝土；6）聚合物 浸渍混凝土
（2）沥青混凝土材料 改性沥青的研究方向主要有以下几方面： １）寻找更适合炼制道路沥青的油源 ２）制定更适用的道路沥青标准 ３）改性沥青的研制，主要是开发多种改性剂 ４）其他沥青外掺剂的研究，包括再生剂、抗剥离剂、抗 冻剂及沥青混合料增强纤维 ５）研制泡沫沥青
土木工程材料讲课文档
第十页，共32页。
第二节 建筑材料的基本物理参数
一、材料的密度、表观密度、堆密度：
密度：指材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。
堆密度：材料在堆积状态下单位体积的质量。
材料的体积组成示意图：
m V
0
m V0
第十一页，共32页。
0,
m V0,
材料的体积组成
土木工程材料
第一页，共32页。
土木工程材料的主要种类
• 气硬性胶凝材料
• 水泥 • 混凝土 • 砂浆
• 钢材
• 木材 • 烧结砖
• 沥青材料
• 建筑塑料
• 石材
• 建筑陶瓷
• 玻璃
• 绝热材料
• 吸声材料 • 防水材料
第二页，共32页。
第一章 序言
本章提要 本章主要介绍了土木工程材料的定义 分类等基本概念，及材料的基本物理、
新型建筑材料
新型建筑材料的类型
• 墙体板材 • 墙体块材 • 屋面和楼板构件 • 混凝土外加剂 • 建筑防水材料 • 建筑密封材料
• 绝热、吸声材料
• 墙面装饰材料
• 顶棚装饰材料 • 地面装饰材料
• 卫生洁具
• 门窗玻璃及配件
• 给排水管道、工业管道 及配件
• 胶粘剂 • 灯饰和灯具（采光、照
明器材和电工器材）
• 材料的孔隙：微孔、细孔、大孔；
孤立孔、连通孔；
开口孔（VK）、闭口孔（ VB）
开口而贯通的孔隙容易吸收水分。
• 体积组成：
密实材料 多孔材料
散状材料
V 不变
V0=V＋V孔 随含水率变化
V0，= V0+ V空 = V0+ V孔+ V空 随含水率和堆积紧密程度变化
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
完整word版土木工程材料讲义
《土木工程材料》教案（顶峰， 2008.8.）课程说明本课程合用于高等院校工科土建类专业，属专业基础课。
要求先修课程：一般化学、一般物理、资料力学；后续课程：工程资料学、胶凝资料学、无机非金属资料学、钢筋混凝土学等。
注册建筑师、结构工程师资格考试中部分内容波及本课程。
教课安排课时： 16 周× 2 学时 /周 +期末测试。
2008.9.9.~12.30.，考察课， 2 学分。
上课时间地址：周二3、4 节，北楼 418。
实验时间地址：周五1、2 节，工程试验馆。
教材：《土木匠程资料》，吴科如、张雄主编，同济大学第一版社，2003 年 6 月第 1 版。
参照书目：1.《新编建筑工程资料》，李铭臻主编，中国建材工业第一版社 98.1.版。
TU5/ZL411-22.《建筑资料学》，徐家宝主编，华南理工大学第一版社 95.4.版。
TU5/ZX572a课时安排：第1 讲：绪论，建筑资料的基天性质第2 讲：建筑资料的基天性质（续），建筑钢材第3 讲：木材，石材第4 讲：气硬性无机胶凝资料第5 讲：水泥第6 讲：混凝土第7 讲：混凝土（续 1）第8 讲：混凝土（续 2）第9 讲：建筑沙浆第10 讲：建筑塑料第11 讲：建筑塑料（续）第12 讲：墙体资料和屋面资料第13 讲：防水资料第14 讲：绝热资料和吸声隔声资料第15 讲：建筑装饰资料第16 讲：复习=========== 第 1 讲==========绪论一．教课目标对建筑资料的基本知识（品种、材性、应用）有一般认识，能合理选择、使用常用的建筑资料，知足实质应用要求。
说明1．针对某一详细应用，能合理选择所需建筑资料。
2．针对某一详细建筑资料，能合理使用，知足实质需要。
二．建筑资料的分类1．按构成：无机资料、有机资料、复合资料。
2．按性能：结构资料（钢筋混凝土、钢材）、功能资料（装饰、防水、绝热、隔声）。
3．按使用部位：承重资料、屋面资料、墙体资料、地面资料。
土木工程材料 讲义
第一章土木工程材料讲义单位：陇东学院土木工程系班级：09专升本、07土木本教师:李平土木工程材料概述计划学时:1学时一、建筑材料的定义和分类1.定义：建筑材料是指各类建筑工程中应用的各种材料及其制品。
它是一切工程建设的物质基础.2.分类：❖按使用性能：建筑材料可分为1) 结构承重材料；2）墙体维护材料；3）建筑功能材料❖按成分划分：无机材料(金属材料、非金属材料）有机材料（植物材料、沥青材料、高分子材料）复合材料（非金属+非金属、非金属+有机材料、非金属+金属材料、金属材料+有机材料)二、建筑材料在建筑工程中的地位1、建筑材料是各项基本建设的重要物质基础. 。
2、建材品种、质量及规格，直接影响工程的坚固、耐久、适用、美观和经济性，并在一定程度上影响工程结构形式与施工方法。
3、建筑工程许多技术问题的突破，往往依赖于建材问题的解决。
4、新材料的出现，又将促进结构设计及施工技术的革新。
三、建筑材料的发展趋势1、在原材料上，利用再生资源、工农业废渣、废料，保护土地资源。
2、在工艺上,引进新技术，改造淘汰旧设备,降低原材料与能耗，减少环境污染，维护社会可持续发展.3、在性能上,力求产品轻质、高强、耐久、美观，并高性能化和多功能化。
4、在形式上，发展预制装配技术，提高构件尺寸和单元化水平。
5、在研究方向上,研究和开发化学建材和复合材料,促进新型建材的发展.第一章建筑材料的基本性质教学重点和难点：1.材料的各项基本力学性质、物理性质、热工性质、耐久性等材料性质的意义。
2。
各材料性质之间的相互关系及其在工程实际中的运用。
计划学时：3学时§1-1 材料的物理性质一、密度与表观密度密度;表观密度—材料在绝对密实状态下的体积，是指不包括孔隙体积在内的固体所占有的实体积。
-材料在自然状态下的体积，或称表观体积，是指包括内部孔隙的体积。
测得含孔材料的时，一般用磨细的方法来求得。
表观密度,一般是指材料在气干状态下的，在烘干状态下的,称为干表观密度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章土木工程材料讲义单位：陇东学院土木工程系班级：09专升本、07土木本教师：李平土木工程材料概述计划学时：1学时一、建筑材料的定义和分类1.定义：建筑材料是指各类建筑工程中应用的各种材料及其制品。
它是一切工程建设的物质基础。
2.分类：按使用性能：建筑材料可分为 1) 结构承重材料； 2）墙体维护材料； 3）建筑功能材料按成分划分：无机材料（金属材料、非金属材料）有机材料（植物材料、沥青材料、高分子材料） 复合材料（非金属+非金属、非金属+有机材料、 非金属+金属材料、金属材料+有机材料） 二、建筑材料在建筑工程中的地位1、建筑材料是各项基本建设的重要物质基础。
。
2、建材品种、质量及规格，直接影响工程的坚固、耐久、适用、美观和经济性，并在一定程度上影响工程结构形式与施工方法。
3、建筑工程许多技术问题的突破，往往依赖于建材问题的解决。
4、新材料的出现，又将促进结构设计及施工技术的革新。
三、建筑材料的发展趋势1、在原材料上，利用再生资源、工农业废渣、废料，保护土地资源。
2、在工艺上，引进新技术，改造淘汰旧设备，降低原材料与能耗，减少环境污染，维护社会可持续发展。
3、在性能上，力求产品轻质、高强、耐久、美观，并高性能化和多功能化。
4、在形式上，发展预制装配技术，提高构件尺寸和单元化水平。
5、在研究方向上，研究和开发化学建材和复合材料，促进新型建材的发展。
第一章 建筑材料的基本性质教学重点和难点：1.材料的各项基本力学性质、物理性质、热工性质、耐久性等材料性质的意义。
2.各材料性质之间的相互关系及其在工程实际中的运用。
计划学时：3学时§1-1 材料的物理性质一、密度与表观密度 密度V m =ρ； 表观密度00V m =ρV —材料在绝对密实状态下的体积，是指不包括孔隙体积在内的固体所占有的实体积。
0V —材料在自然状态下的体积，或称表观体积，是指包括内部孔隙的体积。
测得含孔材料的V 时，一般用磨细的方法来求得。
表观密度0ρ，一般是指材料在气干状态下的0ρ，在烘干状态下的0ρ，称为干表观密度。
二、密实度与孔隙率密实度是指材料体积内被固体物质所填充的程度；孔隙率是指材料体积内，孔隙体积所占的比例。
D 和P 从两个不同侧面来反映材料的密实程度，两者关系为1=+D P 。
D 和P 通常用百分数表示。
3、堆积密度、填充率和空隙率堆积密度是指粉状、粒状和纤维材料在堆积状态下（包括了颗粒内部的孔隙和颗粒之间的空隙），单位体积所具有的质量：'='00V m ρ'0ρ的大小，不仅取决于材料的0ρ，而且还与材料的疏密度有关，还受材料含水程度的影响。
填充率D '是指散粒材料在堆积体积中，被颗粒填充的程度。
空隙率ρ'是颗粒之间的空隙所占堆积体积的比例。
即 0000ρρ'='='V V D ；000001ρρ'-='-'='V V V P P '和D '从两个侧面反映材料颗粒互相填充的疏密程度。
§1-2 材料的力学性质一、变形性质弹性变形：外力除去后可完全消失的变形。
塑性变形：外力除去后不能消失的变形。
脆性材料：材料在破坏前有明显的塑性变形者。
塑性材料：材料在破坏前无明显的塑性变形者。
弹性模量：徐变与松弛：在长期不变外力作用下，变形逐渐增大的现象叫徐变；在长期荷载作用下，如总变形不变，而引起应力逐渐降低的现象，成为应力松弛。
二、材料的强度理论强度：按材料结构质点引力计算的强度，一般都很高。
实际强度：按材料在荷载下实际具有的强度。
一般远远低于理论强度，原因是材料内部都存在很多缺陷。
通常意义上的强度是指材料的实际强度，常用强度有：压、拉、弯、剪强度。
三、其他性质脆性：外力下，直到断裂前都不出现明显塑性变形性质。
韧性：在冲击、振动荷载下，材料能承受很大变形而不致破坏的性质。
疲劳极限：交替荷载作用下，应力也随时间作交替变化，这种应力超过某一限度而长期反复会造成材料的破坏，这个限度叫做疲劳极限。
硬度：受外界物质的摩擦作用而减小质量和体积的现象。
磨损：同时受摩擦和冲击两种作用，而减小质量和体积的现§1-3 材料与水有关的性质1、亲水性与憎水性材料很快将水吸入内部或使水在材料表面散开来，这种与水的亲和性称为亲水性。
材料不吸水或使水呈珠状存在于材料表面，这种不易被润湿的性质成为憎水性。
2、吸水性与吸湿性材料在水中能吸收水分的性质称为吸水性，用吸水率表示； 质量吸水率表达式 体积吸水率表达式材料在空气中,能自发地吸收空气中的水分的性质称为吸湿性,用含水率表示材料在气干状态下的含水率,称为平衡含水率,在饱和面干状态状下的含水率即为吸水率。
3、耐水性是指材料长期处于水的作用下不破坏，其强度也不严重降低的性质，用软化系数表示： 一般认为，85.0>R K 的材料是耐水性的，要求长期受水浸泡或潮湿环境中的重要建筑物85.0>R K ，次要建筑物70.0>R K 。
4、抗渗性与抗冻性 抗渗性是指材料抵抗压力水渗透的性质，表示方法有二：一是渗透系数k ；二是抗渗标号。
抗渗性主要与材料的孔隙率和孔隙特征有关。
抗冻性是指材料在水饱和状态下，抵抗多次冻融循环而不破坏，同时强度也不严重降低的性质。
表示方法也有二： 一是抗冻标号3005025......DD D 、。
二是冻融15次失重率是否满足要求。
测试抗冻标号有慢冻、快冻两种方法。
材料受冻条件：温度、湿度、孔隙。
材料孔隙越大，水饱和程度越高，降温愈快，温度愈低，愈容易冻坏。
三、 材料的热工性能材料传导热量的性能称为导热性。
其大小用导热系数表示：比热表示1g 材料温度升高（或降低）1K 时所吸收（或放出）的热量。
比热与材料质量之积称为材料的热容量。
它表示整个材料温度升高1K 所吸收或降低1K 所放出的热量。
热容量大的材料便于调节室温，缓和室内温度波动。
四、材料的耐久性是指材料在使用过程中，能长期抵抗各种环境因素而不破坏，且能保持原有性质的性能,它是一个综合指标。
提高耐久性措施：一是提高材料本身的密实性；二是在材料表面覆盖。
五、 材料的其他性质 1、装饰性能选用装饰材料要考虑颜色、光泽、透明度、表面组织、形状尺寸、成本造价以及多功能性。
2、防火性能按燃烧性能可将材料分为燃烧材料、难燃材料和非燃烧材料。
3、放射性材料中放射性元素放出的射线，会对人的健康产生影响，这种性能称为材料的放射性。
第二章 气硬性胶凝材料教学重点和难点：1.如何防止过火石灰、欠火石灰的生成。
2.石灰的硬化机理、性质、使用要点 计划学时：2学时 基本概念：胶凝材料是指经过自身的物理化学作用后，能够由浆体变成固体的物质。
使用的目的主要是胶结散粒材料和块体材料。
气硬性胶凝材料：只能在空气中硬化。
水硬性胶凝材料：不仅在空气中，而且在水中也能硬化。
§ 2-1 石 灰（1）生产： 注意欠火石灰与过火石灰形成及危害。
（2）熟化： 注意“陈伏”作用。
根据“有效钙+镁”含量，生石灰及消石灰粉分为钙质和镁质两种石灰，每种石灰又分为一、二、三3个等级。
（3）硬化 OH n CaCO O nH CO OH Ca 23222)1()(++→++注意：硬化是由碳化和结晶析水两个过程完成的。
而且两个过程都是在空气中进行的。
（4）应用石灰膏配制砌筑和抹面砂浆，石灰乳作粉刷材料，石灰 粉配制三合土做基础垫层。
§ 2-2 建筑石膏（1）生产O H O H CaSO O H CaSO C224170~10724211212+⋅−−−→−⋅注意：加热温度不易高于C 170。
（2）硬化O H CaSO O H O H CaSO 2422422321⋅→+⋅建筑石膏按强度、细度、凝结时间分为优等、一等、合格三个等级。
（3）应用石膏应用于室内装饰、抹灰、粉刷，还常用来制造石膏板和石膏制品。
石膏板是很好的一种装饰、绝热、吸声材料。
2、 水玻璃（1）水玻璃，又名泡化碱，主要成分22nSiO Na ⋅。
（2）影响水玻璃粘性和强度的主要因素一是硅酸盐模数n ， 二是密度。
n 愈大，粘性愈大；密度愈大，粘性愈好。
（3）水玻璃应用：1、加固土壤，提高地基承载能力；2、涂刷材料表面，提高建筑物抗风化能力；3、配制防水剂，用于赌漏；4、配制水玻璃矿渣砂浆，修补砖墙裂缝；5、配制专门用途的砂浆和砼。
第三章 水 泥教学重点和难点：1.常用水泥的特性（主要是体积安定性），性能的影响因素。
2.常用水泥的的选用及其技术要求。
3.硅酸盐水泥强度发展的规律和主要影响因素。
4.活性混合材料和非活性混合材料的概念及其在水泥中的作用如何。
5.高铝水泥、膨胀水泥的主要应用。
计划学时：2学时§3-1 常用水泥1、基本概念 水泥呈粉末状，是一种水硬性胶凝材料，可以制造各种砼结构与构件，用来做灌浆材料，以加固地基与基础。
2、硅酸盐水泥 （1）定义代号P 。
P 又分两种，不掺混合材的称P.I ，掺%5混合材称∏⋅P 。
(2)原料与生产过程：结晶胶化饱和溶解→→→水泥石结构：未水化的水泥颗粒+水泥凝胶+毛细孔（含水） 影响因素：矿物成分、细度、用水量、养护温度、湿度、时间。
(5)主要技术性质 ①密度：3/20.355.3cm g -=ρ 松堆密度：33/1600,/11001000m kg m kg 紧密堆积-。
② 细度③ 标准稠度及用水量：④ 凝结时间： 完全失去塑性止终凝时间：开时加水起开始失去塑性止初凝时间：开始加水起→→。
GB 规定：h P 5.6min 45<，终凝水泥初凝〉。
⑤ 体积安定性：GB 规定检验必须合格。
⑥ 水化热：对大体积砼有要求。
⑦ 强度与强度等级：强度是选用水泥的重要技术指标。
(6)水泥石的侵蚀与防止原因：外因，水中的侵蚀性介质；内因，水泥石中的水化铝酸钙和氢氧化钙。
类型：溶出型，硫酸盐、镁盐、碳酸盐、酸性，强碱 防止：提高水泥密实度、选择合适的水泥品种§3-2 其他水泥1、掺混合材料的硅酸盐水泥定义：凡在硅酸盐水泥熟料中，掺入一定量的混合材料和适量石膏共同磨细制成的水硬性胶凝材料，称为混合材水泥。
意义：节约水泥熟料，提高产量，降低成本，调节标号，改善性能；还可利用工业废料，节约粘土和岩石资源。
混合材料品种：①非活性材料：填充作用；②活性材料：填充和补强作用 常用活性混合材有矿渣、火山灰、粉煤灰。
（1）普通硅酸盐水泥代号O P ⋅，生产特点：在硅酸盐水泥熟料中加入%15%6-的混合材。
技术要求：终凝时间小于108010%h m μ，筛余小于。
（2）矿渣水泥代号S P ⋅，混合料掺量%7020-。