土木工程材料Civil Engineering Material 故宫中央电视台新址孔庙雅典卫城第一章 绪言土木工程材料的分类 1.按用途2.按化学成分结构材料墙体材料功能材料无机材料有机材料：植物材料、沥青材料、高分子材料复合材料：金属与非金属复合材料、有机与无 机复合材料金属材料非金属材料黑色金属材料：钢、铁有色金属材料：铝、铜天然石材陶瓷和玻璃无机胶凝材料砂浆、混凝土材料的标准化 1.标准的定义 2.标准的内容 3.标准的分类 4.标准的表示方法国家标准：GB行业标准：JC、JG地方标准：DB企业标准：QB材料的基本状态参数 1.密度： 2.表观密度： 3.堆积密度： 第二章 材料的基本参数4.孔隙率:5.空隙率:材料的力学性质 1.强度与比强度 2.弹性与塑性 3.脆性与韧性 4.硬度与耐磨性注意其区别与联系材料与水有关的性质 1.亲水性与憎水性：“润湿角”来区分 2.材料的含水状态 3.材料的吸湿性与吸水性：“含水率”、“吸水率”表示 4.耐水性：“软化系数”表示 5.抗渗性：“抗渗等级”表示 6.抗冻性：“抗冻标号”表示材料的热性质 1.导热性：用“导热系数”表示 2.热容性：用“热容C”表示 3.热变形性：用“线膨胀系数”表示材料的耐久性1.定义：指材料在使用过程中抵抗环境的长期作用，并保持其原有性能而不破坏、不变质的能力。 2.内容：抗渗、抗冻、抗风化、抗碳化、耐腐蚀等。 3.影响因素：材料的组成与结构、强度、孔隙率、孔特征、表面状态、外部环境等。第三章 气硬性胶凝材料石灰的生产简介石灰的技术要求石灰的特性石灰的应用第一节 石灰重点可塑性好；硬化缓慢；硬化后强度低；硬化时体积收大；耐水性差第二节 石膏建筑石膏生产简介石膏的技术要求建筑石膏的特性建筑石膏的应用重点凝结硬化快；硬化后孔隙率大、强度较低；绝热性和吸音性良好；耐水性较差；防火性能好；硬化时体积略有膨胀；装饰性好；加工性能好。第三节 水玻璃水玻璃的特性水玻璃的应用第四章 水 泥常用水泥的生产第一节 常用水泥粘土石灰石铁矿粉生料石膏熟料混合材料水泥按比例混合磨细煅烧1450左右磨细硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙注意四种矿物组成各自的特性硅酸盐水泥的主要技术性质 细度 凝结时间 安定性 强度等级四项技术指标的测试方法、评判标准硅酸盐水泥的特性 常用水泥的选用原则：1.水化凝结硬化快、强度高、尤其早期强度高；2.水化热大；3.耐腐蚀性差4.抗冻性好，干缩小；5.耐热性差。根据水泥的特性、建筑工程的工程性质、结构部位、施工要求和使用环境条件等来选用。第二节其它品种水泥高铝水泥膨胀水泥白色和彩色硅酸盐水泥第五章 混凝土混凝土的分类混凝土的组成第一节 混凝土概述由水泥、水、细骨料、粗骨料、掺合料及外加剂组成混凝土的优点：1.组成材料来源广泛;2.新拌混凝土有良好的可塑性;3.可按需要配制各种不同性质的混凝土;4.具有较高的抗压强度,且与钢筋具有良好的共同工作性;5.具有良好的耐久性;6.具有较好的耐火性。第二节 普通混凝土组成材料水泥粗骨料细骨料水外加剂掺合料注意细骨料的级配、粗细程度如何计算？水泥的品种、强度等级如何选取？常用外加剂的品种及作用？第三节 新拌混凝土的和易性和易性的概念：粘聚性、保水性、流动性和易性的测定方法：坍落度法、维勃稠度法影响和易性的主要因素 适于干硬性混凝土1.1.水泥浆的数量和稠度水泥浆的数量和稠度2.2.砂率砂率3.3.组成材料性质的影响组成材料性质的影响4.4.时间及环境温度时间及环境温度第四节 硬化混凝土的强度混凝土的抗压强度与强度等级影响混凝土抗压强度的主要因素 注意：混凝土抗压强度、抗压强度标准值的定义及强度等级如何评定1.水泥强度等级和水灰比的影响2.组成材料的影响3.龄期与强度的关系4.养护温度及湿度的影响5.试验条件的影响第五节 硬化混凝土的耐久性混凝土的抗渗性混凝土的抗冻性混凝土的抗侵蚀性混凝土的碳化混凝土的碱-骨料反应注意：各项指标的定义、表示方法、影响因素及提高性能的措施第六节 硬化混凝土的变形性化学减缩温度变形干湿变形荷载作用下的变形 1.短期荷载作用下的变形2.长期荷载作用下的变形-徐变第七节 混凝土质量控制与强度评定混凝土的质量控制混凝土强度质量的评定注意几个重要参数：平均值标准差变异系数第八节 普通混凝土的配合比设计混凝土配合比设计基本要点 配合比设计的基本要求: 1.满足结构设计要求的混凝土强度等级;2.满足施工时要求的混凝土拌合物的和易性;3.满足环境和使用条件要求的混凝土耐久性;4.在满足上述要求的前提下,通过各种办法降低成本,符合经济性原则. 配合比设计的三大参数: 1.水灰比 2.砂率 3.单位用水量注意：各项参数对混凝土的何种性能起决定作用？1.初步计算配合比 2.基准配合比的确定3.实验室配合比的确定4.施工配合比v普通混凝土配合比设计的方法与步骤根据施工现场砂、石的含水情况，调整配合比1)确定配制强度2)确定水灰比3)确定单位用水量4)确定水泥用量5)确定砂率6)确定砂、石用量第九节 其它种类混凝土轻混凝土 纤维混凝土聚合物混凝土高强度混凝土 轻骨料混凝土多孔混凝土无砂大孔混凝土第六章 建筑砂浆新拌砂浆的和易性 流动性:用“稠度”或“沉入度”来表示 保水性：用“分层度”表示硬化砂浆的强度和强度等级砂浆的粘结力砂浆变形性第一节 砂浆的技术要求第二节 砌筑砂浆砌筑砂浆的组成材料 砌筑砂浆配合比设计 配合比的计算配合比的试配、调整与确定水泥、细骨料、掺加料、外加剂、水第三节 其它建筑砂浆抹面砂浆 特种砂浆 防水砂浆装饰砂浆隔热砂浆吸音砂浆耐腐蚀砂浆聚合物砂浆第七章 烧结砖生产工艺简介技术性能指标工程应用第一节 烧结普通砖第二节 烧结多孔砖和烧结空心砖烧结多孔砖烧结空心砖其强度较低，主要用于填充墙、隔墙强度较高，可用于承重墙第八章 建筑钢材钢的冶炼钢的分类第一节 钢的冶炼和分类平炉氧气转炉电炉碳素钢合金钢注意各自的优、缺点又可根据含碳量多少，分为低碳钢、中碳钢、高碳钢根据合金元素含量的多少，分为低合金钢、中合金钢、高合金钢第二节 建筑钢材的主要技术性能力学性能工艺性能强度塑性韧性硬度冷弯性能焊接性能联系应力-应变图来理解，并要注意弹性模量的意义及屈强比的定义和意义采用何种指标来衡量？第三节 钢的组织与化学成分对钢性能的影响钢的组织及其对钢性能的影响钢的化学成分对钢性能的影响要分清何为有益元素、何为有害元素？且各元素对钢材性能的影响如何？常温下钢材的晶体组织有几种？其对钢材性能有何影响？第四节 钢材的冷加工与热处理冷加工热处理冷加工强化时效强化退火正火淬火回火经冷加工及时效后，钢材的各项性能有何变化？第五节 建筑用钢碳素结构钢优质碳素钢低合金高强度结构钢钢的选用现代建筑结构用钢的发展方向第六节 钢结构用钢材热轧型钢冷弯薄壁型钢棒材钢管板材第七节 钢筋混凝土用钢材热轧钢筋冷轧带肋钢筋预应力混凝土用热处理钢筋预应力混凝土用钢丝和钢绞线混凝土用钢纤维钢筋的选用第八节 钢材的防护腐蚀防腐防火注意电化学腐蚀的机理及预防措施第九章 建筑塑料聚合物添加剂第一节 塑料的组成第二节 常用建筑塑料热塑性塑料热固性塑料聚氯乙烯PVC聚乙烯PE聚丙烯PP聚苯乙烯PS酚醛塑料PF环氧塑料EP肌机硅塑料Si第十章 沥青材料石油沥青的组分与结构石油沥青的技术性质石油沥青的技术标准石油沥青的选用沥青的掺配和改性煤沥青简介第一节 石油沥青及煤沥青沥青的三大组分及其对沥青性能的影响第二节 沥青基防水材料冷底子油与沥青胶沥青防水卷材沥青防水涂料建筑防水沥青嵌缝油膏第十一章 木材分类宏观构造微观结构木材的缺陷第一节 木材的分类和构造针叶树、阔叶树针叶树：管胞、髓线和树脂道阔叶树：木纤维、导管和髓线木节、斜纹、裂纹、腐朽、虫害第二节 木材的物理和力学性质含水量湿胀与干缩木材的强度自由水吸附水顺纹抗压、横纹抗压顺纹抗拉、横纹抗拉横纹抗剪、顺纹抗剪横纹切断、抗弯注意：纤维饱和点和平衡含水率的概念及其对木材性能的影响第三节 木材的防护干燥防腐、防虫防火第四节 木材的应用木材的初级产品人造板材圆木方材板材胶合板纤维板细木工板刨花板、木丝板和木屑板第十二章 其它工程材料导热性绝热材料的类型常用绝热材料第一节 绝热材料第二节 吸声材料、隔声材料材料的吸声性吸声材料及其构造隔声材料第三节 装饰材料天然石材建筑陶瓷建筑玻璃建筑装饰涂料第四节 新型防水材料新型防水卷材新型防水涂料新型建筑密封材料