《土木工程材料》教案第1-6章.docx

绪论

本章主要了解土木工程材料的分类和土木工程材料技术标准、建筑材料特点。

一、 目的要求：让学生掌握土木工程材料的概念、轮点、组成；熟练掌握建材的国家标准 二、 重点、难点：建材的国家标准 讲授 2016.2.29 2课时

导入新课-新课内容-课后小结-作业 导入新课：小时候玩的—身边的—房屋 一、 土木工程材料的定义和分类

人类赖以生存的总环境中，所有构筑物或建筑物所用材料及制品统称为建筑材料。本课程的建筑材料是指用于建 筑物地基、基础、地面、墙体、梁、板、柱、屋顶和建筑装饰的所有材料。

建筑材料的分类：

1、 按材料的化学成分分类，可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类：

无机材料又分为金属材料（钢、铁、铝、铜、各类合金等）、非金属材料（天然石材、水泥、混凝土、玻璃、烧土 制品等）、金属一非金属复合材料（钢筋混凝土等）；

有机材料有木材、塑料、合成橡胶、石油沥青等；

复合材料又分为无机非金属一有机复合材料（聚合物混凝土、玻璃纤维增强塑料等）、金属一有机复合材料（轻质 金属夹芯板等）。

2、 按材料的使用功能，可分为结构材料和功能材料两大类：

结构材料一一用作承重构件的材料，如梁、板、柱所用材料；

功能材料一一所用材料在建筑上具有某些特殊功能，如防水、装饰、隔热等功能。 二、 土木工程材料的特点

土木工程材料在工程中的使用必须有以下特点：具有工程要求的使用功能；具有与使用环境条件相适应的耐久性; 具有丰富的资源，满足建筑工程对材料量的需求；材料价廉。

建筑环境中，理想的建筑材料应具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特 点。 三、 技术材料的类型

我国常用的标准有如下三大类：

1、 国家标准

国家标准有强制性标准（代号GB ）、推荐性标准（代号GB/T ）O

2、 行业标准

如建筑工程行业标准（代号JGJ ）、建筑材料行业标准（代号JC ）等。

3、 地方标准（代号DBJ ）和企业标准（代号QB ）。

标准的表示方法为：标准名称、部门代号、编号和批准年份。

小结：1、建筑材料的分类：按材料的化学成分分类，可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类；按材料的使 用功能，可分为结构材料和功能材料两大类

2、我国常用的标准有如下三大类：国家标准、行业标准、地方标准（代号DBJ ）和企业标准（代号QB ）

作业：土木工程材料的怎么分类？ （P4. 1）

三、教学准备 教案、课件、视频 四、 教学方法 五、 教学时间 六、 教学时数 七、 教学步骤 八、 教学内容

第一章土木工程材料的基本性质

§1. 1—§1. 2物理性质和力学性质

主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响；重点掌握材料的物理性质和力学性质。

一、目的要求：让学生掌握土木工程材料的物理性质，；熟练掌握材料的物理性质和力学性质；了解材料的组成、

结构和构造对性质的影响

二、重点、难点：材料的物理性质和力学性质

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间：2016.3. 1

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

回顾---- 导入新课：

一、材料的组成、结构及构造对性质的影响

材料的组成：包括化学组成和矿物组成。它是决定材料各种性质的重要因素。

材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。

1、宏观结构（构造）：用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构，可分为：

（1）致密结构一如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等，其特点是强度和硬度较高，吸水性小，抗渗和抗冻性较好。

（2）多孔结构一如加气混凝土、泡沫塑料等，其特点是强度较低，吸水性大，抗渗和抗冻性较差，绝缘性较好。

（3）微孔结构一如普通烧结砖、建筑石膏制品等，其特点与多孔结构材料特点相同。

（4）纤维结构一如木材、竹材、玻璃纤维增强塑料、石棉制品等，其特点是平行纤维方向与垂直纤维方向的各种性质具有明显差异。

（5）片状或层状结构一如胶合板、纸面石膏板、各种夹心板等，其特点是平面各向同性，同时提高了材料的强度、硬度等，综合性能好。

（6）散粒结构一如砂子、石子、膨胀珍珠岩等，其特点是颗粒之间存在大量空隙，其空隙率大小主要取决于颗粒级配、颗粒形状及大小等。

2、细观结构：用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构。

材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。

3、微观结构：用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究材料原子、分子级的微观组织称为微观结构，分为晶体与非晶体。

二、材料的物理性质

（一）密度、表观密度与堆积密度

1、密度（P）：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的干质量。

2、表观密度（PO）：是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。

3、堆积密度（PO‘）：是指粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质

量。

重点比较三者之间的区别。

（二）材料的密实度与孔隙率

1、密实度（D）：是指材料体积内被固体物质充实的程度，也就是固体体积

占总体积的比例。

2、孔隙率（P）：指材料体积内，孔隙体积占总体积的百分率。

D+P 二 1

（三）材料的填充率与空隙率

1、填充率（D"）：是指散粒材料在堆积体积中，被其颗粒填充的程度。

2、空隙率（P‘）：是指散粒材料在堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率。

D z +P z =1

（四）材料与水有关的性质

1、材料的亲水性与憎水性

材料在空气中与水接触时，能被水湿润者为亲水性，具有亲水性的材料称为

亲水材料；否则为憎水性，具有憎水性的材料称为憎水性材料。

2、材料的吸水性与吸湿性

（1）含水率（Wh）：指材料中所含水的质量占其干质量的百分率。

（2）吸水性：指材料与水接触吸收水分的性质，其大小用吸水率表示，分为体积吸水率和体积吸水率。

一般材料的孔隙率愈大，吸水性愈强；开口而连通的细小孔隙愈多，吸水性

愈强；闭口孔隙，水分不易进入；开口的粗大孔隙，水分容易进入，但不能存留，故吸水性较小。

材料的吸水性会对其性质产生不利影响。如材料吸水后，使其质量增加，体积膨胀，导热性增加，强度和耐久性下降。

3、材料的耐水性

耐水性是指材料长期在水作用下，保持其原有性质的能力。结构材料的耐水性主要指强度的变化，用软化系数（KQ 来表示。6的大小，说明材料吸水饱和后其强度下降的程度。K R越大，表明材料吸水饱和后其强度下降越少，其耐水性越强；反之则耐水性越差。一般认为6鼻0.85的材料，称为耐水性材料。经常位于水中或受潮严重的重要结构物，应选用620.85的材料；受潮较轻的或次要结构物，应选用K R>0. 75的材料。

4、材料的抗渗性

抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性能。用抗渗系数K表示。

5、材料的抗冻性

抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环而不破坏，其强度也不严重降低的性质。用抗冻等级表不O 抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下，经冻融循环作用，质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。

（五）材料的热性质

1、导热性

材料传递热量的性质称为材料的导热性。用导热系数入表示。

导热系数越小，材料的隔热保温性能越好。

2、热容量

材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质，称为热容量。用Q表示

3、热变形性

材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质，称为材料的热变形性。用线膨胀系数a表示。线膨胀系数a越大, 表明材料的热变形量越大。

4、耐燃性

材料在空气中遇火不着火燃烧的性能，称为材料的耐燃性。按照遇火时的反应将材料分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料三类。

三、材料的力学性质

1、强度：是指材料在外力（荷载）作用下不破坏时能承受的最大应力。根据外力作用方式的不同，材料强度有抗拉、抗压、抗弯（抗折）、抗剪强度等。

2、强度等级：根据其极限强度的大小，划分成若干不同的等级，称为材料的强度等级。脆性材料主要根据其抗压强度来划分；塑性材料和韧性材料主要根据其抗拉强度来划分。

3、比强度：材料的强度与其表观密度的比值，称为比强度。它是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。比强度越大，则材料的轻质高强性能越好。

4、弹性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，能完全恢复到原形状的性质。

5、塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质。

6、脆性：材料在外力作用下，直到破坏前并无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质。

7、韧性：材料在冲击或震动荷载的作用下，能吸收较大能量，并产生较大变形而不发生破坏的性质。

四、材料的装饰性

建筑装饰材料的作用主要起装饰作用、保护作用和其他特殊作用（绝热、防潮、防火、吸声、隔音等），而装饰效果主要取决于装饰材料的色彩、质感和线型。

小结：1、材料的物理性质有密度、表观密度与堆积密度，密实度与孔隙率，填充率与空隙率

2、材料的力学性质有强度与比强度，弹性与塑性，脆性与韧性

作业：材料的密度、表观密度、堆积密度有何区别？如何测定？P19. 1

§1.3--§1. 4耐久性、材料的组成结构和构造主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响；重点掌握材料的耐久性。

一、目的要求：让学生掌握耐久性，了解材料的组成、结构和构造对性质的影响

二、重点、难点：材料的耐久性

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间:2016. 3.7

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

回顾---- 导入新课：

一、材料的耐久性

材料在使用过程中，能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏，也不失去其原有性能的性质。

材料的耐久性

①耐久性的定义

耐久性是指材料在使用过程中，抵抗各种自然因素及其它有害物质长期作用，能长久保持其原有性质的能力.

②耐久性的含义

耐久性是衡量材料在长期使用条件下的安全性能的一项综合指标，包括抗冻性，抗风化性，抗老化性，耐化学腐蚀性等.

③材料耐久性降低的机理

材料在使用过程中，会与周围环境和各种自然因素发生作用.这些作用包括物理，化学和生物的作用.

(1)物理作用

一般是指干湿变化，温度变化，冻融循环等?这些作用会使材料发生体积变化或引起内部裂纹的扩展，而使材料逐渐破坏，如混凝土，岩石，外装修材料的热胀冷缩等.

(2)化学作用

包括酸，碱，盐等物质的水溶液及有害气体的侵蚀作用?这些侵蚀作用会使材料逐渐变质而破坏，如水泥石的腐蚀, 钢筋的锈蚀，混凝土在海水中的腐蚀,石膏在水中的溶解作用等.

(3)生物作用

是指菌类，昆虫等的侵害作用，包括使材料因虫蛀，腐朽而破坏，如木材的腐蚀等.

因而，材料的耐久性实际上是衡量材料在上述多种作用下，能长久保持原有性质而保证安全正常使用的性质.

(4)综合影响:

实际工程中，材料往往受多种破坏因素的同时作用.

④材料性质不同，其耐久性的内容各不相同.

a.金属材料往往受和电化学作用引起腐蚀，破坏，其耐久性指标主要是耐蚀性；

b.无机非金属材料(如石材，砖，混凝土等)常因化学作用，溶解，冻融，风蚀，温差，摩擦等因素综合作用，其耐久性指标更多地包括抗冻性，抗风化性，抗渗性，耐磨性等方面的要求；

c.有机材料常由生物作用，光，热电作用而引起破坏，其耐久性包括抗老化性，耐蚀性指标.

⑤研究材料耐久性的实际意义

建筑物的安全性，经济性和使用寿命.

⑥提高材料的耐久性的措施

a.首先应根据工程的重要性，所处的环境合理选择材料

b.增强自身对外界作用的抵抗能力，如提高材料的密实度等；或采取保护措施，使主体材料与腐蚀环境相隔离

c.甚至可以从改善环境条件入手减轻对材料的破坏.

⑦材料耐久性的判断

由于耐久性是材料的一项长期性质，所以对耐久性最可靠的判断是在使用条件下进行长期的观察和测定，这样做需要很长的时间?通常是根据使用要求，在试验室进行快速试验，并据此对耐久性做出判断，快速检查的项目有干湿循环, 冻融循环，加湿与紫外线干燥循环，碳化，盐溶液浸渍与干燥循环，化学介质浸渍等.

二、材料组成

(1)化学组成

(2)矿物组成

三、材料结构

(1)宏观结构

(2)细观结构

(3)微观结构

四、材料构造

小结：1、材料的耐久性含义、提高措施

2、材料的组成结构、构造

作业：什么是材料的耐久性？为什么材料有耐久性要求？P19.5

第二章气硬性胶凝材料

§2. 1—§2. 2概述、石膏

本章主要了解石灰、石肓、水玻璃的特性、技术性能要求和应用。

一、目的要求：让学生掌握胶凝材料概念和分类，熟练掌握石膏的特性；了解材料的应用。

二、重点、难点：石肓的特性。

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间:2016.3.9

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

回顾---- 导入新课：

一、胶凝材料概念和分类

在建筑工程中，将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖或石块）粘合为一个整体的材料，统称为胶凝材料。

胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。

有机胶凝材料又分为沥青类、天然树脂类、合成树脂类；无机胶凝材料又分为气硬性胶凝材料（如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土）、水硬性胶凝材料（如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其他水泥）

二、建筑石膏的特性及应用

特性：1、凝结硬化快；2、微膨胀性；3、孔隙率大；4、耐水性差；5、抗火性好；6、塑性变形大。

应用：一般用于室内抹灰及粉刷、装饰制品、石膏板等。

1、石膏的化学组成表达方式：CaS04-nlI20o按其含水量的多少，可以分为二水石膏（CaS04-2H20 ）、半水石膏（CaS04-l/2H20）.无水石膏（CaS04）o

2、石膏分类：天然二水石膏、化工石膏、建筑石膏、高强石膏、硬石膏、高温锻烧石膏。

3、天然二水石膏（CaS04?2II20）：是生产石膏胶凝材料的主要原料。纯净的天然二水石膏矿石呈无色透明或白色, 但天然石膏常含有各种杂质而呈灰色，褐色，黄色，红色，黑色等颜色。

4、化工石膏是指一些含有CaS04-2H20与CaS04混合物的化工副产品及废渣，例如磷石膏是制造磷酸时的废渣，火力发电厂烟气脱硫的副产品脱硫石膏等。也可作为生产石膏的原料。

5、硬石膏是无水石膏：（1）天然无水石膏。（2）掇烧温度170~20（TC,二水石膏脱水为可溶的硬石膏；＞400°C, 不溶的硬石肓。

6、高温锻烧石膏：天然二水石膏在600?80CTC煨烧后得到不溶性无水石膏。加入适量的催化剂，如石灰、页岩灰、粒化高炉矿渣等，共同磨细制成的无水石膏水泥，具有较高的强度，可拌制砂浆、抹灰、制造石膏制品和石膏板等。

7、高强石膏：将二水石膏置于具有0. 13MPa. 125°C的蒸压锅内蒸炼，可获得晶粒较粗、较致密的（X型半水石膏（a-CaS04-l/2H20）。

8、高强石膏晶粒粗大，调制成浆体时需水量较小，因而强度较高。

建筑石膏：白天然二水石膏在107?1701的常压下加热脱水而成的卩型半水石膏(卩-5S04?l/2H20)。其反应式为：

CaSOd-21120 -> p-CaS04*l/2H20+3/2H20

卩型半水石膏磨成细分，主要用于制作石膏建筑制品。建筑石膏晶体较细，调制成一定稠度的浆体时，需水量较大，因而强度较低。

9、建筑石膏遇水，水化成二水石肓，逐渐凝结硬化。

CaS04. 1/2H20+3/2II20 CaS04 ? 2H20

凝结硬化快，初凝仅需5min,终凝20~30min, 一周后即完全硬化。

需要加缓凝剂：骨胶、皮胶、纸浆废液、硼砂等。

建筑石膏凝结硬化示意图

10、硬化后体积稍有膨胀(膨胀量约为0.5%~1%),能填满模型，形成平滑饱满的表面，装饰性好，干燥不开裂, 可以不加填充料而单独使用。

11、理论需水量为18.6%,实际需水量60%~80%,多余水分蒸发留下大量孔隙。使得硬化后石膏表观密度低、导热性差、强度低、耐水性和抗冻性较差。

12、当室内湿度较高时，吸湿性强，而当空气干燥时，又可放出一部分水分，因而对室内湿度起到一定的调节作

用。

13、硬化后石膏为二水石膏，遇火脱水蒸发，在制品表面形成水蒸气，具有良好的防火性能。

硬化石膏的结构

建筑石膏按技术要求(强度、细度和凝结时间)分为优等品、一等品和合格品三个等级。

建筑石膏的标记顺序为：产品名称，抗折强度及标准号。如抗折强度为2. 5MPa的建筑石膏标记为：建筑石膏2. 5 GB9776

岀厂检验项目包括细度、标准稠度用水量，强度及凝结时间四项。

(一)装饰石膏板(GB9777-88)

生产过程：

搅拌——注模成型——硬化——干燥

正方形，棱边形状有直角形和倒角形两种，常用规格有四种：

300x300x8 (mm)； 400x400x8 (mm)

500x500x10 (mm)； 600><600x10 (mm)

此外厚度还有9、11、12等规格。

产品标记顺序：产品名称、板材分类代号、板材边长、标准号。如：装饰石膏板FK500G旳777。

装饰石膏板根据功能不同，可以分为：

普通装饰吸声石膏板

高效防水装饰吸声石膏板

吸声石膏板

装饰石膏板的优点：装饰性好；性能优异；加工性能好；施工方便，工效高。

(二)纸面石膏板(GB9775-88)

以建筑石膏为主要原料，掺入纤维和外加剂(缓凝剂、减水剂、发泡剂等)构成芯材，并与护面纸牢固地结合在一起的建筑板材称为纸面石肓板。

品种有：普通纸面石膏板、耐火纸面石膏板、耐水纸面石膏板、装饰吸声纸面石膏板。

特点：

(1)生产能耗低，生产效率高：生产同等单位的纸面石膏板的能耗比水泥节省78%。

(2)轻质：用纸面石膏板作隔墙，重量仅为同等厚度砖墙的1/15,砌块墙体的l/10o

(3)保温隔热：纸面石膏板板芯60%左右是微小气孔。

(4)隔音性能好：纸面石膏板隔墙具有独特的空腔结构，具有很好的隔声性能。

(5)防火性能好。

(6)由于其两面贴以特制的厚纸护面，抗折强度高，挠度变形要比无护面纸的石膏板小的多。

(7)节省空间：采用纸面石膏板作墙体，墙体厚度最小可达74mmo

(三)嵌装式装饰石膏(GB9778-88)

不带护纸板，板材背面中间凹入而四周边加厚，并制有嵌装企口，板材正面为平面或者带有一定深度的浮雕花纹图案，也可穿以盲孔。

特点：质轻、强度较高、吸声、防潮、防火、阻燃、不变形、可调节室内湿度。装饰性好，施工安装方便。可锯、刨、钉、粘贴。

应用：室内顶棚装饰及某些部位的墙面装饰。

(四)艺术装饰石膏制品

浮雕艺术石膏线角、线板、花角

浮雕艺术石膏灯圈

装饰石膏柱、石膏壁炉

石肓花饰

小结：1、石膏的特性

2、石膏的应用

3、石膏的硬化

作业：建筑石膏的主要用途是什么？P29.6

§2. 3--§2. 4石灰、水玻璃

一、目的要求：让学生掌握胶凝材料概念和分类，熟练掌握石灰、水玻璃的特性；了解材料的应用。

二、重点、难点：石灰、水玻璃的特性。

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间：2016.3. 14

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

回顾 --- 导入新课：

石灰

万里长城

古埃及金字塔

石灰吟

一、生产工艺（建筑生石灰的生产）

（―）原料

石灰岩、白垩、白云质石灰岩或其他含CaC03为主的天然原料。

（二）生产工艺

土窑立窑竖窑

河北省唐山丰南石源冶金炉料公司2002年5月建成投产日产480吨的节能型石灰立窑。

生石灰——a0

正火石灰：煨烧良好。

欠火石灰：温度太低或温度分布不均匀。

过火石灰：温度太高。

镁质石灰：MgO>5%o

钙质石灰：MgO<5% o

二、石灰的熟化（消解）

CaO+H2O Ca（0H）2+64. 9KJ

熟石灰（消石灰）

1.熟化特点

（1）放热量大：

（2）体积膨胀：广2. 5倍。

2.熟化方法

（1）消石灰粉法：一般在工厂中生产。

（2）石灰浆（膏）法：建筑工地的石灰槽或石灰坑。

石灰熟化示意图

欠火石灰：中心部分仍是碳酸钙，不能熟化，造成浪费。

过火石灰：结构紧密，表面有一层深褐色的玻璃状硬壳，熟化很慢。用于建筑物后，能继续熟化产生体积膨胀，引起裂缝或局部脱落。

为消除过火石灰的危害，石灰浆应在消解坑中存放两周以上(“陈伏”)。“陈伏”期间，石灰浆表面应覆盖一层水膜，以免碳化。

三、熟石灰的硬化

1.硬化过程

1)结晶过程：石灰浆中水分逐渐蒸发或被周围砌体吸收，Ca(011)2从饱和溶液中析出结晶。

2)碳化过程

Ca (OH)2+C02+nH20=CaC03+(n+1) H20

当表层生成致密的CaC03薄壳后，不但阻碍C02继续渗透，也影响水分的蒸发。石灰浆的硬化是一个缓慢的过程。

2.硬化特点

1)硬化收缩大，易产生裂缝。工程中制成石灰砂浆，砂子构成坚固的骨架，形成一定孔隙，易于水分的蒸发和C02的渗入。

2)硬化石灰石体的孔隙率大、密实度小、强度低。

3)石灰浆的硬化是由碳化作用和水分蒸发引起，且5(011)2能溶于水，故硬化石灰石体的耐水性差。

4)镁质石灰的熟化和硬化较慢，硬化后孔隙率小，强度较高。

生熟石灰和石灰石的三角关系

四、石灰的技术指标

石灰中产生胶结性的成分是有效氧化钙和氧化镁，其含量是评价石灰质量的主要指标。石灰中的有效氧化钙和氧化镁的含量可以直接测定，也可以通过氧化钙与氧化镁的总量和二氧化碳的含量反映。

生石灰有未消化残渣含量和细度的要求。

消石灰粉则还有体积安定性、细度和游离水含量的要求。

根据其各项技术指标，石灰可分为优等品、一等品和合格品。

五、石灰的应用

配制石灰砂浆，用于砌筑砖石及抹灰。

石灰乳涂料，用于墙及天花板等的粉刷涂料。

消石灰、黏土、砂子配制三合土，夯实后，具有一定的强度和耐水性，用于建筑物基础和垫层、小型水利工程。磨细生石灰粉制作硅酸盐制品及无熟料水泥，灰砂砖、粉煤灰砖、粉煤灰砌块、硅酸盐砌块等。

磨细生石灰掺加纤维状填料或轻质骨料，搅拌成型、人工碳化后，制作碳化石灰板，用作隔墙板、天花板等。

各类石灰的用途

六、石灰的特性

1、石灰的熟化：生石灰(CaO)加水生成氢氧化钙的过程，称为石灰的熟化或消解过程。

生石灰中常含有过火石灰，过火石灰表面有一层深褐色熔融物，熟化很慢，当石灰已经硬化后，其中过火颗粒才开始熟化，体积膨胀，引起隆起和开裂。为了消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰池中"陈伏“两周以上，”“陈伏” 期间，石灰浆表面应留有一层水，与空气隔绝，以免石灰碳化。

2、石灰特性：石灰具有良好的保水性，凝结硬化慢、强度低，耐水性差；体积收缩大的特性。

七、水玻璃

1、特性：水玻璃溶液可与水按任意比例混合，不同的用水量可使溶液具有不同的密度和粘度；水玻璃具有很强的酸腐蚀性，能抵抗多数无机酸、有机酸和侵蚀性气体的腐蚀；水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞材料的毛细孔隙，起到阻止水分渗透的作用；水玻璃具有良好的耐热性能；水玻璃对眼睛和皮肤有一定的灼伤作用，使用时应注意安全防护。

2、应用：用于配制耐酸材料、耐热材料、涂料、灌浆材料、防水堵漏材料。

小结：1、在建筑工程中，将散粒材料（如砂子、石子）或块状材料（如砖或石块）粘合为一个整体的材料，统称为胶凝材料

2、胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料

3、石灰、水玻璃的特性

作业：过火石灰和欠火石灰的概念，它们对石灰的使用有何影响？P29.2

第三章水泥

本章主要了解六种常用水泥的组成、特性及选用。

§3.1--§3. 2 硅酸盐水泥、其他水泥

一、目的要求：让学生掌握六种常用水泥的组成，熟练掌握常用水泥的特性；了解材料的应用。

二、重点、难点：常用水泥的特性。

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间：2016.3. 16

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

回顾——导入新课：

一、硅酸盐水泥

1、概念：由硅酸盐水泥熟料，0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为不渗加混合材料的I型硅酸盐水泥（代号P- I ）和掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的II型硅酸盐水泥（代号P-II）

2、主要熟料矿物：

硅酸三钙（3CaO*SiO2,简写为CaS）,含量37犷60%；

硅酸二钙（2CaO*SiO2,简写为C2S）,含量15%~37%；

铝酸三钙（3CaO*Al2O3,简写为C B A）,含量7%^ 15%；

铁铝酸四钙（4Ca0*Al203*Fe203,简写为GAF）,含量10%~18%。

3、水泥熟料矿物的水化特性

4、水泥的凝结硬化：

水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，随着时间的增长，失去可塑性（但无强度），这一过程称为初凝，开始具有强度时称为终凝。白初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。此后，产生明显的强度并逐渐发展而成为坚硬的石状物一水

泥石，这一过程称为水泥的硬化。

影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素：

(1)水泥组成成分；(2)石膏掺量；(3)水泥细度；(4)养护条件(温度、湿度)；(5)养护龄期；(6)拌和用水量；(7)外加剂；(8)贮存条件。

5、硅酸盐水泥的技术性质：

(1)细度：指水泥颗粒的粗细程度，它直接影响着水泥的性能和使用。凡水泥细度不符合规定者为不合格品。

(2)凝结时间：分初凝时间和终凝时间。从加入拌和用水至水泥浆开始失去塑性所需的时间，称为初凝时间。自加入拌和用水至水泥将完全失去塑性，并开始有一定结构强度所需的时间，称为终凝时间。国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于6. 5h o凡初凝时间不符合规定者为废品，终凝时间不符合规定者为不合格品。

(3)体积安定性：是指水泥在凝结硬化过程中，水泥体积变化的均匀性。体积安定性不良的水泥作废品处理。

(4)强度及强度等级：水泥强度是表明水泥质量的重要技术指标，也是划分水泥强度等级的依据。按标准方法制作的一组试件，分别测定3d和28d的抗压强度和抗折强度，根据测定结果，查表确定硅酸盐水泥的强度等级。

(5)碱含量：指水泥中N/0和K4的含量。国家标准规定：水泥中碱含量不得大于0.60%或由供需双方商定. 国家标准

中还规定：凡氧化镁、三氧化硫、安定性、初凝时间中任一项不符合标准规定时，均为废品。凡细度、

终凝时间、强度低于规定指标时称为不合格品。废品水泥在工程中严禁使用。若水泥仅强度低于规定指标时，可以降级使用。

二、掺混合材料的硅酸盐水泥

1、掺混合材料的作用：

在水泥熟料中加入混合材料后，可以改善水泥的性能，调节水泥的强度，增加品种，提高产量，降低成本，扩大水泥的使用范围，同时可以综合利用工业废料和地方材料。

根据掺入混合材料的数量和品种不同有：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。

2、混合材料种类：

(1)活性混合材料：能与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应，生成水硬性胶凝材料，凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质。常用有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。

(2)非活性混合材料：与水泥矿物成分不起化学作用或化学作用很小，将其掺入水泥熟料中仅起提高水泥产量、降低水泥强度等级和减少水化热等作用。材料有：磨细石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣及各种废渣。

3、普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料、6%^ 15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P?O。特

点：与硅酸盐水泥相比，早期硬化速度稍慢，3d的抗压强度稍低，抗冻性与耐磨性也稍差。

4、矿渣硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P?S。

特点：与硅酸盐水泥相比，有以下特点：(1)凝结硬化慢；(2)早期强度低，后期强度增长较快；(3)水化热较低；(4)抗碳化能力较差；(5)保水性差，泌水性较大；(6)耐热性较好；(7)硬化时对湿热敏感性强。

5、火山灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P?P。特

点：水化凝结硬化慢，早期强度低，后期强度增长率较大，水化热低，耐蚀性强，抗冻性差，易碳化，干缩较

矿渣水泥显著，具有较高抗渗性。

6、粉煤灰硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P?F。

特点：干缩性比较小、抗裂性好；吸水率小、配制的混凝土和易性较好。

7、复合水泥：由硅酸盐水泥熟料、两种或两种以上规定的混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。代号P?C。

8、六种常用水泥的特性和常用水泥的选用详见教材表4. 6和表4. 7o

三、水泥强度等级的选用

水泥强度等级的选择，应当与混凝土的设计强度等级相适应。原则上是配制高强度等级的混凝土选用高强度等级水泥，低强度等级的混凝土选用低强度等级水泥，通常以水泥强度等级(MPa)的1.5?2倍为宜，对于高强度混凝土可

取0.旷1.5倍。

四、水泥品种的选用

书P28表4-5 表4-6

三、包装、标志、贮存

第一，包装：水泥制品是可以散装也可以袋装的，每袋水泥制品的净含量为50kg,不过也不可以少于标志质量的99%；随机抽取20袋总质量应不少于lOOOkgo水泥制品的包装袋需要符合GB9774的规定。

第二，标志：博世水泥制品厂提醒水泥制品的包装袋上需要有：水泥品种、代号、强度等级、执行标准、生产许可证标志及编号、生产者名称、净含量、出厂编号、包装日期。而包装袋的两侧则需要根据水泥制品的品种采用不同的颜色印刷水泥名称和强度等级，硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥采用红色，矿渣硅酸盐水泥采用绿色；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采用黑色或蓝色。博世水泥制品厂特别提醒水泥制品散装发运时需要提交与袋装标志相同内容的卡片。

第三，运输与贮存：在运输与贮存时水泥制品是不可以受潮和混入杂物的，而不同品种、不同强度等级的水泥制品在贮运中也要避免岀现混杂。

五、水泥石的腐蚀与防治

1.软水侵蚀(溶出性侵蚀)。不含或仅含少量重碳酸盐(含IIC0的盐)的水称为软水，如雨水、蒸馆水、冷凝水及部分江水、湖水等。当水泥石长期与软水相接触时，水化产物将按其稳定存在所必需的平衡氢氧化钙(钙离子)浓度的大小，依次逐渐溶解或分解，从而造成水泥石的破坏，这就是溶出性侵蚀。

在各种水化产物中，Ca (0H) 2的溶解最大(25°C约1.3gCa0/l),因此首先溶出，这样不仅增加了水泥石的孔隙率，使水更容易渗入，而且由于Ca (0H) 2浓度降低，还会使水化产物依次发生分解，如高碱性的水化硅酸钙、水化铝酸钙等分解成为低碱性的水化产物，并最终变成硅酸凝胶、氢氧化铝等无胶凝能力的物质。在静水及无压力水的情况下, 由于周围的软水易为溶出的氢氧化钙所饱和，使溶出作用停止，所以对水泥石的影响不大；但在流水及压力水的作用下，水化产物的溶出将会不断地进行下去，水泥石结构的破坏将由表及里地不断进行下去。当水泥石与环境中的硬水接触时，水泥石中的氢氧化钙与重碳酸盐发生反应：

生成的几乎不溶于水的碳酸钙积聚在水泥石的孔隙内，形成致密的保护层，可阻止外界水的继续侵入，从而可阻止水化产物的溶岀。

2.盐类侵蚀。在水中通常溶有大量的盐类，某些溶解于水中的盐类会与水泥石相互作用产生置换反应，生成一些易溶或无胶结能力或产生膨胀的物质，从而使水泥石结构破坏。最常见的盐类侵蚀是硫酸盐侵蚀与镁盐侵蚀。

硫酸盐侵蚀是由于水中溶有一些易溶的硫酸盐，它们与水泥石中的氢氧化钙反应生成硫酸钙，硫酸钙再与水泥石中的固态水化铝酸钙反应生成钙矶石，体积急剧膨胀(约1.5倍)，使水泥石结构破坏，其反应式是：

钙矶石呈针状晶体，常称其为“水泥杆菌”。若硫酸钙浓度过高，则直接在孔隙中生成二水石膏结晶，产生体积膨胀而导致水泥石结构破坏。

镁盐钱蚀主要是氯化镁和硫酸镁与水泥石中的氢氧化钙起复分解反应，生成无胶结能力的氢氧化镁及易溶于水的氯化镁或生成石膏导致水泥石结构破坏，其反应式为：

可见，硫酸镁对水泥石起镁盐与硫酸盐双重侵蚀作用。

在海水、湖水、盐沼水、地下水、某些工业污水及流经高炉矿渣或煤渣的水中常含钾、钠、铁等硫酸盐；在海水及地下水中常含有大量的镁盐，主要是硫酸镁和氯化镁。

3.酸类侵蚀。

(1)碳酸侵蚀：在某些工业污水和地下水中常溶解有较多的二氧化碳，这种水分对水泥石的侵蚀作用称为碳酸侵蚀。首先，水泥石中的Ca (0H) 2与溶有C02的水反应，生成不溶于水的碳酸钙；接着碳酸钙又再与碳酸水反应生成易于水的碳酸氢钙。3.酸类侵蚀。

(1)碳酸侵蚀：在某些工业污水和地下水中常溶解有较多的二氧化碳，这种水分对水泥石的侵蚀作用称为碳酸侵蚀。首先，水泥石中的Ca (0H) 2与溶有C02的水反应，生成不溶于水的碳酸钙；接着碳酸钙又再与碳酸水反应生成易于水的碳酸氢钙。：

当水中含有较多的碳酸，上述反应向右进行，从而导致水泥石中的Ca (011) 2不断地转变为易溶的Ca (IIC03) 2而流

失，进一步导致其他水化产物的分解，使水泥石结构遭到破坏。

（2）一般酸侵蚀：水泥的水化产物呈碱性，因此酸类对水泥石一般都会有不同程度的侵蚀作用，其中侵蚀作用最强的是无机酸中的盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸及有机酸中的醋酸、蚁酸和乳酸等，它们与水泥石中的Ca （OH） 2反应后的生成物，或者易溶于水，或者体积膨胀，都对水泥石结构产生破坏作用。例如盐酸和硫酸分别与水泥石中的Ca （Oil） 2 作用：

反应生成的氯化钙易溶于水，生成的石膏继而又产生硫酸盐侵蚀作用。

4.强碱侵蚀。水泥石本身具有相当高的碱度，因此弱碱溶液一般不会侵蚀水泥石，但是，当铝酸盐含量较高的水泥石遇到强碱（如氢氧化钠）作用后出会被腐蚀破坏。氢氧化钠与水泥熟料中未水化的铝酸三钙作用，生成易溶的铝酸钠:

3CaOAl2O3+6NaOH=3Na2OA12O3+3Ca （OH） 2,当水泥石被氢氧化钠浸润后又在空气中干燥，与空气中的二氧化碳作用生成碳酸钠，它在水泥石毛细孔中结晶沉积，会使水泥石胀裂。

除了上述4种典型的侵蚀类型外，糖、氨、盐、动物脂肪、纯酒精、含环浣酸的石油产品等对水泥石也有一定的侵蚀作用。

六、其他品种水泥

1、砌筑水泥适用于砖、石、砌块等砌体的砌筑砂浆和内墙抹面砂浆，但不得用于钢筋混凝土，作其他用途必须通过试验来确定。

2、道路硅酸盐水泥道路水泥早期强度高，特别是抗折强度高、干缩率小、耐磨性好、抗冲击性好，主要用于道路路面、飞机场跑道、广场、车站以及对耐磨性、抗干缩性要求较高的混凝土工程。

3、中热硅酸盐水泥和低热硅酸盐水泥中热水泥适用于要求水化热较低的大体积混凝土，如大坝、大体积建筑物和厚大基础等工程中，可以克服可意克服因水化热引起的温差应力而导致混凝土的破坏；低热矿渣水泥主要适用于大坝或大体积混凝土及水下等要求低水化热的工程。

4、快硬硅酸盐水泥适用于要求早期强度高的工程，紧急抢修工程，冬期施工的以及制作预应力钢筋混凝土或高强混

凝土预制构件。不适用地大体积混凝土工程及与腐蚀介质接触的混凝土工程。

5、膨胀水泥

小结：1、由硅酸盐水泥熟料，0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。硅酸盐水泥分为不渗加混合材料的1型硅酸盐水泥（代号P- I ）和掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿

渣混合材料的II型硅酸盐水泥（代号P-1I）

2、水泥用适量的水调和后，最初形成具有可塑性的浆体，随着时间的增长，失去可塑性（但无强度），这一过

程称为初凝，开始具有强度时称为终凝。由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。

3、硅酸盐水泥的技术性质：细度、凝结时间、体积安定性、强度、碱度

作业：硅酸盐水泥熟料的主要矿物成分是什么？它们对水泥的性质有何影响？它们的水化产物是什么？P5& 1

第四章混凝土

本章主要了解普通混凝土的组成材料、主要技术性能和影响性能的因素，重点掌握普通混凝土配合比设计的方法。

§4. 1 -§4. 2 概述、混凝土的组成材料

一、目的要求：让学生掌握普通混凝土分类，熟练掌握普通混凝土组成材料的选用的方法；了解普通混凝土的组成

材料。

二、重点、难点：普通混凝土组成材料的选用

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间：2016.3.21

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

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一、概述

混凝土是由胶凝材料、颗粒状的粗细骨料和水（必要时掺入一定数量的外加

剂和矿物混合材料）按适当比例配制，经均匀搅拌、密实成型，并经过硬化后而成的一种人造石材。土木建筑工程中，应用最广的是以水泥为胶凝材料，以砂、石为骨料，加水拌制成混合物，经一定时间硬化而成的水泥混凝土。

1、混凝土的分类：

（1）按胶结材料分：水泥混凝土、石膏混凝土、沥青混凝土及聚合物混凝土等。

（2）按表观密度分：重混凝土、普通混凝土、轻混凝土及特轻混凝土。

（3）按性能与用途分：结构混凝土、水工混凝土、装饰混凝土及特种混凝土。

（4）按施工方法分：泵送混凝土、喷射混凝土、振密混凝土、离心混凝土等。

（5）按掺合料分：粉煤灰混凝土、硅灰混凝土、磨细高炉矿渣混凝土、纤维混凝土等。

2、混凝土的特点：

优点：（1）使用方便；（2）价格低廉；（3）高强耐久；（4）性能易调；（5）有利环保。

主要缺点：自重大、抗拉强度低、呈脆性、易裂缝。

二、组成材料

基本材料是：水泥、水、砂子和石子。砂石主要起骨架作用；水泥加水形成的水泥浆，在硬化前起润滑作用，硬化后起胶结作用。

1、水泥：根据工程性质、部位、施工条件、环境状况等，依据水泥暮性选择水泥品种。一般水泥强度等级标准值为

混凝土等级标准值的1. 5~2. 0倍。

2、骨料：按骨料粒径分为粗骨料（粒径大于5mm）和细骨料（粒径小于5mm）o

在行业标准中，从泥和泥块含量、有害物质含量、坚固性、碱含量、级配和粗细程度、骨料的形状和表面特征和强度等方面对砂石提岀了明确的技术质量要求。

3、混凝土用水

基本质量要求是：不能含影响水泥正常凝结与硬化的有害杂质；无损于混凝土强度发展及耐久性；不能加快钢筋锈蚀；不引起预应力钢筋脆断；保证混凝土表面不受污染。

4、混凝土外加剂

是指在拌制混凝土过程中，根据不同的要求，为改善混凝土性能而掺入的物质。其掺量一般不大于水泥质量的5% （特殊情况除外）。

外加剂按其主要功能，一般有减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂、膨胀剂、防冻剂、阻锈剂等。

小结：1、混凝土的分类

2、混凝土组成材料

作业：普通混凝土的组成材料在混凝土中作用？P128. 1

§4. 3-§4. 4 石料的技术性质、普通混凝土的技术性质

一、目的要求：让学生掌握石料的技术性质，熟练掌握普通混凝土技术性质；了解石料的耐久性。

二、重点、难点：普通混凝土技术性质

三、教学准备：教案、课件、视频

四、教学方法：讲授

五、教学时间：2016.3.23

六、教学时数：2课时

七、教学步骤：导入新课-新课内容-课后小结-作业

八、教学内容：

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一、石料的力学性质

1、抗压强度

①道路试件：50x50x50 mm立方体

（p50x II50mm的圆柱体

图1-2石料抗压强度试件

②桥梁试件：70x70x70 mm立方体

图1-2石料抗压强度试件

二、影响石料抗压强度的因素：内因：材料的矿物成分结构和构造，外因：试件尺寸、加荷速率、湿度等

磨耗率

搁板式（洛杉矶法）：试样为~5000g有级配的集料，加入钢球12个（p48mm, ~5000g。转速30?33r/min,转500 转图1-4搁板式磨耗仪示意图

①省时：15min左右

②使石料受到更严峻的冲击、

剪切、摩擦作用，石料级差大

③试样级配较符合路用状况

三、石料的技术性质

1、物理性质

物理常数：密度（表观密度、毛体积密度）、空隙率

吸水性：吸水率、饱水率、抗冻性

2、力学性质

抗压强度：单位面积上所能承受的最大荷载

磨耗率：石料抵抗撞击、剪切和摩擦综合作用的能力

四、石料的技术标准

1.分类：按照成岩条件、风化程度等

①岩浆岩类（火成岩）

②石灰岩类（沉积岩）

③砂岩与片麻岩类（变质岩）

④砾石岩（天然风化）

2.分级指标：饱水抗压强度和磨耗率

I最坚强

II坚强

III中等坚强

IV较软

图1-5碎石集料

不同粒径、尺寸较小的石料颗粒的集合体

五、集料的物理性质

1、物理常数图1-6集料的体积组成

（1）密度：表观密度、毛体积密度、装填密度

装填密度

①堆积（松装）密度——集料按自由下落方式装样

图1-7细集料堆积密度试验仪具示意图

②振实（紧装）密度——集料振摇方式装样

③捣实密度——集料振摇方式装样

（2）空隙率VG：集料空隙体积占集料总体积的百分比

—不含开口孔隙

——含开口孔隙

图1-6集料的体积组成

孔隙：矿物之间的空间—Vn+Vi

空隙：集料颗粒之间的空间一Vv

图1-7细集料堆积密度试验仪具示意图

2、级配：指集料中不同尺寸颗粒的比例

反映了粒径大小不同的矿质颗粒的相互搭配情况。

砾石受压

集料的性能及评价指标

粗集料的力学性能

压碎值：石料抵抗压碎的能力

磨光值：石料抵抗磨光的能力，即保持其原有粗糙的能力

磨耗值：石料抵抗磨擦、剪切的能力

冲击值：石料抵抗多次连续的重复冲击荷载的能力

六、粗集料力学性质

1、压碎值：石料抵抗压碎的能力

①压碎指标值（适用于水泥混凝土用集料）

图1-11压碎值测试仪具尺寸图

②压碎值（沥青混合料用集料）

七、普通混凝土的主要技术性能

（一）、新拌混凝土的和易性

新拌混凝土是指将水泥、砂、石和水按一定比例拌合但尚未凝结硬化时的拌合物。

和易性是一项综合技术性质，包括流动性、粘聚性和保水性三方面含义。流动性是指新拌混凝土在自重或机械振捣作用下，能产生流动，并均匀密实地填充模板各个角落的性能。粘凝性是指混凝土拌合物在滋工过程中其组成材料之间有一定的粘聚力，不致发生分层和离析的现象，能保持整体均匀的性质。保水性是指新拌混凝土在施工过程中，保持水分不易析出的能力。

影响和易性的主要因素：（1）水泥浆的数量和水灰比；（2）砂率；（3）组成材料的性质；（4）时间和温度。

（二）、混凝土强度

1、混凝土立方体抗压强度（简称抗压强度）是指按标准方法制作的边长为150mm的立方体试件，在标准养护条件（温度20±3工，相对湿度大于90%或置于水中）下，养护至28天龄期，经标准方法测试、计算得到的抗压强度值。

用feu表示。

非标准试件的立方体试件，其测定结果应乘以换算系数，换成标准试件强度值：边长100mm的立方体试件，应乘以0. 95；边长200mm的立方体试件应乘以1.05。

普通混凝土划分为C7. 5、CIO、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55等11个等级。强度等级表示中的“C”表示混凝土强度，“C”后边的数值为抗压强度标准值。

2、影响抗压强度的主要因素：（1）水泥强度等级和水灰比；（2）骨料的影响；（3）龄期与强度的关系；（4）养护温度和湿度的影响。

3、混凝土的质量控制与强度评定

1）、混凝土的质量控制

原材料及施工方面的影响因素：（1）水泥、骨料及外加剂等原材料的质量和计量的波动；（2）用水量或骨料含水量的变化所引起水灰比的波动；（3）搅拌、运输、浇筑、振捣、养护条件的波动以及气温变化等。

试验条件方面的影响因素：取样方法、试件成型及养护条件的差异、试验机的误差和试验人员的操作熟练程度等。

2）、强度评定

混凝土配制强度：设计要求的混凝土强度保证率为95%时，配制强度feu, o^feu, k+1.645o o

o取值：设计强度等级低于C20时，取4.0；强度等级为C20~C35时，取5. 0；强度等级高于C35时，取6. 0

（三）混凝土的耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素的作用，长期保持强度和外观完整性的能力。

混凝土耐久性是指结构在规定的使用年限内，在各种环境条件作用下，不需要额外的费用加固处理而保持其安

全性、正常使用和可接受的外观能力

简单的说混凝土材料的耐久性指标一般包括：

1混凝土的碳化

2020年土木工程材料期末模拟试题及答案

2020年土木工程材料期末模拟试题及答案 名词解释（每题2分，共12分） 1.堆积密度是指粉状或粒状材料在堆积状态下，单位体积的质量。 2、水泥活性混合材料是指磨成细粉后，与石灰或与石灰和石膏拌和在一起，并加水后，在常温下，能生成具有胶凝性水化产物，既能在水中，又能在空气中硬化的混和材料。 3.砂浆的流动性是指砂浆在自重或外力的作用下产生流动的性质。 4、混凝土立方体抗压强度标准值是指按标准方法制作和养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期，用标准试验方法测得的强度总体分布中具有不低于95％保证率的抗压强度值。 5、钢材的冷弯性是指刚才在常温下承受弯曲变形的能力。 6、石油沥青的针入度是指在规定温度25℃条件下，以规定重量100g的标准针，经历规定时间5s贯入试样中的深度。 例1-2某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174，178，165mpa，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。:P1[2S9O"w3q 答：该石材软化系 例4-2石灰不耐水，但为什么配制的石灰土或三合土却可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位？/D(]$S4A)\6F%s' V*a)p

答：原因1.石灰土或三合土是由消石灰粉和粘土等按比例配制而成，加适量的水充分拌合后，经碾压或夯实，在潮湿环境中石灰与粘土表面的活性氧化硅或氧化铝反应，生成具有水硬性的水化硅酸钙或水化铝酸钙，所以石灰土或三合土的强度和耐水性会随使用时间的延长而逐渐提高，适于在潮湿环境中使用。7e-`' p5Y q:j.e 原因2.由于石灰的可塑性好，与粘土等拌合后经压实或夯实，使其密实度大大提高，降低了孔隙率，水的侵入大为减少。因此，灰土或三合土可以用于基础的垫层、道路的基层等潮湿部位 例5-5某框架结构工程现浇钢筋混凝土梁，混凝土设计强度等级为c30，施工要求混凝土拥落度为30～50mm，根据施工单位历史资料统计，混凝土强度标准差σ=5mpa。可供应以下原材料：水泥：p.o42.5普通硅酸盐水泥，水泥密度为ρc=3.log/cm3，水泥的富余系数为1.08；中砂：级配合格，砂子表观密度 ρ0s=2.60g/cm3；石子：5～30mm碎石，级配合格，石子表观密度ρ0g=2.65g/cm3。 设计要求： (1)混凝土计算配合比； (2)若经试配混凝土的工作性和强度等均符合要求，无需作调整。又知现场砂子含水率为3%，石子含水率为1%，试计算混凝土施工配合比。 .解：(1)求混凝土计算配合比。;^*y)H;B(g

土木工程材料期末试题及答案

《土木工程材料》 一：名词解释（每小题3分，共15分） 1、亲水材料 2、混凝土拌合物的和易性 3、混凝土拌合物的流动性 4．合理砂率 二、填空题（每空1.5分，共25分） 1、水泥的水化反应和凝结硬化必须在（）的条件下进行。 2、新拌砂浆的和易性包括（）和（）两方面。 3、Q235-A.Z牌号的钢中，符号Q表示（）。 4、合理砂率实际上保持混凝土拌合物具有良好（）和（）的最小砂率。 5、钢材的热处理方法有（）、（）、（）、（）。 6、材料的耐水性用（）来表示。 7、硅酸盐水泥适用于（）的混凝土工程。 8、配制混凝土时，若水灰比（）过大，则（）。 9、砂浆的保水性用（）表示。 10、普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法分为若干牌号，随牌号提高，钢材 （）。 11、（）含量过高使钢材产生热脆性。 12、材料的体积吸水率（）与质量吸水率（）存在如下关系：（） 13、在100g含水率为3的湿砂中，水的质量为（）。 14、普通混凝土破坏一般是（）先破坏。 15、砂浆的强度主要取决于（）。 16、有抗冻要求的混凝土工程，宜选用（）水泥。 17、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较，二者（）不同。 三，判断题（每小题1分，共15分） 1..常用的炼钢方法有转炉炼钢法，平炉炼钢法，电炉炼钢法三种。（） 2.抗压性能是建筑钢材的重要性能。（） 3.洛氏硬度一般用于较软材料。（） 4、道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥都属于专用水泥。（） 5、混凝土抗压强度试件以边长150㎜的正立方体为标准试件，其集料最大粒径为40㎜。（） 6、混凝土外加剂是在砼拌制过程中掺入用以改善砼性质的物质，除特殊情况外，掺量 不大于水泥质量的5%（） 7、在硅酸盐水泥熟料中含有少量游离氧化镁，它水化速度慢并产生体积膨胀，是引起 水泥安定性不良的重要原因（） 8、凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定时，称为废品水泥（） 9、砼配合比设计的三参数是指:水灰比,砂率,水泥用量。（） 10、按现行标准，硅酸盐水泥的初凝时间不得超过45 min。（） 四、问答题（每小题5分，共20分） 1、提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？ 2.在土木工程中普通混凝土有哪些主要优点？

土木工程材料讲解

绪论 、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 黑色金属一一钢、铁、不锈钢等 有色金属一一铅、铜等及其合金 天然石材一一砂、石及石材制品等 烧土制品及熔融制品一一砖、瓦、玻璃等 胶凝材料一一石灰、石膏、水泥、水玻璃等 混凝土及硅酸盐制品一一混凝土、砂 浆及硅酸盐制品 植物材料一一木材、竹材等 沥青材料 石油沥青、煤沥青、沥青制品等 高分子材料一一塑料、涂料、胶黏剂、合成橡胶、合成树脂等 r 无机非金属材料与有机材料复合一一玻璃纤维增强塑料、 沥青混合料等 金属材料与无机非金属材料复合一一钢筋混凝土、钢纤维混凝土、夹丝玻 璃 等 -金属材料与有机材料复合一一如轻质金属夹芯板 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、墙体材料、 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）、石油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。 、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。 第四，土建工程的质量，主要取决于材料的质量控制。 最后，建筑物和构筑物的可靠度评价，相当程度地依存于材料的可靠度评价。 「金属材料｛ <非金属材料 土木工程材料〈有机材料 复合材料 聚合物水泥混凝土、

土木工程材料教学改革探析-土木工程论文-工程论文

土木工程材料教学改革探析-土木工程论文-工程论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：针对土木工程材料课程传统教学中存在的问题，选择培养创新和应用能力的角度，从优化教学设计，增设现场教学内容，强化实践背景和案例教学，开设探索性、开放性实验等方面进行教学改革与实践，在理论学习中培养学生的创新能力和应用能力，从而提高教学质量。 关键词：土木工程材料；教学改革；创新能力 一、引言

近年来，国家大力推进高等学校创新创业教育改革及实施，要求本科教育注重培养学生的创新能力和实践能力。土木工程材料课程是土木工程专业学生必修的一门基础课，开设时间大部分设置在大学二年级上学期或下学期，为学生学习混凝土结构原理、钢结构、土木工程施工等后续课程提供基本知识，也为学生在以后工作实践中合理选用、改进创新工程材料提供理论基础。因此，土木工程材料的教学必须适应新的人才培养需求，探索培养创新能力和应用能力的教学改革。 二、现状分析 1.学生对教学内容的工程背景了解不够，缺乏认识。土木工程材料的教学目的是使学生掌握有关土木工程材料的性质和应用的基本知识和基础理论，了解工程材料性质和适用范围，以及改善性能的途径和方法，并熟悉土木工程材料的实验方法和实验设备。传统教学模式下，学生对教学内容的工程背景不了解，缺乏基本的感性认识和工程实践，学生对该课程与后续专业课程之间的关系不了解，更不清楚该课程今后所从事的工作的重要性和意义，学生学习目的不明确，缺乏学习兴趣和主动性。 2.教学内容繁杂且关联性不强，叙述性知识点

多，学生学习积极性不高。土木工程材料课程所涉及的知识点和信息量非常大，课程设置有十四章，包括基本性质、石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、金属材料、墙体材料、沥青及沥青混合料、防水材料、木材、高分子建筑材料、装饰材料、绝热材料和吸声材料等。各个章节相对、关联性不强，理论性和叙述性知识点多，依靠传统的授课方式无法将课程所有内容讲深讲活，学生总是被动地去接受知识，很少有机会进行思考与互动。学生的学习积极性不高，获得的知识往往仅停留在表面，下课即忘记，更谈不上创新型和应用型人才的培养。3.实验教学时学生动手少，创新型设计性实验项目缺失。传统的土木工程材料实验教学包括材料的基本物理性质试验、水泥细度测定、水泥胶砂强度检测、骨料的筛分、混凝土拌和物制备、抗压强度检测等，以验证性实验为主要教学内容，基本上是以课堂老师讲解、演示和示范，学生模仿、操作的形式来组织教学，学生参与度不高，难以达到预期的实验教学效果。因此，有必要探索一种有利于培养学生科研能力、创新意识及工程素养的土木工程材料实验教学模式。4.教学方式落后，考核方式单一，不利于培养学生的创新能力和应用能力。土木工程材料课程一直是典型的试卷类考试课程。由于该课程的知识点十分繁多，以选择题、填空题、简答题、计算题为主，命题非常方便。但是，这种考核办法也有一个显著的缺陷，那就是容易使学生养成一味依靠强力临时记忆的习惯，学习成绩有时虽然高，但是未能掌握好土木工程材料的应用，这会影响到教师对学生学习效果的考查，同时也会影响到教学目标的实现。

土木工程材料试验教学大纲

土木工程材料实验》实验教学大纲 1. 课程名称：土木工程材料实验英文名称：Experiment of Civil Engineering Materials 2. 课程编码：01011205 3. 课程类别：专业基础 4. 课程要求：必修 5. 课程属性：课中实验 6. 课程总学时：50 学时总学分：3 学分 7. 实验学时：12 学时学分：1 学分 8. 应开学期：第4 学期 9. 适用专业：土木工程 10. 先修课程：土木工程材料 11. 编写人：张华夏编写日期：2004 年12 月16 日 一、实验课程简介土木工程材料实验是土木工程材料教学的一个重要组成部分。土木工程材料实验教学的任务，不仅是巩固所学的理论知识和丰富学习内容，更重要的是让学生熟悉试验设备、操作技术及有关的国家标准和技术规范，并获得对主要土木工程材料试验和设计方法的技术技能训练。 二、实验教学目标与基本要求要求对几种常用主要土木工程材料的标准试验方法有所了解，并掌握鉴定材料技术性能的试验原理、步骤和常用试验仪器设备、仪表的操作方法，了解试验结果的精度要求和数据处理的基本方法。要求学生认真作实验，如实观测记录，独立作出实验报告。 三、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验课程基于基本理论有：油泵加压测力、杠杆作用、偏心轮引起振动、振动引起物料流态化、浮力阻力与重力的平衡、负压吸力；基于的实验技术知识有：按国家标准和技术规范，正确运用相应的工具、设备制备出规定数量的试样，在规定龄期对试样进行破型实验、数据处理，根据实验数据结果对样品的质量下结论。 四、实验方法、特点与基本要求实验教学以学生操作为主，教师指导为辅。 1. 基本操作技能正确掌握天平、台秤、磅秤、量筒、拌铲、搅拌机、振动台、试件模具、液压压力机、抗折试验机、水泥负压筛细度仪、水泥标准稠度测定仪等的使用，学会各种材料试样的制备与测定。验证所测材料的质量等级，加深和巩固对所学知识的认识与了解。 2. 综合性实验 运用混凝土回弹仪、电钻、酚酞试剂对一批混凝土试件或构件进行非破坏性推定抗压强度实验。 学生根据实验指导书和教师的指导，按照行业技术规范的实验方法和步骤进行实验，验证所学的科学 知识、客观规律，加深和巩固对所学知识的认识与了解，学会对一批混凝土构件进行非破坏性抗压强度推定。 综合性实验就是把学生学过的多方面知识、多学科内容、多因素影响，统筹考虑、综合应用开展实验，从而培养学

土木工程材料教学大纲

《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。二、本课程学习和考核的内容 绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种

《土木工程材料》期末复习题_44471426815793541

中国石油大学（北京）远程教育学院 《土木工程材料》期末复习题 一、单项选择题 1. 增大材料的孔隙率，则其抗冻性能将( )。 A. 不变 B. 提高 C. 降低 D. 不一定 2. 孔隙率增大，材料的( )降低。 A. 密度 B. 表观密度 C. 憎水性 D. 抗冻性 3. 下列四种材料中属于憎水材料的是( )。 A. 花岗岩 B. 钢材 C. 石油沥青 D. 混凝土 4. 建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于( )的材料称为吸声材料。 A. 0.1 B. 0.2 C. 0.3 D. 0.4 5. 钢材抵抗冲击荷载的能力称为( )。 A. 塑性 B. 弹性 C. 冲击韧性 D. 硬度 6. 选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择下列( )。 A. 具有良好塑性的材料 B. 具有良好韧性的材料 C. 具有良好弹性的材料 D. 具有良好硬度的材料 7. 两只钢种，若甲钢5δ＝乙钢10δ，则甲钢的塑性( )乙钢的塑性。 A ．小于 B ．大于 C ．等于 D ．不确定 8．下面四种岩石中，耐火性最差的是( )。 A. 花岗岩 B. 大理岩 C. 玄武岩 D. 石灰岩

9．以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比较高的是( )。 A. S C 2 B. S C 3 C. A C 3 D. AF C 4 10. 水泥安定性是指( )。 A ．温度变化时，胀缩能力的大小 B ．冰冻时，抗冻能力的大小 C ．硬化过程中，体积变化是否均匀 D ．拌和物中保水能力的大小 11．水泥熟料中水化速度最快，28d 水化热最大的是( )。 A. S C 2 B. S C 3 C. A C 3 D. AF C 4 12. 坍落度所表示的混凝土的性质为( )。 A ．强度 B ．粘聚性 C ．保水性 D ．流动性 13. 为配制高强混凝土，加入下列( )外加剂为宜。 A ．早强剂 B ．减水剂 C ．缓凝剂 D ．速凝剂 14. 理论上，木材强度最高的是( )。 A ．顺纹抗拉强度 B ．顺纹抗压强度 C ．横纹抗压强度 D ．横纹抗拉强度 15. 按热性能分，以下( )属于热塑性树脂。 A ．聚氯乙烯 B ．聚丙稀 C ．聚酯 D ．聚氯乙烯＋聚丙稀 二、多项选择题 1. 下列性质中属于基本物理性质的有( )。 A ．硬度 B ．耐蚀性 C ．密度 D ．耐水性 2. 材料在吸水后，将使材料的( )性能增强。 A ．耐久性 B ．密度

3 土木工程材料作业

一、问答题。 1．常见合成高分子防水卷材有哪些？ 答： 1) 橡胶类有：三元乙丙卷材、丁基橡胶卷材、再生卷材等； 2) 塑料类有：聚氯乙烯卷材、氯化聚乙烯卷材、聚乙烯卷材等； 3) 橡塑类有：氯化聚乙烯、橡胶共混卷材。 2．钢材牌号与其强度质量等的关系？ 答：钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。牌号越大，含碳量越大，抗拉强度越高，而伸长率则随着牌号的增大而降低。 3．各元素对钢材质量的影响？ 答：钢材中除了主要化学成分铁以外，还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素：1) 碳（C）：a) 所有碳素钢的性能主要取决于含C量，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，0。8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加，塑性及韧性则相反，含C量>0。8%的碳钢，强度及塑性均低，但硬度很高，但当含碳量在1。0%以上，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。b) 随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0。3%的钢材，可焊性显著下降），冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0。25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0。52%。2) 、硅（Si）：a) 在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，是钢中的有益元素。所以镇静钢含有0。15－0。30%的硅。如果钢中含硅量超过0。50-0。60%，硅就算合金元素。硅含量较低（小于1。0%）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。b) 硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。在调质结构钢中加入1。0－1。2%的硅，强度可提高15－20%。 c) 硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。d) 含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率。e) 硅量增加，会降低钢的焊接性能。3) 锰（Mn）：a) 锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的，是钢中的有益元素。锰具有很强的脱氧去硫能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。一般钢中含锰0。30－0。50%。在碳素钢中加入0。70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn钢比A3屈服点高40%。b) 锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。锰是我国低合金结构钢中的主要合金元素。能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。4) 磷（P）：a) 在一般情况下，磷是钢中有害元素，随着磷含量的增加，钢材的强度、屈强比、硬度均提高，而塑性和韧性显著降低。特别是温度愈低，对塑性和韧性的影响愈大，显著加大钢材的冷脆性。磷也使钢材的可焊性显著降低。因此通常要求钢中含磷量小于0。045%，优质钢要求更低些。b) 但磷可提高钢材的耐磨性和耐蚀性，故在低合金钢中可配合其他元素作为合金元素使用。能使钢的可塑性及韧性明显下降，特别的在低温下更为严重，这种现象叫做冷脆性。c) 在优质钢中，硫和磷要严格控制，但另方面，在低碳钢中较高的硫和磷，能使其切削易断，对改善钢的可切削性有利。5) 硫（S）：a) 硫是钢中很有害的元素。硫的存在会加大钢材的热脆性，降低钢材的各种机械性能，也使钢材的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。是钢中的有害杂物，含硫较高的钢在高温进行压力加工时，容易脆裂。通常叫作热脆性。b) 硫对焊接性能不利，

东南大学土木工程材料期末复习资料讲诉

《土木工程材料》期末复习资料以及相关习题（东南大学） 第1章土木工程材料的基本性 （1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、抗冻性及导热性下降、上升还是不变？ 材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：孔隙率指材料体积内，孔隙体积所占的百分比； 孔隙率指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比； 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （2）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料； 材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （3）塑性材料和塑性材料在外力作用下，其形变有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （4）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （5）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？ 答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。 第2章天然石材 （1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。 答：可分为三大类： 1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。例如花岗岩、 辉绿岩、火山首凝灰岩等。 2)沉积岩，又称为水成岩，是由地表的各类岩石经自然界的风化作用后破坏后补水流、冰川或风 力搬运至不同地主，再经逐层沉积并在覆盖层的压力作用或天然矿物胶结剂的胶结作用下，重

《土木工程材料》

《土木工程材料》 教学大纲 一、本课程的地位、任务和作用 本课程是土木工专业的一门专业必修课，属专业技术基础课，其知识是学生在后续专业课的学习及今后工作的基础，因而在土木工程专业的教学计划中具有重要的地位和作用。 本课程的教学目的是使本专业的学生掌握在土木工程中应用的主要建筑材料的技术性能、品种规格、适用范围、检验方法及贮运知识，并了解有关建筑材料的质量控制方法和基本生产工艺，从而使学生能在今后正确、科学、合理地选材用材，并为后续课（如建筑施工、钢筋混凝土结构等）提供基础知识。 二、教学基本内容与基本要求 第章：土木工程材料的基本性质 了解建筑材料在工程建设中的作用和地位、发展概况，建材与建筑结构、建筑施工、建筑工程质量的关系；了解建筑材料的分类和标准化。 掌握建筑材料的基本物理性能、力学性能及耐久性能，深入理解材料组成结构对基本性质的影响，掌握有关性能的测试方法。 第章：建筑钢材 了解钢的组织结构、分类、冶炼过程对质量的影响。深入理解钢材的机械性能及影响因素、各类钢材的牌号含义及选择，了解钢材热处理、冷加工强化、时效处理的基本方法和意义及基本原理，了解钢材腐蚀的原因及防治。 第章：无机胶凝材料 掌握胶凝材料的分类及几种主要气硬性胶凝材料的技术性质、水化、硬化的基本原理、 应用范围及应用中注意的事项。 以硅酸盐系列通用水泥为主，了解其生产过程、矿物组成，水化、硬化，掌握水泥的国家标准、技术性质、验收规则及有关性质的检测方法，同时对高铝水泥、白水泥、膨胀水泥等其它水泥的技术性质和应用作一般了解。 第、章：水泥混凝土及砂浆 了解混凝土的分类及基本特性，掌握普通混凝土的组成材料的质量要求及在混凝土中的作用。熟练掌握普通混凝土拌合物的和易性及影响因素、硬化混凝土的主要性能、强度等级的判定，改善和控制混凝土质量的方法和措施。深入了解混凝土外加剂的作用机理和应用方法，掌握混凝土的配合比设计和配制。 理解建筑砂浆的组成、主要技术性质，掌握砌筑砂浆配合比设计方法。

土木工程材料教案讲义10混凝土的组成材料.doc

第5章混凝土 5.1混凝土的概述 5.1.1混凝土的定义 以胶凝材料、颗粒状集料（必要时加入的化学外加剂、掺合料、纤维等材料）为原材料, 按比例配料、拌合、成型，经硬化而形成的具有堆聚结构的人造石材，统称为混凝土， 5.1.2混凝土的发展历史 5.1.3混凝土的分类 从结构及表观密度方面进行分类 （1）按混凝土结构分 1）普通结构混凝土 2）细粒混凝土 3）大孔混凝土 4）多孔混凝土 （2 ）按照表观密度分 1）重混凝土 2）普通混凝土 3）轻混凝土 4）特轻混凝土 5. 1.4混凝土材料的特点 （1 ）优点 1）成木低 2）可塑性好 3）配制灵活，适应性好 4）抗压强度高 5）复合性能好 6）耐久性好 7）耐火性好 8）生产能耗低。 （2 ）混凝土的缺点 1）自重大、比强度小混凝土比强度比木材、钢材小。 2）抗拉强度低、变形能力小呈脆性、易开裂，抗拉强度约为抗压强度的1/10?1/20。5.2混凝土的组成材料 普通混凝土的组成材料主要有水泥、水、粗骨料（碎石、卵石）、细骨料（砂）。有时,

loo-A 为了改善某方面的性能，需加入外加剂或掺合料。普通混凝土硬化后的宏观组织构造如图 5.1所示。 5.2.1水泥 (1 )水泥品种的选择 水泥品种的选择，需在分析工程特点、环境特点、施工条件的基础上，结合水泥的性能 特点来选择， (2 )水泥强度等级的选择 水泥强度等级要与混凝土强度等级相适应。 (3) 水泥的技术性质 对于所选水泥品种，应检验技术性质，需满足相关要求。 5. 2. 2细骨料 公称粒径在0. 15-4. 75mm 之间的骨料称为细骨料，也叫砂。砂按来源分为天然砂、人 工砂两类。砂的技术要求主要有： (1 )砂的颗粒级配和粗细程度 砂的颗粒级配是指砂了大小不同的颗粒搭配的比例情况。 砂的粗细程度是指砂了总体的粗细程度 砂子的颗粒级配和粗细程度，可通过筛分析的方法来确定。 砂的粗细程度可通过计算细度模数确定。细度模数根据(5.1)式计算(精确至O.ODo A + 旗 + &)-5卜 M _ (& + A + (5.1) 式中：细度模数。A 、盅、人3、人4、&、&一分别为4.751顶、2.36mm. 1.18mm 、 600 /Am 、300 /Jin 、150 /.un 筛的累计筛余百分率。 砂按细度模数分为粗、中、细三种规格，其细度模数分别为： 粗砂：3. 7?3.1 中砂：3.0?2. 3 细砂：2. 2?1.6 (2 )含泥量(石粉含量和泥块含量) 天然砂的含泥量和泥块含量应符合表5. 3规定。 (3) 有害物质 砂中云母、轻物质、有机物、硫化物及硫酸盐、藐盐等的含量应符合表5. 3的规定。 (4) 坚固性 坚固性是砂在自然风化和其他外界物理化学因素作用下，抵抗破裂的能力。根据 GB/T1464-2001规定，天然砂采用硫酸钠溶液进行试验，砂样经5次循环后其质量损失应符 合表5. 4规定。 (5) 表观密度、堆积密度、空隙率 砂的表观密度大于2500 kg ? m ；,松散堆积密度大于1350 kg ?m 3,空隙率小于47%。 (6 )碱集料反应 指水泥、外加剂等混凝土组成物及环境中的碱与集料中活性矿物在潮湿环境下缓慢发生 并导致混凝土开裂破坏的膨胀反应。 (7 )砂的含水状态 砂有四种含水状态(如图5. 4所示)： 1) 绝干状态

07《土木工程材料》教学大纲和实验大纲

土木工程材料 课程编码：204016 课程英文译名：Civil Engineering Materials 课程类别：专业基础课 开课对象：土木工程专业开课学期：3 学时/学分：48学时/3学分理论课学时：36学时实验学时：12学时； 先修课程：普通物理，普通化学，材料力学 教材：土木工程材料，陈志源主编，武汉理工大学出版社，2003.6，第二版 参考书：[1] 高性能混凝土，吴中伟，廉慧珍编著，中国铁道出版社，1999.9，第一版 [2] Civil Engineering Materials, Jackson N, Macmillan Education, 1988, Second edition. [3]《土木工程材料》，钱晓倩，詹树林主编，浙江大学出版社，2003.8, 第一版 [4]《土木工程材料》，黄政宇主编，高等教育出版社（2002.12） [5]《土木工程材料概要·习题·题解》，吴芳等主编，重庆大学出版社，2006.9 [6]《土木工程材料典型题解析及自测试题》，张德思主编，西北工大出版社，2002.3 一、课程的性质、目的和任务 本课程是土木工程专业学生必修的专业基础课，它与公共基础课及专业紧密衔接，起着承上启下的作用。 本课程的教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法以及检测和质量控制方法，并了解土木工程材料性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计、施工之间的相互关系。 二、课程的基本内容、学时分配、重点、难点 1、课程基本内容 1绪言 1.1 概述 1.2 材料的基本状态参数 1.3 材料的力学性质 1.4 材料与水有关的性质 1.5 材料的热性质 1.6 材料的耐久性 2气硬性胶凝材料 2.1 石灰 2.2 石膏 2.3 水玻璃

土木工程材料教学大纲

土木工程材料教学大纲文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

《土木工程材料》课程教学大纲 一、课程的性质和学习目的 1、本课程的性质和任务 《土木工程材料》是土木工程专业的一门重要专业技术基础课, 是直接为土木工程实际问题服务的一门重要的学科。 《土木工程材料》是研究土木工程用材料结构、性能、标准及相互关系的一门科学，并且研究如何选用和组配复合材料。通过本课程的学习，使学生掌握各种材料内部组成、结构、技术性能、技术标准及其相互关系。培养学生合理选用和组配新型复合材料的能力。 2、课程的基本要求： （1）掌握砂石材料、水泥、水泥混凝土、沥青混合料的组成结构、技术性质及其关系；掌握矿质混合料、水泥混凝土、沥青混合料配合比设计； （2）熟悉石灰、沥青及钢材的组成结构、技术性质及技术要求； （3）了解各种外加剂的性能；了解部分新建筑材料的技术性能及发展趋向； （4）了解石灰、水泥凝结硬化原理；沥青混凝土强度理论；集料的级配理论；沥青乳化机理。 （5）了解土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用、了解建筑功能材料的主要类型及特点。 3、本课程与其他课程的关系 在学习本课程之前, 应学完《数学》、《物理》、《化学》、《材料力学》、《工程地质》等课程，以便同学在学习本课程的过程中充分运用过去学过的知识。它是后续专业课的基础。 二、本课程学习和考核的内容

绪论（2学时） 教学内容：土木工程材料发展概况，土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 教学目标：了解土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，以及在经济发展中的意义；明确本课程在本专业中的地位，了解本课程研究的对象和内容、要求和学习方法。 重点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用，土木工程材料的发展概况。 难点：土木工程材料在土木工程建筑结构物中的作用 （一）土木工程材料的基本性质（2学时） 教学内容：材料学的基本理论，材料的物理性质、力学性质、材料的耐久性。 教学目标：了解材料学的基本理论，掌握材料的物理性质、力学性质，掌握材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用，掌握材料耐久性的基本概念。 重点：材料的物理—力学性质相互间的关系及在土木工程中的应用。 难点：材料的物理性质。 （二）天然石料（2学时） 教学内容：岩石的组成与分类、岩石的力学性能与测试方法、常用石料品种 教学目标：了解岩石的形成和分类，天然石材的工艺性质，能正确合理地选用建筑石材；掌握天然石材的物理性质和力学性质；掌握土木工程常用石材的品种。 重点：土木工程中常用石材的品种。 难点：石材的物理性质和力学性质。 （三）墙体材料（2学时） 教学内容：墙体材料的中各类；砌墙砖的种类及性能；砌块的类型及特点。 教学目标：了解烧结普通砖的性质及特点；掌握蒸养蒸压砖、砌块的主要性质及应用特点。

土木工程材料考试知识点

一、名词解释 1 、表观密度：材料在自然状态下单位体积的质量。 2、堆积密度：散粒材料在堆积状态下单位体积的重量。既包含了颗粒自然状 态下的体积既又包含了颗粒之间的空隙体积。 3、密度：材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 4、抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗透性，用渗透系数或抗渗等级表示。 5、抗冻性：材料在水饱和状态下，经过多次冻融循环作用，能保持强度和外观 完整性的能力。用抗冻等级表示。 3、孔隙率：指材料内部孔隙体积（Vp）占材料总体积（V o）的百分率 4、空隙率：散粒材料颗粒间的空隙体积（Vs）占堆积体积的百分比。 6、吸水性：材料在水中能吸收水分的性质。 7、吸湿性：亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 8、耐水性：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。材料的耐水性用软化系数表示。 10、软化系数：指材料在吸水饱和状态下的抗压强度和干燥状态下的抗压强度的 比值。 11、弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力取消后恢复到原始形状的性质。 弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标。 12、塑性：材料在外力作用下产生变形，当取消外力后，有一部分变形不能恢复 的性质。 13、脆性：材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，材料突然破坏，而破坏 时无明显的塑性变形的性质。脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度。14、韧性：材料在冲击、振动荷载作用下，能过吸收较大的能量，同时也能产生 一定的变形而不被破坏的性质。 15、硬度：材料表面抵抗硬物压入或刻画的能力。测定硬度通常采用：刻划法、 压入法、回弹法。 16、耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。 17、伸长率：指钢材拉伸试验中，钢材试样的伸长量占原标距的百分率。是衡量钢材塑性的重要技术指标，伸长率越大，塑性越好。 18、冲击韧性：钢材抵抗冲击荷载的能力。 19、钢材的时效：随着时间的延长，强度明显提高而塑性、韧性有所降低的现象。 20、时效敏感性：指因时效而导致钢材性能改变的程度的大小。 21、钢材的硬度：表示钢材表面局部抵抗硬物压入产生局部变形的能力。 22、屈服强度：钢材开始丧失对变形的抵抗能力，并开始产生大量塑性变形时所 对应的应力. 23、冷弯性能：钢材在常温条件下承受弯曲变形的能力，并且是显示钢材缺陷的 一种工艺性能. 24、疲劳性：在交变荷载的反复作用下，钢材往往在应力远小于抗拉强度时断裂 的现象。 25、含泥量：集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量。 26、泥块含量：粗集料中原始尺寸大于4.75mm，但经水浸、手捏后小于2.36mm 的颗粒含量。 27、压碎值：反映集料在连续增加的荷载作用下抵抗压碎的能力。

土木工程材料课后习题答案

水泥 生产硅酸盐水泥的主要原料有哪些？ 答：生产硅酸盐水泥的主要原料有石灰质原料和黏土质原料两大类，此外再辅助以少量的校正原料。石灰质原料可采用石灰石、泥灰岩、白垩等，主要提供CaO。黏土质原料可采用黏土、黄土、页岩等，主要提供SiO2、Al2O3、以及少量的Fe2O3。 为什么在硅酸盐水泥的时候要掺入适当的石膏？ 答：石膏有缓凝剂的作用，缓解水泥凝结。 简述硅酸盐水泥的主要矿物成分及其对于水泥性能的影响 答：硅酸三钙（凝结硬化速度快，水化放热量多，强度高）、硅酸二钙（凝结硬化速度慢，水化放热量慢，强度早期低、后期高）、铝酸三钙（凝结硬化速度最快，水化放热量最多，强度低）、铁铝酸四钙（凝结硬化速度快，水化放热量中等，强度低） 硅酸盐水泥的主要水化产物有哪几种？水泥石的结构如何？ 答：主要有凝胶和晶体两类，凝胶又水化硅酸钙、水化铁酸钙；晶体有氢氧化钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。水泥石结构有水泥水化产物、未水化完的水泥颗粒、孔隙和水。 简述水泥细度对于水泥性质的影响，如何检验？ 答：细度是指水泥颗粒的粗细程度，颗粒越细，与水反应的表面积就越大，因而水化反应较快且较完全，早期强度和后期强度都较高，但在空气中的硬化收缩性较大，磨细成本也较高。水泥颗粒过粗，则不利于水泥活性的发挥。 主要用筛选法和比表面积（勃氏法）检验。 造成硅酸盐水泥体积安定性不良的原因有哪几种？如何检验？ 答：一般由于熟料中所含游离氧化钙过多，也可能是由于熟料中游离氧化镁过多或水泥中石膏过多所致。用煮沸法检验，测试方法可用饼法或雷氏法。 简述硅酸盐水泥的强度发展规律以及影响因素 答：水化时间越久，强度越大，28天时强度约约三天时的两倍。水泥的强度主要取决于水泥的矿物组成和细度。 在下列的混凝土工程中应分别选用哪种水泥，并说明理由 A.紧急抢修的工程或军事工程 B.高炉基础 C.大体积混凝土坝和大型设备基础 D.水下混凝土工程 E.海港工程 F.蒸汽养护的混凝土预制构件 G.现浇混凝土构件 H.高强混凝土 I.混凝土地面和路面 J.冬季施工的混凝土 K.与流水接触的混凝土 L.水位变化区的混凝土

土木工程材料课程教学改革与实践

土木工程材料课程教学改革与实践-高等教育学论文 土木工程材料课程教学改革与实践 郭树荣（山东理工大学建筑工程学院） * 基金项目：山东理工大学课程综合改革项目（项目编号：JG114133）。 土木工程材料课是土建类专业必修的专业基础课，主要讲授直接构成土木工程实体的各种材料的组成、生产、技术标准、性质、使用及检测等知识。材料是土木工程建设的物质基础和质量基础，通过本课程的学习，使学生受到科学研究的基本训练，培养学生严谨认真、实事求是的科学态度，提高分析问题和解决问题的能力，为学生从事工程设计、施工和管理等工作正确的选择和合理使用土木工程材料打下坚实基础，同时也为后续课程的学习提供必要的土木工程材料的基本知识。 土木工程材料课程中的工程材料种类繁多、内容庞杂，且综合性、实践性都很强。同时土木工程材料的发展日新月异，新材料、新技术、新工艺、新产品层出不穷。传统的教学模式已越来越不能适应知识、能力、素质并重的新型工程技术人才的培养要求。为培养高素质的应用型土建类专业人才，我校土木工程教学团队通过细化课程标准，改革教学模式，整合教学内容、重塑实践教学体系、改革教学方法和考核方式以及课程教学资源建设等方面，对土木工程材料课程进行教学改革，取得了显著的效果。 一构建“一主线、三层次、立体化”的理论课程教学模式 “一主线”是在讲授各种材料时，既突出重点（以水泥、混凝土、钢材、沥青作为教学重点），又体现“一主线”的模式。“一主线”是按照“生产原料→生产工艺→材料组成、结构→性能→应用”讲解各类材料的基本知识，授课条

理分明，学生学习思路清晰，从而培养了学生正确学习的有效方法和分析归纳能力。 “三层次”是在课堂教学中把每个知识点分为逐层深入的三个层次———基础知识、观察和讨论、工程案例，并使每一个知识点达到基础性、扩展性和创造性的有机结合。 第一层次基本知识是依据以上突出重点、体现一主线的模式讲授，并采用启发式、提问式等多种方式，启发学生进行思考，调动学生的积极性，从而使学生由被动变为主动学习。 第二层次观察和讨论是通过观察建设工程中某现象（或事故）、某试验或试验结果,启发学生展开讨论。学生通过对这些现象、结果的分析讨论,既加深对相关基本知识的理解,又培养分析问题的能力。达到学中悟,悟中学。充分调动学生学习的主动性和积极性，启发思维使学生的观察能力、思维能力、想象能力得到了提升。 第三个层次工程案例是结合所教授的知识点与实际工程案例相结合，鼓励学生通过各种信息渠道收集工程案例，分析讨论工程案例，教师引导学生理论联系实际，培养学生解决实际问题的能力。 “立体化”是教学内容的立体化结构。在教学实践中，逐步建立立体化的教学内容结构。首先以教材为蓝本，广泛收集、整理大量的教学资料，使教学内容变得丰富；其次收集图片、视频、实物样品，制作多媒体课件和教学视频，使教学内容更加形象；另外制作功能强大、师生互动网络课程，作为支撑的教学内容体系。 二突出“一定位、三最新、重优化”的教学内容

《土木工程材料》教案第1-6章.docx

绪论 本章主要了解土木工程材料的分类和土木工程材料技术标准、建筑材料特点。 一、 目的要求：让学生掌握土木工程材料的概念、轮点、组成；熟练掌握建材的国家标准 二、 重点、难点：建材的国家标准 讲授 2016.2.29 2课时 导入新课-新课内容-课后小结-作业 导入新课：小时候玩的—身边的—房屋 一、 土木工程材料的定义和分类 人类赖以生存的总环境中，所有构筑物或建筑物所用材料及制品统称为建筑材料。本课程的建筑材料是指用于建 筑物地基、基础、地面、墙体、梁、板、柱、屋顶和建筑装饰的所有材料。 建筑材料的分类： 1、 按材料的化学成分分类，可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类： 无机材料又分为金属材料（钢、铁、铝、铜、各类合金等）、非金属材料（天然石材、水泥、混凝土、玻璃、烧土 制品等）、金属一非金属复合材料（钢筋混凝土等）； 有机材料有木材、塑料、合成橡胶、石油沥青等； 复合材料又分为无机非金属一有机复合材料（聚合物混凝土、玻璃纤维增强塑料等）、金属一有机复合材料（轻质 金属夹芯板等）。 2、 按材料的使用功能，可分为结构材料和功能材料两大类： 结构材料一一用作承重构件的材料，如梁、板、柱所用材料； 功能材料一一所用材料在建筑上具有某些特殊功能，如防水、装饰、隔热等功能。 二、 土木工程材料的特点 土木工程材料在工程中的使用必须有以下特点：具有工程要求的使用功能；具有与使用环境条件相适应的耐久性; 具有丰富的资源，满足建筑工程对材料量的需求；材料价廉。 建筑环境中，理想的建筑材料应具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特 点。 三、 技术材料的类型 我国常用的标准有如下三大类： 1、 国家标准 国家标准有强制性标准（代号GB ）、推荐性标准（代号GB/T ）O 2、 行业标准 如建筑工程行业标准（代号JGJ ）、建筑材料行业标准（代号JC ）等。 3、 地方标准（代号DBJ ）和企业标准（代号QB ）。 标准的表示方法为：标准名称、部门代号、编号和批准年份。 小结：1、建筑材料的分类：按材料的化学成分分类，可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类；按材料的使 用功能，可分为结构材料和功能材料两大类 2、我国常用的标准有如下三大类：国家标准、行业标准、地方标准（代号DBJ ）和企业标准（代号QB ） 作业：土木工程材料的怎么分类？ （P4. 1） 三、教学准备 教案、课件、视频 四、 教学方法 五、 教学时间 六、 教学时数 七、 教学步骤 八、 教学内容