土木工程材料(一)
第十二章土木工程材料(一)
土木工程材料第一节材料科学知识与土木工程材料的基本性质一、土木工程材料分类、组成及结构（一）土木工程材料的组成土木工程材料的组成分为化学组成和矿物组成。
化学组成影响着材料的化学性质，矿物组成影响着材料的物理力学性质。
通常按照土木工程材料的化学组成将其划分为无机材料、有机材料和复合材料三大类，详见表1。
表1 土木工程材料的分类（二）土木工程材料的结构土木工程材料的结构有宏观结构、细观结构和微观结构。
1、微观结构（1）晶体：基本质点按照一定的逻辑罗列，而且按照一定的周期重复浮上，即具有各向异性的性质，宏观的晶体材料是由多个晶粒聚拢而成，表现出各向同性的性质，如钢材。
分为原子晶体，如金刚石；离子晶体，如NaCl；金属晶体，如铜；分子晶体，如冰。
（2）玻璃体：各向同性的，具有潜在的化学活性，在一定条件下容易与其他物质发生化学反应，如粉煤灰。
（3）胶体：属于非晶体。
质点很极小，表面积很大，所以表面能很大，吸附能力很强，使胶体具有很强的粘结力，如水化硅酸钙。
2、宏观结构又划分为。
（1）按照土木工程材料的构造特征，土木工程材料的构造分为堆聚结构：由骨料与胶凝材料结合而成的材料，例如混凝土纤维结构：玻璃纤维及矿物棉等纤维材料所具有的结构。
层状结构：将材料叠合而成的结构，例如胶合板散粒结构：松散颗粒的结构，例如砂石骨料（2）、按照土木工程材料的孔隙特征分为致密结构：无孔隙存在的材料，例如玻璃、钢材多孔结构：有粗壮孔隙的结构，例如加气混凝土微孔结构：有微细的孔隙结构，例如粘土砖、石膏制品[例题1] 以下哪种微观结构或性质的材料不属于晶体？A.结构单元在三维空间逻辑性罗列B.非固定熔点C.材料的任一部分都具有相同的性质D.在适当的环境中能自发形成封闭的几何多面体【解析】晶体结构的基本特征是内部质点按照一定的逻辑罗列，并且按照一定周期重复浮上，即结构单元在三维空间逻辑性罗列，且在适当的环境中能自发形成封闭的几何多面体。
土木工程材料大一上知识点
土木工程材料大一上知识点土木工程材料是土木工程领域中非常重要的一部分，它们直接影响着建筑物的质量和耐久性。
在大一上学期，学习土木工程材料的基础知识对于建筑学专业的学生来说至关重要。
本文将围绕土木工程材料的分类、性质和应用等方面展开讨论。
一、分类与特点土木工程材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
其中最常见的分类方式是按照物理性质分为金属材料、无机非金属材料和有机材料三大类。
1.金属材料：金属材料是指以金属元素为主要成分的材料，如钢材、铝材等。
金属材料具有强度高、导热性良好、可塑性强等特点，因此在土木工程中广泛应用于结构支撑和承重部件。
2.无机非金属材料：无机非金属材料主要包括混凝土、水泥、砖等。
这类材料具有较好的耐磨性、耐腐蚀性和防火性能，广泛用于土木工程中的建筑物和道路等。
3.有机材料：有机材料通常是指由有机化合物构成的材料，如木材、塑料等。
有机材料具有较轻的质量、良好的绝缘性能和塑性，常用于土木工程中的隔热、隔音和装饰材料。
二、性质与测试了解土木工程材料的性质对于选用合适的材料以及估算其性能至关重要。
常见的土木工程材料的性质包括抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、耐蚀性等。
1.抗压强度：抗压强度是指材料在受到压力时能够承受的最大压缩应力。
一般通过在材料上施加垂直于其表面的力来测试材料的抗压强度。
2.抗拉强度：抗拉强度是指材料在受到拉伸力时能够承受的最大应力。
常用的方法是在材料上施加拉伸力，直到材料发生断裂。
3.抗弯强度：抗弯强度是指材料在受到弯曲力时能够承受的最大应力。
这个参数在设计梁柱等承重构件时尤为重要。
4.耐蚀性：耐蚀性是指材料抵抗腐蚀和化学侵蚀的能力。
不同的材料对于不同的环境具有不同的耐蚀性，需根据具体使用条件来选择材料。
为了测试这些性质，常用的测试方法包括拉伸试验、压力试验、弯曲试验和化学试验等。
这些测试方法帮助工程师评估材料的性能，从而合理地选用和应用材料。
三、应用与创新土木工程材料的应用范围广泛，从房屋建筑到桥梁、隧道等各种工程都离不开合适的材料。
土木工程材料(1)
❖体积安定性：水泥的体积安定性是指水泥在凝结硬化过程中， 体积变化的均匀性。
❖强 度 等 级 ： 硅 酸 盐 水 泥 分 为 42.5 、 42.5R 、 52.5 、 52.5R 、 62.5、62.5R六个强度等级；其他五种水泥分为32.5、32.5R、 42.5、42.5R、52.5R六个等级。其中有代号R者为早强型水泥。
▪建筑石膏的应用：可拌制抹面灰浆，用于室 内墙面及顶棚抹灰，也可掺入其他材料制作石 膏板。
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二、水硬性胶凝材料
水泥： 水泥是土木工程建设中最重要的建筑材料之一。它不仅
大量应用于建筑工程中，而且还广泛用于公路、桥梁、铁 路、水利等工程中，它还是配制混凝土的重要材料。
我国常用水泥的主要品种有： ➢硅酸盐水泥
1 烧结多孔砖 烧结多孔砖是以粘土、页岩或煤矸石为主要原料 烧制的主要用于结构承重的多孔砖。烧结多孔砖的孔洞率一般在15 ％以上。在建筑中烧结多孔砖多用于砌筑六层以下的承重墙或高层 框架结构填充墙。多孔砖形状见图。
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烧结多孔砖和烧结空心砖
2 烧结空心砖 烧结空心砖是以粘土、页岩或粉煤灰为主要原料烧 制的空心砖。空心砖顶面有孔，孔大而少，而多孔砖孔小而多。空 心砖的孔洞率一般在30％以上。空心砖形状见图3-2。
➢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 ➢复合硅编酸辑p盐pt 水泥等
常用水泥的生产
❖硅酸盐水泥的生产：两磨一烧
❖其它品种水泥的生产：常用水泥中的其他几种类型是由 硅酸盐水泥熟料掺入一定量的混合材料经磨细而得到的。 混合材料指的是火山灰质混合材料、粉煤灰、粒化高炉矿 渣等。
（2）料石：经过人工或机械开采出 的较规则的块石。主要用于砌筑墙身、 踏步、拱和纪念碑、柱等。
吉林大学2020大作业-1土木工程材料
一。
名词解释题（共10道小题，共20分）1.热固性聚合物;是指一般先形成预聚物，成型时，经加热使其中潜在的官能团继续反应成交联结构而固化。
2.均聚物与共聚物:均聚物是由一种单体聚合而成的聚合物，与多种单体聚合而成的共聚物相对应。
均聚物的结构形如A-A-A-A-A-A-A-A-A-A-简单重复。
共聚物是由两种或更多单体聚合所形成的聚合物，与之对应的是只有一种单体聚合而成的均聚物。
共聚物的结构中具有至少两种结构单元，结构单元之间以化学键连接，这和两种聚合物用机械或物理混合形成的共混物不同。
3.大气稳定性:叠加在大气背景场上的扰动能否随时间增强的量度。
也指空中某大气团由于与周围空气存在密度、温度和流速等的强度差而产生的浮力使其产生加速度而上升或下降的程度4.隔声材料:是指把空气中传播的噪声隔绝、隔断、分离的一种材料、构件或结构。
5.聚合物的老化:聚合物在使用过程中,由于阳光、热、空气(氧和臭氧)等因素的作用而发生结构或组成的变化,从而引起各种性能的劣化6.自由水:亦称自由水。
以毛细作用的形式存在于粮粒内部间隙中的水。
具有普通水的性质，比较活泼，易于蒸发，能作为溶剂，在0℃易结冰，是粮食进行一切生化反应的介质。
7.沥青的塑性:指沥青在外力作用下发生变形而不被破坏的能力。
8.吸声系数:声波遇到壁面或其他障碍物时，一部分声能被反射，一部分声能被壁面或障碍物吸收转化为热能而消耗，还有少部分声能透射到另一侧，而某种材料或结构的吸声能力大小采用称为吸声系数。
9.绝热材料:绝热材料是指能阻滞热流传递的材料，又称热绝缘材料。
传统绝热材料，如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等，新型绝热材料，如气凝胶毡、真空板等。
10.缩聚反应及缩聚物:具有双官能团的单体相互作用生成聚合物同时析出某些小分子化合物如水、氨、氯化氢等的反应叫缩聚反应。
其反应生成物称为缩聚物。
土木工程材料习题1
一、不定项选择题1、砖、瓦、砂、石、灰属于（）A 地方材料B 结构材料C 功能材料D 工程材料2、砖主可用于以下那些结构中（）A 墙体B 地基C 柱D 梁3、部分城市建筑物中已禁止使用的砖是（）A 粘土砖B 页岩砖C 粉煤灰砖D 炉渣砖4、日本研制的EER非烧结粘土砖的主要原料包括（）A 石灰B 土壤C 水泥D EER混合液5、评价瓦的等级有（）A 优等B 一等C 二等D 合格6、砂主要用于制备以下哪些材料（）A 砖B 混凝土C 砂浆D 瓦7、砖砌体中使用的砂粒直径应小于（）A 1.5 mmB 2 mmC 2.5 mmD 3 mm8、毛石可用于（）A 基础B 堤坝C 当土墙D 混凝土9、料石按表面平整度的分类中包含有（）A 毛料石B 粗料石C 细料石D 精料石10、色石渣可由以下哪些石材加工而成（）A 大理石B 白云石C 方解石D 花岗岩11、卵石的粒径大于（）A 4 mmB 5 mmC 6 mmD 7 mm12、无机胶凝材料根据硬化条件分类包含（）A 气硬性B 液硬性C 水硬性D 空硬性13、建筑石膏具有良好的（）A 防火性能B 耐水性能C 隔热性能D 吸音性能14、石灰石的主要成分是（）A 石灰B 生石灰C 碳酸钙D 碳酸氢钙15、在我国有数千年应用历史的石灰土的组成是（）A 石灰+粘土B 石灰+砂石C 石灰+粘土+砂石D 石灰+粘土+水泥16、钢筋按抗拉强度可分为（）个等级A 4B 5C 6D 717、影响木材强度的主要因素有（）A 含水率B 温度C 尺寸D 缺陷18、工程中应用最广的水泥是（）A 硅酸盐水泥B 铝酸盐水泥C 硫酸盐水泥D 磷酸盐水泥19、从水泥浆体形成水泥石所经历的过程是（）A 初凝、终凝B 凝结、硬化C 初凝、硬化D 初凝、凝结20、与普通混凝土相比、纤维增强混凝土提高了（）性能A 抗拉B 抗压C 抗裂D 抗振21、可用于制造砂浆的胶凝材料是（）A 石灰B 水泥C 沥青D 石膏22、在土木工程中可用作防水材料的是（）A 沥青B 玻璃C 陶瓷D 塑料23、以下材料中同时具有绝热和吸声功能的是（）A 软木板B 石棉C 泡沫塑料D 三夹板24、装饰效果的构成要素是（）A 质感B 线条C 图案D 色彩25、泰柏板属于（）A 软木板B 三夹板C 钢丝网水泥类夹芯板D 彩钢夹芯板26、属于绿色建材基本特征的有（）A 尽量使用天然资源B 采用低能耗、无污染的生产技术C 不损害人体健康D 可循环和回归使用二、是非判断题1、材料按功能课分为金属材料和非金属材料。
01土木工程材料
图1.2 散粒材料堆积体积组成示意图 1. 颗粒的固体物质； 2. 颗粒的闭口孔隙； 3. 颗粒的开口孔隙； 4. 颗粒间的间隙
V Vp V0 Vj
1.5
第1章 土木工程材料的基本性质
材料的基本物理性质
二、材料的密度、表观密度和堆积密度
1. 密度
材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为材料的密度(俗称比重)。其计算式 m 如下： (1.4)
式中
——材料的密度(g/cm3)。
V
m ——材料的质量(干燥至恒重)(g)。 V ——材料的绝对密实体积(cm3)。 密度的单位在SI制中为kg/m3，我国建设工程中一般用g/ cm3，偶尔用kg/ L，忽 略不写时，隐含的单位为g/ cm3，如水的密度为1。 多孔材料的密度测定，关键是测出绝对密实体积。在常用的土木工程材料中，除 钢、玻璃、沥青等可近似认为不含孔隙外，绝大多数含有孔隙。测定含孔材料绝对 密实体积的简单方法是将该材料磨成细粉，干燥后用排液法(李氏瓶，见15.1.1)测得 的粉末体积即为绝对密实体积。由于磨得越细，内部孔隙消除得越完全，测得的体 积也就越精确，因此，一般要求细粉的粒径至少小于0.2mm。 对于砂石，因其孔隙率很小，V V0，常不经磨细，直接用排水法测定其密度。对于 本身不绝对密实，而用排液法测得的密度叫视密度或叫视比重。 1.6
第1章 土木工程材料的基本性质
材料的基本物理性质
材料、水和空气三相接触的交点处，沿水表面的切线与水和固体接触面 所成的夹角 称为润湿角。当水分子间的内聚力小于材料与水分子间的分子 亲合力时， ≤90°，这种材料能被水润湿，表现为亲水性。当水分子间的 内聚力大于材料与水分子间的分子亲合力时， ≥90°，这种材料不能被水 润湿，表现为憎水性。土木工程材料中石材、金属、水泥制品、陶瓷等无 机材料和部分木材为亲水性材料；沥青、塑料、橡胶和油漆等为憎水性材 料，工程上多利用材料的憎水性来制造防水材料。
《土木工程概论》第2章 土木工程材料1
二、土木工程材料的性质
2、材料的基本力学性质 （4）材料的耐久性与环境协调性
土木工程材料的发展方向要求除具有良好的使用性能外，还须具有良好的环境 协调性能，即具有好的耐久性、低的环境负荷值和高的可循环再生率，强调环保绿 色建材。
四、砂、石子
石子
粒径大于5mm的岩石颗粒，分碎石和卵石。在混凝土组成材料中，石子 为粗骨料，常用作路桥工程、铁路工程的路基道碴等。
四、砂、石子
砂
砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。 根据粗细程度不停又有粗砂、中砂、细砂之分。土木工程常用的是中、粗砂。
四、砂、石子
砂
天然砂：由自然条件作用形成（主要为岩石风化），
四、砂、石子
砂
课后思考题 沙漠里的砂能否用于土木工程？
第二章 土木工程材料
《土木工程概论》
课前复习
1、土木工程有哪些性质，分别是什么意思？
课前复习
2、古代土木工程的时间范围，以及分为哪几个时期？
（新石器时代）—17世纪中叶 萌芽时期——形成时期——发达时期：
课前复习
3、以下哪项工程是近代土木工程典型代表？
A.埃及金字塔 B.圆明园 C.京杭大运河 D.三峡大坝
课前复习
4、现代土木工程有哪些特征？
工程功能化 城市立体化 交通高速化 工程设施大型化
学习 目标
1、掌握土木工程材料的分类和不同时期材料的应用情况。 2、能分辨和理解材料随时代变化发展的应用情况不断变化，对土 木工程常用材料有更多的认识，对以后详细学习材料计量计价打 基础。
土木工程材料试题1
土木工程材料材料的基本性质班级______________姓名_________________ 一、判断题1．玻璃体材料就是玻璃，并具有良好的化学稳定性。
( ) 2．多孔材料吸水后，其保温隔热效果变差。
( ) 3．材料的吸水率就是材料内含有的水的质量与材料干燥时质量之比。
( ) 4．材料的孔隙率越大，其抗渗性就越差。
( ) 5．耐久性好的材料，其强度必定高。
( ) 6．凡是含孔材料，其干表观密度均比其密度小。
( ) 7．无论在什么条件下，木材的平衡含水率始终为一定值。
( ) 8．材料受冻破坏，主要是材料粗大孔隙中的水分结冰所引起的。
( ) 9．承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。
( ) 10．新建的房屋感觉会冷些，尤其是在冬天。
( ) 二、单选题1．同一种材料的密度与表观密度差值较小，这种材料的( )。
A. 孔隙率较大吸音能力强 D. 强度高强度高保温隔热性较好 C. 吸音能力强孔隙率较大 B. 保温隔热性较好2．为了达到保温隔热的目的，在选择墙体材料时，要求( )。
A. 导热系数小，热容量小导热系数小，热容量大导热系数小，热容量小 B. 导热系数小，热容量大C. 导热系数大，热容量小导热系数大，热容量大导热系数大，热容量小 D. 导热系数大，热容量大3. 某一材料的下列指标中为固定值的是( )。
A．密度．导热系数．密度 B．表观密度．堆积密度 D．导热系数．表观密度 C．堆积密度4. 现有甲、乙两种材料，密度和表观密度相同，而甲的质量吸水率大于乙，则甲材料( )。
A．比较密实．导热性较低．耐水性较好 D．导热性较低．抗冻性较差 C．耐水性较好．比较密实 B．抗冻性较差5. 某材料100g，含水5g，放入水中又吸水8g后达到饱和状态，则该材料的吸水率可用( )计算。
计算。
A．8/100 B．8/95 C．13/100 D．13/95 6. 评定材料抵抗水的破坏能力的指标是( )。
A．抗渗等级．软化系数 D．抗冻等级．抗冻等级．渗透系数 C．软化系数．抗渗等级 B．渗透系数7. 孔隙率相等的同种材料，其导热系数在( )时变小。