《土木工程材料》
《土木工程材料(第3版)》教学课件第1章 绪论 土木工程材料的基本性质
进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工 程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品 种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功 能的新型土木工程材料也应运而生。
五、抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
材料的抗渗性用渗透系数K表示，一般用抗渗标号P表示。如 P2、P4、P10分别表示可抵抗0.2、0.4、1.0 MPa 压力水不 渗漏。
1.3 材料与水有关的性质
六、抗冻性
材料在含水状态下能经受多次冻融循环而不破坏、强 度不显著下降，且质量也不显著减少的性质。
P+D=1
开口孔隙率PK 材料内开口孔隙体积占总体积的百分率。 PK＝VK/V0 闭口孔隙率PB 材料内闭口孔隙体积占总体积的百分率。 PB＝VB/V0
VP=VK+VB P=PK+PB
1.1 材料的基本物理性质
3.空隙率（P’）－－散粒或粉状材料在堆积状 态下，颗粒间空隙体积（VS）占材料堆积体积 （V’0）的百分率。
材料在吸水饱和状态下，所吸水的体积占材料干燥状态
下的体积的百分比。
Wv=
mb－mg× V0
1 ρw
×100％
ρw －水的密度； V0 －材料干燥状态下的体积，
cm3或m3。
1.3 材料与水有关的性质
2.吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质,用含水率
表示。
Wh=
(完整版)《土木工程材料》
《土木工程材料》重要知识点一、材料基本性质（1）基本概念1.密度：状态下单位体积（包括材料实体及开口孔隙、闭口孔隙）的质量，俗称容重；3.表观密度：单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）材料的干质量，也称视密度；4.堆积密度：散粒状材料单位体积（含物质颗粒固体及其闭口孔隙、开口孔隙体积以及颗粒间孔隙体积）物质颗粒的质量；5.孔隙率：材料中的孔隙体积占自然状态下总体积的百分率6.空隙率：散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质间空隙体积（开口孔隙与间隙之和）占堆积体积的百分率；7.强度：指材料抵抗外力破坏的能力（材料在外力作用下不被破坏时能承受的最大应力）8.比强度：指材料强度与表观密度之比，材料比强度越大，越轻质高强；9.弹性：指材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能够完全恢复原来形状的性质；10.塑性：指在外力作用下材料产生变形，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，这种不能恢复的变形称为塑性变形；11.韧性：指在冲击或震动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，同时也能产生一定的变形而不破坏的性质；12.脆性：指材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质；13.硬度：指材料表面抵抗其他物体压入或刻划的能力；14.耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力；15.亲水性：当湿润角≤90°时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料分子之间的相互吸引力，这种性质称为材料的亲水性；16.憎水性：当湿润角＞90°时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料分子之间的吸引力，这种性质称为材料的憎水性；亲水性材料憎水性材料17.润湿边角：当水与材料接触时，在材料、水和空气三相交点处，沿水表面的切线与水和固体接触面所成的夹角称为湿润边角；18.吸水性：指材料在水中吸收水分的性质；19.吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，以含水率表示；20.耐水性：指材料长期在水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质；21.抗渗性：指材料抵抗压力水渗透的性质；22.抗冻性：指材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化作用（冻融循环）而不破坏、强度又不显著降低的性质；23.导热性：当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料的这种传导热量的能力称为导热性；24.热容量：材料在温度变化时吸收和放出热量的能力。
《土木工程材料》课件
材料抵抗硬物压入其表面的能力称 为硬度；材料抵抗磨损的能力称为 耐磨性。
材料的耐久性
01 02
耐久性
材料在使用过程中，能够经受住各种自然因素（如阳光、氧气、湿度、 温度等）和环境因素（如化学物质、生物侵蚀等）的作用，保持其原有 性能的能力。
耐火性
材料在火灾情况下保持其完整性和隔热性的能力。
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《土木工程材料》ppt课件
• 引言 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料分类 • 土木工程材料的应用 • 土木工程材料的发展趋势 • 结语
01 引言
课程简介
01
课程名称：《土木工程材料》
02
适用专业：土木工程、建筑工程等
03
课程性质：专业必修课
04
学分：3学分
课程目标
了解各种土木工程材料的生产工艺、应用范围 和发展趋势。
详细描述
包括钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等，这些材料具有优异的性能和用途，如钢 筋混凝土具有较高的抗压和抗拉强度，适用于建造高层建筑和大型基础设施。
04 土木工程材料的应用
建筑材料的选用
水泥
用于混凝土、砂浆等建筑材料 ，要求强度等级高、耐久性好
。
钢材
用于梁、柱、板等结构件，要 求具有高强度和良好的塑性、 韧性。
本课程总结
了解土木工程材料的种类 和特性
增强对环保和可持续发展 的认识和实践能力
掌握材料的选择和试验方 法
需要进一步深入研究和学 习的方向
下一步学习建议
01
深入学习与实践
02
参与实际工程项目，应用所学知识进行材料选择和 质量控制
03
参加学术研讨会和交流活动，了解最新研究进展和 技术动态
《土木工程材料》课件
水泥广泛应用于建筑物的基础、墙体、地板以及各种结构的修复和加固。
5. 骨料及其性质
1 骨料的种类
骨料可以是天然石合适的骨料。
2 骨料的性能
骨料应具有适当的粒径、强度和稳定性，以提供混凝土所需的力学性能和耐久性。
3 骨料的应用
骨料广泛应用于混凝土、路面和填充材料等土木工程中，起到增强和填充的作用。
6. 钢铁及其性质
钢材的特点
钢材具有强度高、延展性好、耐腐蚀等特点，适用 于土木工程中的承载结构。
钢筋混凝土
钢筋混凝土是由钢筋和混凝土组成的复合材料，结 合了钢材和混凝土的优点，在土木工程中被广泛使 用。
7. 木材作为建筑材料
路面类型
• 沥青路面 • 沥青混凝土路面 • 沥青透水路面
路面施工
路面施工包括铺设、压实和养 护等步骤，确保道路的平整度 和耐久性。
10. 土工材料及其功能
1 土工布
土工布具有过滤、分离和 保护的功能，在土木工程 中用于土壤改良、水工建 筑和环境工程等。
2 土工膜
土工膜具有隔水和隔沙的 功能，常见的材料有土工 膜和土工格栅。
2. 土木工程材料的分类
水泥和混凝土类
主要包括水泥、混凝土和砂浆，是土木工程中最常用的材料，用于建筑和基础结构。
钢铁类
主要包括钢材和钢筋混凝土，在土木工程中用于梁柱、桥梁和其他承载结构。
木材类
主要包括木材和木质纤维，用于土木工程中的建筑结构、家具和装饰。
3. 混凝土及其性质
混凝土的制作
混凝土是由水泥、沙子、石子和水等组成，通过搅 拌、浇筑和固化而成的人造材料。
混凝土的性能
混凝土具有强度高、耐久性好、隔热性能好等特点， 可以在土木工程中广泛应用。
土木工程材料课件ppt
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》课程教案与实验指南
《土木工程材料》课程教案与实验指南土木工程材料课程教案与实验指南第一章：引言土木工程材料课程是土木工程专业的一门基础课程，旨在介绍土木工程中常用的材料及其性能与应用。
通过本课程的学习，学生将熟悉各种土木工程材料的特性与性能，了解材料选择与设计原则，培养实验操作与数据分析能力，为日后从事土木工程实践奠定坚实的基础。
本教案将全面介绍课程所需的教学内容、教学目标以及实验指南。
第二章：教学内容2.1 材料力学性能2.1.1 弹性力学性能2.1.2 塑性力学性能2.1.3 破坏力学性能2.2 水泥与混凝土材料2.2.1 水泥及其性能2.2.2 混凝土组成与性能2.3 金属材料2.3.1 钢材与铁材2.3.2 铝合金与铜合金2.4 建筑材料2.4.1 砖、石材2.4.2 沥青与沥青混合料2.4.3 木材与木制品2.5 实验室安全与操作规范第三章：教学目标3.1 理论目标通过本课程的学习，学生将达到以下理论目标：- 熟悉各类土木工程材料的特性与性能。
- 掌握材料力学性质的分析方法及计算公式。
- 熟悉水泥、混凝土等常见建筑材料的生产工艺。
3.2 技能目标- 培养学生实验操作能力，独立进行材料力学性能测试与实验。
- 锻炼学生数据处理和结果分析的能力。
3.3 情感目标- 提高学生对土木工程材料学科的兴趣和热情。
- 培养学生对实验室安全与规范的重视意识。
第四章：实验指南4.1 实验前准备- 学生需提前了解所安排的实验内容及实验材料。
- 学生应熟悉实验室安全规范，并做好相关防护准备。
4.2 实验设备与试剂准备- 针对不同实验，教师需提前准备好相应的实验设备和试剂。
- 教师应保证实验设备的正常使用，并做好日常维护工作。
4.3 实验操作步骤- 教师应向学生清晰地演示实验操作步骤。
- 学生在实验过程中应严格按照操作规程进行，并注意安全事项。
4.4 实验结果处理与分析- 学生需按照实验要求记录实验数据。
- 学生应运用相关的计算方法对实验结果进行处理与分析。
土木工程材料
第二章土木工程材料土木工程材料主要有：水泥、砂、石、砂浆、混凝土、钢筋、防水材料、装饰材料等。
一、常用的土木工程材料（一）砖、瓦、砂、石（二）水泥、石灰、砂浆、混凝土（三）木材、钢材和钢筋混凝土（四）防水保温材料（一）砖、瓦、砂、石1．砖：是一种常用的砌筑材料，在混合结构房屋中作承重构件墙体，在框架结构中作为围护墙体。
1）按生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；2）按所用原材料分为普通粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等； 3）按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖等。
其特点是：原料容易取得，生产工艺简单，价格低，体积小，便于组合。
但传统的粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖自重大，施工生产中劳动强度大、工效低。
有逐步改革并用新型材料取代的必要。
我国已有近200个城市禁止在建筑物中使用粘土砖。
普通粘土砖：以粘土为主要原料，经过成型、干燥、高温、焙烧制成。
普通粘土砖的标准尺度为240×115×53mm，砌筑时砂浆灰缝厚度为10mm。
普通粘土砖以其抗压强度为主要标准划分强度等级，分为：MU7.5，MU10，MU15，MU20，MU25，MU30。
常用等级为MU7.5和MU10。
非烧结砖是利用不适合种田的山泥、废土、砂等，加入少量水泥或石灰作固结剂及微量外加剂和适量水混合搅拌压制成型，自然养护或蒸养一定时间即成。
是一种有发展前途的新型材料。
2．瓦：属屋面围护材料，要求利于防排水，自重轻，密实度高。
常见的有：（1）粘土瓦：由粘土浇制成胚（成型），干燥，高温焙烧而成。
有青瓦和红瓦。
形状有平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。
常见尺寸为400×230×20mm。
每平方米约15块左右。
自重按0.55kN/m2考虑。
（2）水泥瓦：利用水泥和砂拌和，压成瓦胚成型，后经蒸汽养护硬结而成。
分为平瓦和脊瓦（用于屋脊处）。
常见尺寸287×38×15，每平方米铺15块。
水泥瓦的密实度和防水效果均较粘土瓦好，且不用粘土。
《土木工程材料》教材
《土木工程材料》教材一、绪论本教材旨在介绍土木工程中常用的材料及其基本性质，包括建筑材料、钢材、水泥、混凝土、沥青及沥青混合料、木材以及其他工程材料。
教材将重点介绍这些材料的基本性质、特点、应用领域以及绿色土木工程材料和智能建造与BIM技术应用等方面的内容。
二、建筑材料的基本性质本章将介绍建筑材料的基本性质，包括密度、孔隙率、强度、弹性模量、韧性以及耐久性等。
通过对这些基本性质的了解，可以更好地选择和使用建筑材料。
三、天然石材天然石材是一种重要的土木工程材料，具有高强度、高密度和良好的耐磨性等优点。
本章将介绍天然石材的分类、特点、应用领域以及与其他材料的比较等方面的内容。
四、钢材钢材是一种具有高强度和良好塑性的土木工程材料，广泛用于桥梁、高层建筑等领域。
本章将介绍钢材的分类、特点、制造工艺以及在土木工程中的应用等方面的内容。
五、水泥水泥是一种重要的胶凝材料，广泛应用于土木工程中。
本章将介绍水泥的分类、特点、制造工艺以及在土木工程中的应用等方面的内容。
六、混凝土混凝土是一种由水泥、砂、石和水混合而成的复合材料，具有高强度、耐久性和良好的可塑性等优点。
本章将介绍混凝土的分类、特点、制造工艺以及在土木工程中的应用等方面的内容。
七、沥青及沥青混合料沥青及沥青混合料是一种防滑、耐磨和耐候性良好的土木工程材料，广泛应用于道路工程中。
本章将介绍沥青及沥青混合料的分类、特点、制造工艺以及在土木工程中的应用等方面的内容。
八、木材木材是一种可再生和可循环利用的土木工程材料，具有轻质高强、耐久性好等优点。
本章将介绍木材的分类、特点、制造工艺以及在土木工程中的应用等方面的内容。
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《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。
第章：砌筑材料
了解烧结砖的特点及发展；了解砖其它品种；了解砌块、墙板的品种。
掌握烧结砖的技术性质、应用及改革途径，理解烧结多孔砖与烧结空心砖的技术经济及可持续发展的意义。
第章：沥青材料
理解石油沥青的主要技术性质、技术指标，了解其性质的测定方法和实际意义，了解影响石油沥青物理化学性质的主要因素。
了解沥青混合料质量要求、影响因素及配合比设计。
熟悉沥青的组分及主要性质，熟悉沥青的牌号和应用；了解沥青混合料分类、强度形成、熟悉沥青混合料技术性质、领会混合料的组成设计方法、热拌沥青混合料配合比设计方法。
第章：建筑塑料与有机黏合剂
熟悉高分子材料的性能特点及主要高分子材料品种熟悉高分子材料的主要制品及应用如塑料、管材、胶粘剂和嵌缝材料等
第章木材
理解木材湿胀干缩的原因和后果、木材力学性质的各向异性及影响因素，了解影响木材耐久性的因素和防护措施。
第章建筑功能材料
了解建筑材料的功能分类，能初步比较各建筑材料在性能、应用、使用效果及经济效果等方面的差异。
第章装饰材料
了解装饰材料的分类，能初步比较各建筑材料在性能、应用、使用效果及经济效果等方面的差异。
三、教学方式与考核方式
教学方式：面授辅导
考核方式：考勤和考试
四、教材及参考书
教材：湖南大学天津大学同济大学东南大学合编，
《土木工程材料》中国建筑工业出版社年
参考书：黄政宇主编，《土木工程材料》高等教育出版社年
五、本课程的考核方法及成绩评定标准
本课程总评成绩以百分制计算，由平时成绩和期末考试成绩两部分组成。
平时成绩占，主要是考勤和课堂表现；期末考试成绩占，考试内容以学生应掌握的基本概念及各种材料的性能及其影响因素、应用中的实际问题和处理为主要内容。