土木工程材料2集料概要
土木工程概论—02土木工程材料
2.1 早期土木工程材料
2.1.5 灰
灰是指石灰和石膏。 2、石灰 石灰是土木工程界较早使用的矿物胶凝材料之一；
石灰石经高温煅烧后，碳酸钙将分解成为生石灰（氧化钙）；
生石灰加水消解成为消石灰（氢氧化钙）； 工程界一般使用的是消石灰。
2.1 早期土木工程材料
2.1.6 木材
木材是一种古老的工程材料。 木材的优点：轻质、高强、易于加工、有较好的弹性和韧 性、能承受冲击和振动作用、导电和导热性能低、木纹美
粒径大于5mm的颗粒）
2.1 早期土木工程材料
2.1.4 砂石
砂是混凝土和砂浆的主要组成材料之一，一般分天然砂和人工 砂两类。 天然砂（由自然条件作用而形成的粒径在5mm以下的岩石颗粒） 按产源分：山砂、河砂和海砂； 按粗细程度分：粗、中、细砂
2.1 早期土木工程材料
2.1.5 灰
灰是指石灰和石膏。 1、石膏 石膏具有如下特性： 建筑石膏加水拌制的浆体具有良好的可塑性； 建筑石膏的凝结速度快，加水几分钟后即可失去流动性， 30min产生强度； 凝结硬化时，体积不收缩，且有约1%的体积膨胀； 石膏制品的优点：轻质、新颖、美观和价廉等 缺点：但强度低、耐水性能差
钢筋与砼有相近的线膨胀系数 钢筋：c=1.2×10-5/ ℃ 砼：c=1.0×10-5 ~ 1.5×10-5/ ℃
砼可以保护钢筋不被锈蚀。
2.2 近代土木工程材料
4、钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土
预应力钢筋混凝土是指：
（1）构件受力前，在使用中受拉区预先施加预压应力； （2）构件受力后，预先施加预压应力首先将全部或部分抵消 使用荷载作用的拉应力，从而延缓构件的开裂； 特别适用于大跨结构
2.3.3 纤维混凝土 纤维混凝土：是在混凝土中加入合成材料纤维丝或钢纤维，是 由纤维和水泥基料（水泥石、砂浆或混凝土）组成的复合材料 的总称。所用纤维按其材料性质可分为：
土木工程材料第二版
土木工程材料第二版土木工程材料是土木工程领域中的重要组成部分，对于建筑物的结构和性能起着至关重要的作用。
本文将介绍土木工程材料第二版中所包含的内容，包括各种常见的建筑材料、其性能和特点以及在土木工程中的应用。
第一部分介绍了混凝土这一常见的建筑材料。
混凝土是由水泥、砂、骨料和水按一定比例配制而成的人工石材，具有耐压、耐磨、耐腐蚀等优良性能。
本书详细介绍了混凝土的原材料、配合比设计、施工工艺以及质量控制等方面的内容，对于土木工程中混凝土的选择和使用提供了重要的参考依据。
第二部分介绍了钢材这一常见的建筑材料。
钢材是一种优良的结构材料，具有高强度、刚度和塑性，被广泛应用于桥梁、建筑、水利工程等领域。
本书详细介绍了钢材的种类、性能、加工工艺以及防腐措施等内容，对于土木工程中钢结构的设计和施工提供了重要的参考资料。
第三部分介绍了木材这一常见的建筑材料。
木材是一种传统的建筑材料，具有质轻、强度高、易加工等特点，被广泛应用于建筑、家具、装饰等领域。
本书详细介绍了木材的种类、性能、防腐措施以及在土木工程中的应用范围，对于木结构建筑的设计和施工提供了重要的参考依据。
第四部分介绍了其他常见的土木工程材料，如玻璃、塑料、复合材料等。
这些材料具有各自独特的性能和特点，被广泛应用于建筑、道路、桥梁等领域。
本书详细介绍了这些材料的特点、性能、加工工艺以及在土木工程中的应用情况，对于工程师和设计师选择合适的材料提供了重要的参考依据。
总的来说，土木工程材料第二版详细介绍了各种常见的建筑材料及其在土木工程中的应用，对于从事土木工程设计、施工和管理的工程师、设计师和施工人员具有重要的参考价值。
该书内容丰富、全面，是一部不可多得的土木工程材料方面的权威参考书籍。
土木工程材料重点知识概括DOC
土木工程材料第一章1.土木工程材料：指土木工程中使用的各种材料及制品2.土木工程材料的分类：按来源：天然材料及人造材料；按部位：屋面、墙体和地面材料等；按功能：结构材料和功能材料；按组成物质：无机材料、有机材料和复合材料无机材料：金属材料黑色金属、有色金属非金属材料天然石材、烧土制品、胶凝材料、混凝土及砂浆有机材料：植物材料、沥青材料、合成高分子材料复合材料：无机非金属材料与有机材料复合、金属材料与无机非金属材料复合金属材料与有机材料复合3.材料的组成化学组成：化学组成是指构成材料的化学成分(元素或化合物)。
物相组成：物相是具有相同物理、化学性质，一定化学成分和结构特征的物质。
4.材料的结构和构造：泛指材料各组成局部之间的结合方式及其在空间排列分布的规律。
材料的结构按尺度范围可分为 :宏观结构：是指用肉眼或放大镜可分辨出的结构状况，其尺度范围在10-3m级以上。
介观结构(显微结构、纳米结构〕：是指用光学显微镜和一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构，是介于宏观和微观之间的结构。
尺度范围在10-3m~10-9m。
按尺度范围，还可分为显微结构和纳米结构。
显微结构是指用光学显微镜所能观察到的结构，其尺度范围在10-3m~10-7m。
纳米结构是指一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构。
其尺度范围在10-7m~10-9m。
微观结构指原子或分子层次的结构。
分为晶体和玻璃体。
晶体是质点〔原子、分子、离子〕按一定规律在空间重复排列的固体，具有一定的几何形状和物理性质。
晶体质点间结合键的特性决定晶体材料的特性。
玻璃体是熔融物在急冷时，质点来不及按一定规律排列而形成的内部质点无序排列的固体或固态液体。
材料的构造：是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。
5.密度：指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
p近似密度：指材料在包含闭口孔隙条件下，单位体积的质量。
p'表观密度〔容重〕：指材料在自然状态下，单位体积的质量。
土木工程材料重点知识概括
土木工程材料第一章1.土木工程材料：指土木工程中使用的各种材料及制品2.土木工程材料的分类：按来源：天然材料及人造材料；按部位：屋面、墙体和地面材料等；按功能：结构材料和功能材料；按组成物质：无机材料、有机材料和复合材料无机材料：金属材料 黑色金属、有色金属非金属材料 天然石材、烧土制品、胶凝材料、混凝土及砂浆 有机材料：植物材料、沥青材料、合成高分子材料复合材料：无机非金属材料与有机材料复合、金属材料与无机非金属材料复合金属材料与有机材料复合3.材料的组成化学组成：化学组成是指构成材料的化学成分(元素或化合物)。
物相组成：物相是具有相同物理、化学性质，一定化学成分和结构特征的物质。
4.材料的结构和构造：泛指材料各组成部分之间的结合方式及其在空间排列分布的规律。
材料的结构按尺度范围可分为:宏观结构：是指用肉眼或放大镜可分辨出的结构状况，其尺度范围在10-3m 级以上。
介观结构(显微结构、纳米结构）：是指用光学显微镜和一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构，是介于宏观和微观之间的结构。
尺度范围在10-3m~10-9m 。
按尺度范围，还可分为显微结构和纳米结构。
显微结构是指用光学显微镜所能观察到的结构，其尺度范围在10-3m~10-7m 。
纳米结构是指一般扫描透射电子显微镜所能观察到的结构。
其尺度范围在10-7m~10-9m 。
微观结构指原子或分子层次的结构。
分为晶体和玻璃体。
晶体是质点（原子、分子、离子）按一定规律在空间重复排列的固体，具有一定的几何形状和物理性质。
晶体质点间结合键的特性决定晶体材料的特性。
玻璃体是熔融物在急冷时，质点来不及按一定规律排列而形成的内部质点无序排列的固体或固态液体。
材料的构造：是指具有特定性质的材料结构单元的相互搭配情况。
5.密度：指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。
m p v= 近似密度：指材料在包含闭口孔隙条件下，单位体积的质量。
'm p v = 表观密度（容重）：指材料在自然状态下，单位体积的质量。
土木工程概论第02章土木工程材料
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。
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
状，涂布后能够在结构物表面形成无接缝的完整防水膜的材料。 防水涂料适合于各种复杂、不规则部位的防水，可以采用冷施工 ，从而大大改善了劳动条件，施工方便、快捷。
二、 保温隔热材料 概念：保温隔热材料也称为绝热材料，主要用于建筑工程的
墙壁、屋面保温、热力管道保温、制冷工程隔热等。
建筑保温隔热材料按材质可分为：无机保温隔热材料和有机保
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。
四、沥青及其它胶凝材料
分类：按照生产工艺不同可分为烧结砖和非烧结砖。
烧结砖是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰为主要原料，经过 焙烧而成的长方体块体。非烧结砖不需要焙烧，一般是以硅质材 料（如粉砂、粉煤灰）和钙质材料（如石灰、石膏）为主要原料 ，加入少量水泥或石灰作固结剂，再加入微量外加剂和适量水混 合搅拌压制成型，经自然养护或蒸养一定时间即成的块体材料。
2.5 木材
概念：
木材具有轻质高强、弹性和韧性好、耐冲击、导热性低、装 饰性强等优点，是土木工程的常用材料。
分类：木材加工后的材种可分为原木、原条、板方材、
土木工程材料概述
地方标准的代号由“DB”加上省、自治区、直辖市行政区划代码的前两位数字组成（推荐性标准加“T”）。
（4）企业标准的代号、编号
企业标准的代号以“Q”为分子，分母为企业代号，可用汉语拼音大写字母或阿拉伯数字或两者兼用所组成。
1min
4min
国内外建筑实例分析
1min
1min30s
（4）产品形式方面：发展预制技术，提高构件化、单元化
（5）发展智能材料：自感知、自调节、自修复
2.土木工程与材料的关系
2.1材料是保证土木工程质量的基础
土木工程材料是土木工程的物质基础，也是其质量基础。它的品种、质量不仅直接关系到工程的使用功能和耐用年限，而且也制约着工程设计与施工方法。在土木工程中，从材料的生产、选择、使用和检验评定，到材料的贮存、保管，任何环节和失误都可能造成工程的质量缺陷，甚至导致重大质量事故。因此，合格的土木工程技术人员必须准确熟练地掌握有关材料的知识。
教案
教案首页
教学目的与要求：1.掌握土木工程材料料的技术标准
教学内容：1.土木工程材料的内容和分类
1.1土木工程材料的内容
1.2土木工程材料的分类
1.3土木工程材料发展趋势
2.土木工程与材料的关系
2.1材料是保证土木工程质量的基础
2.2材料对土木工程造价的影响
狭义土木工程材料是指直接构成土木工程实体的材料，即土木工程材料系指修建房屋、道路、铁路、桥梁、隧道、河道、港口、市政卫生工程所用的材料，如土、石、砖、木、金属材料、混凝土以及各种防水材料、绝热材料、吸声材料等。
本课程所介绍的土木工程材料是指狭义土木工程材料。
1.2分类
（1）按化学组成分类
最基本的分类方法：根据组成物质的化学成分分类，将土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。各大类又可细分为许多小类。
土木工程材料内容总结
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第五章
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混凝土
名词：颗粒级配、最大粒径、和易性、立方体抗压强度、 立方体抗压强度标准值、减水剂、徐变、碳化、碱－骨 料反应 符号：C 符号：C、M、Mu（如C20、M10、Mu10） Mu（如C20、M10、Mu10） 了解混凝土的优缺点 了解混凝土各种组成成分在混凝土硬化前后所起的作用。 掌握砂的颗粒级配和粗细程度的评价方法 理解骨料的形状、表面特征、颗粒粗细和级配与混凝土 硬化前后性能的关系
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掌握混凝土和易性的评价方法及提高和易性的 措施 理解影响混凝土强度的因素 理解混凝土的碳化，碱骨料反应及提高其耐久 性措施。 了解混凝土的变形方式（荷载和非荷载下） 掌握配合比设计原则、三个率值及配合比计算
第六章 建筑砂浆 了解砂浆和易性的内容及其评价方法 和易性包括保水性和流动性， 流动性用沉入度评价； 保水性用分层度评价 第八章 墙体和屋面材料 了解墙体材料的种类 墙体材料：砖、砌块、板材 砖：实心砖、多孔砖和空心砖；烧结砖和非烧结砖 砌块：普通砌块、泡沫砌块、加气砌块等
《土木工程材料》 土木工程材料》
内容总结
第二章
材料的基本性质
名词：密度、表观密度、堆积密度、孔隙率、空 隙率、吸水性、吸湿性、抗渗性，抗冻性，耐水 性、耐久性、塑性、弹性、脆性、韧性 符号：P5、 符号：P5、F100 掌握材料的吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性和 耐水性与其性能指标的关系 掌握脆性材料和韧性材料的特点
第九章
金Hale Waihona Puke 材料名词或符号：冷加工、时效处理、Q235－ 名词或符号：冷加工、时效处理、Q235－AF 掌握钢材受拉的四个阶段的特点和各阶段性能指 标（屈服强度、极限抗拉强度、屈强比、伸长率） 的工程意义 掌握钢材冷弯性能、冲击韧性和耐疲劳性与其性 能指标的关系 掌握冷加工和时效处理对钢材性能的影响 了解结构钢和钢筋的使用及保护措施
土木工程材料2
孔洞类型有害孔，如：孔径较大的孔、连通缝等；无害孔，如：孔径很小的孔、凝胶孔等；有益孔，如：孔径很小的封闭孔等。
材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。
密度：是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量视密度:是指材料在自然状态下，单位体积的质量（注：不包括物体表面的开口空隙体积、蜡封）闭口+实体表观密度：材料在包含实体积、开口和密闭孔隙的状态下单位体积的质量称为材料的表观密度。
扔水里、闭口+开口+实体堆积密度：是指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量；开口+闭口+空隙+实体密实度：是指材料的体积内被固体物质充实的程度；孔隙率：是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例；密实度+孔隙率=1填充率：是指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度空隙率：是指在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例；填充率+空隙率=1湿润角θ≤90° ，材料表现为亲水性；湿润角θ>90° 时，材料表现为憎水性。
吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。
含水率：材料中所含水的质量与干燥状态下材料的质量之比:W=(M 含-M干)/M干吸水性：吸水性：材料与水接触吸收水分的性质。
当材料吸水饱和时，其含水率称为吸水率:W=(M湿-M干)/M材料抵抗水的破坏作用的能力称为材料的耐水性。
材料的耐水性可用软化系数来表示：软化系数=材料在吸水饱和状态下的抗压强度/材料在干燥状态下的抗压强度（软化系数的范围在0~1之间，长期受水浸泡或处于潮湿环境的重要建筑物，应选择0.85以上的材料来建造）抗弯强度计算与受力情况有关，―般有集中加荷和三分点加荷，对于矩形截面试件，计算式中f——材料抗弯强度，MPa；P——破坏时最大荷载，N；L——两支点间的间距，mm；b、h——为试件横截面的宽与高，mm。
材料在外力作用下产生变形，当外力除去后变形随即消失，完全恢复原来形状的性质称为弹性在外力作用下，当应力超过一定限值是产生显著变形，且不产生裂缝或发生断裂，外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性当外力达到一定限度后，材料突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，材料的这种性质称为脆性在冲击、振动荷载作用下，材料能够吸收较大的能量，不发生破坏的性质，称为韧性抗拉强度与屈服强度之比，称为强屈比。
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<5 5~7 7~12 12~20
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第二章 石材与集料
集料的生产及基本概念
集料(Aggregate)是指在混合料中起骨架和填充作用的颗粒， 包括碎石、砾石、机制砂、石屑、天然砂等。
第二章 石材与集料
集料的生产及基本概念
集料既可以天然开采获得也可以人工加工获得，目前工 程中常用的是人工破碎获得的集料。
泥土颗粒不仅强度低，而且严重影响胶结料的粘结性能， 因此集料应保持洁净状态；目前采用的含泥量测试方法由 于不区分泥土颗粒和石屑颗粒，因此其测试结果也称为 <0.075mm颗粒含量
<4 4~5 5~7 7~10
>100 80~100 60~80 30~60
<30 30~35 35~50 50~60
<5 5~6 6~12 12~20
>100 80~100 50~80 30~50
<30 30~35 35~45 45~60
<5 5~7 7~10 10~15
<20 20~30 30~50 50~60
第二章 石材与集料
岩浆岩根据具体的成因不同，又可分为深成岩、喷出岩 和火山岩。
第二章 石材与集料
岩浆岩根据具体的成因不同，又可分为深成岩、喷出岩 和火山岩。
深成岩是未喷发出地 表的岩浆在地下慢慢 冷却形成的，其特点 是结构致密、晶粒粗 大、强度高。典型的 代表如：花岗岩。
第二章 石材与集料
岩浆岩根据具体的成因不同，又可分为深成岩、喷出岩 和火山岩。 喷南京出桂岩子是山石岩柱浆林涌出地 表，在压力降低和冷 却较快的条件下形成 的岩石，其特点是晶 粒细小、结构均匀， 常含有一定的孔隙。 典型的代表如，玄武 岩。
第二章 石材与集料
集料的技术性质
粗集料的技术性质 细集料的技术性质 矿粉的技术性质
第二章 石材与集料
粗集料的技术性质
粗集料的技术性质—物理性质
密度、含水率、坚固性
粗集料的技术性质—物理性质
针片状颗粒 含量
粗集料颗粒中最大长度方向与最小厚度方向的尺寸之比超 过某一比例时，被认为是针片状颗粒，也称为细长扁平颗 粒。
花岗岩
1
岩浆岩类
玄武岩 安山岩
2 3
辉绿岩
4
1
石灰岩类
石灰岩 白云岩
2 3
4
石英岩
1
砂岩与片麻岩
砂岩
2
类
片麻岩
3
石英片麻岩
4
1
砾岩
2 3
4
饱水极限抗压强 度（Mpa）
技术标准
磨耗率（洛杉 矶法） （%）
磨耗率（狄法 尔法） （%）
>120 100~120 80~100
—
<25 25~30 30~45 45~60
工程性质 强度一般较高，但受片理构造影响大，抗风化能力低，抗水性较 差，工程性质较差。
第二章 石材与集料
石材的技术性质
物理性质
密度、吸水性、耐候性
力学性质（用于等级划分）
单轴抗压、磨耗性（洛杉矶或狄法尔磨耗试验 ）
化学性质
石材的技术要求
石材的技术要求
岩石类别
主要岩石 名称
石料等级
集料的生产及基本概念
粗集料(coarse aggregate)：在沥青混合料中，粗集料是指粒径大于
2.36mm的集料；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径大于4.75mm的集料。
细集料(fine aggregate)：在沥青混合料中，细集料是指粒径小于
2.36mm的集料；在水泥混凝土中，粗集料是指粒径小于4.75mm的集料。 矿粉：沥青混合料中起到填料作用的符合规格要求的矿物质粉末，可为磨 细石粉、消石灰粉、水泥、粉煤灰等。
构造
组成部分的空间分布及其相互间的排列关系。沉积岩构造的 特点是成层性。主要的沉积岩构造是层理构造、层面构造和 化石。
工程性质
由于胶结方式的不同，大部分的沉积岩抗水性较差、强度较 低，工程性质受其层理作用影响较大。
第二章 石材与集料
常用的天然岩石
变质岩 地壳内部原有的岩石受到高温、高压及化学成分加入的影响， 改变原来的矿物成分质作用中形成的共有矿物，如石英、长石、云母、 角闪岩等 在变质作用中形成的变质岩所特有的矿物，如石墨、滑石、蛇纹 石、绢云母等（特点）
构造 片理构造，包括板状构造、千枚岩构造、片状构造、片麻岩构造 等，是识别变质岩的显著标志；块状构造，即岩石由粒状结晶矿 物组成，无定向排列，也不能定向裂开
粗集料的技术性质—物理性质
针片状颗粒含量
粗集料的技术性质—物理性质
针片状颗粒含量
粗集料颗粒中最大长度方向与最小厚度方向的尺寸之比超 过某一比例时，被认为是针片状颗粒，也称为细长扁平颗 粒。
沥青混凝土中是 用游标卡尺进行 测量，以细长比 或扁平比大于3为 标准。
粗集料的技术性质—物理性质
含泥量
土木工程材料
第二章 石材与集料
第二章 石材与集料
石材
是符合工程要求的岩石，经开采加工后用于公路 工程的建筑石材的总称。
集料
在混合料中起骨架和填充作用的粒料，包括岩石、 自然风化而成的砾（卵）石、经人工轧制成的各 种尺寸的碎石、石屑、砂等
第二章 石材与集料
常用的天然岩石
岩浆岩 处于地壳深处的岩浆，承受巨大压力进入地壳或喷出地面， 经复杂的物理化学过程，逐渐冷却凝结而成的岩石。
工程性质
强度高，抗压性能好，稳定性高，工程性质好
第二章 石材与集料
常用的天然岩石
沉积岩 由出露地表的各种岩石的风化产物被流水等运动介质搬运到 低洼地方沉积下来，并经过压密、胶结、重结晶等成岩作用 而形成的岩石
沉积岩
成分
碎屑物质，粘土矿物，化学沉积矿物，有机质及生物残骸，
结构
碎屑结构（是沉积岩特有的结构），泥质结构，结晶结构， 生物结构
第二章 石材与集料
集料的生产及基本概念
集料既可以天然开采获得也可以人工加工获得，目前工 程中常用的是人工破碎获得的集料。
颚式破碎机－
反击式破碎机－
旋转破碎机－
第二章 石材与集料
集料的生产及基本概念
集料既可以天然开采获得也可以人工加工获得，目前工 程中常用的是人工破碎获得的集料。
第二章 石材与集料
第二章 石材与集料
岩浆岩根据具体的成因不同，又可分为深成岩、喷出岩 和火山岩。
火山岩是火山爆发时， 岩浆被喷到空中而急 速冷却后形成的岩石， 其特点是多孔且表观 密度小。典型的代表 如火山灰、浮石。
岩浆岩
成分
酸性岩类（SiO2含量>65%）、中性岩类（SiO2含量 65~52%）、基性岩类（SiO2含量52~45%）、超基性岩类 （SiO2含量<45%）