土木工程材料讲解
土木工程材料__总结版
土木工程材料__总结版土木工程材料是指在土木工程中用于建筑结构和道路等建设中所需的材料。
它们在工程中起着重要的作用，能够提供所需的强度、耐久性和其他性能，以确保工程的质量和安全。
在本文中，将讨论土木工程中常用的材料，包括混凝土、钢筋、沥青等。
混凝土是土木工程中最常用的材料之一，它由水泥、砂、骨料和水等组成。
混凝土具有优良的抗压强度和耐久性，可以用于建造各种不同类型的结构，如建筑物、桥梁和水坝等。
由于其可成型性强，可以通过模具制成各种形状，因此广泛应用于建筑和道路建设中。
钢筋是一种常用的增强材料，用于改善混凝土的抗拉强度。
钢筋通常以网状或棒状的形式添加到混凝土中，形成钢筋混凝土结构。
钢筋具有优良的拉伸和抗腐蚀性能，可以增加混凝土结构的承载能力和耐久性。
它广泛应用于桥梁、高层建筑和其他大型结构中。
沥青是一种胶状材料，常用于道路建设中。
它具有良好的粘结性和防水性能，能够将不同部分的道路连接在一起，并保护路面免受水和其他外部因素的损害。
沥青还可以提供较好的摩擦力，提高车辆在路面上的牵引力和安全性。
在道路建设中，沥青一般涂覆在碎石上，形成沥青混合料，用于铺设路面。
除了混凝土、钢筋和沥青之外，还有其他一些常用的土木工程材料，如木材、玻璃、砖块等。
木材常用于建造房屋和桥梁等结构，具有较好的抗压和抗拉性能。
玻璃广泛应用于建筑中，具有良好的透明性和装饰性。
砖块是一种常见的建筑材料，由黏土或水泥制成，用于建造墙体和其他结构。
总之，土木工程材料在土木工程项目中起着至关重要的作用。
混凝土和钢筋常用于建筑结构的构造中，提供强度和耐久性。
沥青常用于道路建设中，保护道路免受损坏。
其他材料如木材、玻璃和砖块等也扮演着重要的角色。
通过合理选择和使用这些材料，可以保证土木工程项目的质量和安全。
土木工程材料基础知识
土木工程材料基础知识土木工程是一门以土木材料为基础的学科，涉及到建筑、结构、地基和道路等工程领域。
了解土木工程材料的基础知识对于理解和应用土木工程原理至关重要。
下面将介绍土木工程材料的主要类型和其在工程中的应用。
1.水泥和混凝土水泥是制作混凝土的主要材料，它能在水的存在下形成坚固的结构。
水泥的主要成分是石灰、硅酸盐和氧化铝等，通过与水反应可以形成一种胶状物质。
混凝土由水泥、砂、石子和水等材料混合而成，是最常用的建筑材料之一、混凝土在道路、桥梁、建筑物和其他土木工程中广泛应用，因其具有良好的抗压、耐久和可塑性等特性。
2.钢铁钢铁是一种具有很高强度和韧性的材料，广泛应用于土木工程中。
它可以用来制造桥梁、大型建筑物、高层建筑和其他结构。
钢材的主要成分是铁和碳，通过控制碳含量和添加其他合金元素，可以获得不同的特性。
钢材的优点包括高强度、易加工、可持续和可回收利用等。
3.木材在土木工程中，木材主要用于建筑和木结构的构造。
具有轻质、易加工和良好的绝缘性质等特点，木材在一些应用中可以替代钢材和混凝土。
木材可以通过改变其结构和处理方式，提高其抗压强度和防腐性能。
4.砖块和石材砖块和石材是常见的建筑材料，广泛应用于墙体、地面和装饰等方面。
砖块由黏土通过烧制而成，其主要特点是耐久、防水和隔热。
石材可以用于装饰和建筑物的结构，其特点是美观、耐磨和抗压。
5.玻璃玻璃是一种无机非金属材料，具有透明、坚硬和易于清洁等特性。
它广泛应用于建筑物的窗户、墙面、楼梯扶手等方面，还可用于太阳能板和绝缘材料的制造。
6.沥青和柏油沥青和柏油是常用的道路材料，在修建道路和路径时广泛使用。
沥青具有良好的粘附性和可塑性，能够抵御水腐蚀和车辆载荷产生的应力。
柏油是一种黏性沥青溶液，可以用于修补和加固道路表面。
以上是土木工程中常用的材料及其应用，了解这些基础知识有助于工程师正确选择和使用材料，确保工程的质量和安全。
同时，掌握这些知识还有助于学生学习和理解土木工程原理，并在未来的工作中运用到实际中。
《土木工程材料教案》课件
《土木工程材料教案》PPT课件第一章：土木工程材料概述1.1 课程介绍了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
1.2 教学内容土木工程材料的定义和分类土木工程材料的性质土木工程材料的选择原则1.3 教学方法讲授法：介绍土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
互动法：讨论土木工程材料的选择原则及实际应用案例。
1.4 教学目标了解土木工程材料的基本概念、分类及应用领域。
掌握土木工程材料的基本性质和选择原则。
第二章：土木工程材料的性质2.1 课程介绍学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质。
2.2 教学内容土木工程材料的力学性质：强度、弹性、塑性、韧性等土木工程材料的耐久性质：抗渗性、抗碳化性、抗侵蚀性等土木工程材料的工程性质：密度、吸水率、导热性等2.3 教学方法实验法：通过实验了解土木工程材料的性质讲授法：讲解土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质2.4 教学目标学习土木工程材料的力学性质、耐久性质和工程性质能够理解并应用这些性质来选择合适的土木工程材料第三章：土木工程材料的选择原则3.1 课程介绍学习如何选择合适的土木工程材料，并了解选择原则的重要性。
3.2 教学内容选择原则的定义和重要性选择原则的具体内容：适用性、可靠性、经济性、环境友好性等3.3 教学方法讲授法：讲解选择原则的定义和重要性案例分析法：分析实际案例，理解选择原则的具体应用3.4 教学目标了解选择原则的定义和重要性学习选择原则的具体内容，并能够应用到实际工程中第四章：土木工程材料的测试方法4.1 课程介绍学习土木工程材料的常用测试方法，并了解其在实际工程中的应用。
4.2 教学内容常用测试方法的介绍：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等测试方法的实际应用案例4.3 教学方法实验法：进行土木工程材料的测试实验讲授法：讲解常用测试方法的基本原理和操作步骤4.4 教学目标学习常用测试方法的基本原理和操作步骤能够理解并应用这些测试方法来评估土木工程材料的性能第五章：土木工程材料的应用案例5.1 课程介绍通过实际案例来学习土木工程材料的选择和应用。
土木工程材料总结
● 土木工程材料可分为广义土木工程材料和狭义土木工程材料。
广义：是指用于建筑工程中所有材料（1构成建筑物，构筑物的材料，如石灰，水泥2是施工过程中所需要的辅助材料，如脚手架，模板3是各种建筑器材，如消防设备，给水排水设备）。
狭义土木工程材料是直接构成土木工程实体的材料。
●土木工程材料分类：1.按化学成分，无机材料，有机材料和复合材料2.按使用功能，承重结构材料，非承重结构材料和功能材料。
● 土木工程与材料的关系：1.材料是保证土木工程质量的基础2.材料对土木工程造价的影响3.材料对土木建筑工程技术进步起促进作用●密度：是指材料在绝对密度状态下单位体积的质量。
V m /=ρ（v 材料在绝对密实状态下的体积） ● 表观密度：是指单位体积（含材料实体及闭口孔隙体积）材料的干质量，也称视密度。
0/0V m =ρ（V0材料在包含闭口孔隙条件下的体积（只含内部闭口孔，不含开口孔））●体积密度：是指材料在自然状态下单位体积(含开口，闭口孔隙）V m '='/ρ ●堆积密度：是指散粒状材料单位堆积体积（含开口，闭口）11/V m =ρ ● 孔隙率：是指材料中的孔隙体积占材料自然状态下总体积的百分率，以p 表示，V V V p '-'=/，密实度是与孔隙率相对应的概念，指材料体积内被固体物质充实的程度，用D 表示D=1—P●空隙率指散粒状材料在堆积体积状态下颗粒固体物质空隙体积占堆积体积的百分率101/V V V p -=' ●吸水性:指材料在吸收水分的性质。
（材料吸水饱和时的含水率为吸水率，分质量吸水率和体积吸水率）材料含水后，自重增加，强度降低，保温性能下降，抗冻性能变差，有时还会发生明显体积膨胀。
● 吸湿性：指材料在潮湿空气中吸收水分的性质，一含水率表示。
吸湿作用一般是可逆的，及材料可吸放空气中的水分。
● 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。
土木工程材料讲解
特点：①可塑性较好； ②硬化速度慢、强度低；
③保水性好，耐水性差； ④硬化时体积收缩大。 用途：配制石灰砂浆或混合砂浆，作为砌筑材料。
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。
一、石灰
石灰：主要成分为碳酸钙的石灰石在适当温度下煅烧，所得以氧化钙
为主要成分的材料即石灰。 生石灰的“熟化”：土木工程中使用石灰时，通常将生石灰加水，使其 消解成消石灰，这个过程称为生石灰的“消化”（又称“熟化”）。生石 灰加水后生成消石灰细粒并放出大量热量，且熟化后体积可增大1～2.5倍 。
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
剂外，更多则是用于制造各种石膏制品，如各类石膏板和石膏砌体等。
石膏板
石膏板是以建筑石膏为主要原料经制浆、浇筑、凝固、烘干等工 序制成的一种轻质板材。 纸面石膏板：纸面石膏板是在建筑石膏中掺入纤维材料和外加剂构 成芯材，两面用纸作护面而成的一种轻质板材。 空心石膏条板：以建筑石膏为主要原料加入适量纤维材料，经拌和 成料浆、浇注成型、抽芯、干燥等工艺制成的轻质板材。 装饰石膏板：在建筑石膏中掺入适量纤维增强材料等，与水搅拌成 均匀的浆体，经浇筑、干燥而成的装饰板材。在浇筑时采用不同 的模具，可以获得不同花纹图案的正方形板材。
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。
《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。
土木工程材料小知识点讲解
土木工程材料小知识点讲解1.混凝土：混凝土是土木工程中最常用的材料之一，它由水泥、砂子、碎石和水按一定比例混合而成。
混凝土的主要特点是强度高、耐久性好、施工方便。
混凝土的强度与水泥的品种、用量、砂子和碎石的种类、级配、水灰比等因素有关。
2.钢筋：钢筋是混凝土加固的主要手段之一，它能够承受混凝土受力时产生的拉力，并将其转化为压力，从而增强混凝土的抗拉性能。
钢筋一般由普通钢、中碳钢和低合金高强度钢制成。
在工程中，钢筋的直径、弯曲度和间距等参数需要根据设计要求来确定。
3.砖石：砖石是土木工程中常用的一种建筑材料，它由黏土、石灰和石英砂等原料经过高温烧制而成。
砖石的种类较多，常见的有红砖、空心砖、实心砖等。
砖石具有良好的耐磨性、耐候性和保温隔热性能，广泛应用于建筑物的墙体、地板和隔墙等部位。
4.木材：木材是一种常见的建筑材料，它具有比较好的弯曲性能、隔热保温性能和吸声性能等特点。
木材的种类很多，常见的有松木、柚木、橡木等。
在使用木材时，需要注意其干燥度、材质均匀性和受力性能等因素，以确保结构的稳定性和安全性。
5.沥青：沥青是一种常用的道路材料，它具有良好的抗水性、抗老化性和粘结性能。
沥青常用于铺设公路路面和停车场等地方。
沥青的种类较多，主要分为天然沥青和合成沥青两大类。
在使用沥青时，需要注意其质量和温度等因素，以确保道路的平整性和耐久性。
6.玻璃纤维：玻璃纤维是一种轻质玻璃纤维增强材料，它具有良好的抗拉、扭转和弯曲性能。
玻璃纤维常用于制作复合材料，如玻璃纤维增强塑料和玻璃纤维增强水泥。
这些材料具有重量轻、耐腐蚀、隔热隔音等特点，在土木工程中应用广泛。
7.膨胀土：膨胀土是一种具有膨胀性能的土壤，当受到水分的浸润或干燥时，会发生体积扩大或收缩的现象。
膨胀土在土木工程中需要特别注意，特别是在地基处理和道路基层等方面。
在施工过程中，应该根据膨胀土的特性采取相应的措施以确保工程的稳定性。
8.防水材料：防水材料是土木工程中常用的一种材料，它可以防止水的渗透和渗漏。
《土木工程概论》课件-第3讲-土木工程材料
智能化与多功能化
发展具有自感知、自适应、 自修复等功能的智能材料， 以及具备多重功能的复合 材料。
可持续发展
推动绿色建筑材料的发展， 降低能耗和排放，实现土 木工程材料的可持续发展。
总结
05
本讲重点回顾
土木工程材料的分类与特性
详细介绍了不同类型的土木工程材料， 如混凝土、钢材、木材等，以及它们 在工程中的特性和应用。
土木工程材料的选用
03
原则
适用性原则
01
适用性原则是指选用的土木工程材料应满足工程要求，包括材 料的物理、化学和力学性能等。
02
在选择材料时，需要考虑其是否能够满足设计要求，如强度、
耐久性、稳定性等。
还需要考虑施工环境和使用条件，如温度、湿度、压力、耐磨、
03
耐腐蚀等。
经济性原则
经济性原则是指在满足工程要 求的前提下，选用价格适宜、 资源丰富的材料。
应控制等。
土木工程材料的特性
01
力学性能
土木工程材料应具备足够的抗压、抗拉、抗剪、抗弯等强度，以满足结
构设计要求。
02 03
耐久性
土木工程材料的耐久性是指其在使用过程中能够抵抗各种自然因素（如 风、雨、温度变化等）和环境因素（如化学腐蚀）的能力，以保证结构 的长期安全性和稳定性。
经济性
土木工程材料的选择应考虑其生产成本、运输成本和使用成本等因素， 以确保工程的经济效益。
土木工程材料的选择与使用
讲解了如何根据工程需求选择合适的 土木工程材料，以及在施工过程中如 何正确使用这些材料。
土木工程材料的性能检测
介绍了土木工程材料的各种性能指标 和检测方法，如抗压强度、抗拉强度、 弹性模量等。
土木工程材料介绍(PPT 65张)
加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”
结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸
发形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性 不仅要看孔数量多少，还需看孔的结构。
第一章 材料的基本性质
1.1.4 材料与水有关的性质
1.1.4.1 亲水性与憎水性
1.1.4.2 吸水性与吸湿性
1.1.4.3 耐水性 1.1.4.4 抗渗性 1.1.4.5 抗冻性
第一章 材料的基本性质
思考
用什么指标来衡量材料对水的抵抗能力？
耐水性 抗渗性 抗冻性
第一章 材料的基本性质
1.1.4.3 耐水性
1、概念——指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能力，用 软化系数K软表示。 2、表达式：
K软
式中：
f饱 f干
f饱--- 材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa 。 f干--- 材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 。
第一章 材料的基本性质
1.1.1 材料的密度、表现密度、体积密度与堆积密度
二、各类密度测定办法 4、砂堆积密度的测定——漏斗+容量筒
颗粒材料 空 隙
将容量筒内材料 刮平，容量筒的 容积即为材料堆 积体积。
第一章 材料的基本性质
1.1.2 材料的密实度与孔隙率——单块材料
1、密实度
指材料体积内固体物质填充的程度。计算式如下：
封闭孔
连通孔
第一章 材料的基本性质
1.1.2 材料的密实度与孔隙率——单块材料
4、孔隙率（或密实度）、孔隙特征在工程中的作用。
a.影响材料的性质
一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越 少，则：强度越高，吸水性越小，抗渗性和抗冻性 越好，但导热性越差。 b.通过改变孔隙率和孔隙特征改善材料性能
土木工程材料讲解
⼟⽊⼯程材料讲解绪论⼀、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。
⼆、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。
三、⼟⽊⼯程材料的发展趋势遵循可持续发展战略，⼟⽊⼯程材料的发展趋势表现为：（1）⾼性能化（2）⾼耐久性（3）多功能化（4）绿⾊环保（5）智能化另外，主产品和配套产品应同步发展，并解决好利益平衡关系。
同时，为满⾜现代⼟⽊⼯程结构性能和施⼯技术的要求，材料的应⽤应向着⼯业化⽅向发展。
四、⼟⽊⼯程材料的检验⽅法及标准化1.⼟⽊⼯程材料的质量检验⽅法通常可采⽤实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等⽅法。
本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验，包括下列内容：⑴物理性能检验⑵⼒学性能检验⑶材料与⽔有关的性能检验2.⼟⽊⼯程材料的标准化⼟⽊⼯程材料涉及的标准主要包括两类。
⼀是产品标准。
其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验⽅法、验收规则、应⽤技术规程等；⼆是⼯程建设标准。
其内容有⼟⽊⼯程材料选⽤有关的标准，有各种结构设计规范、施⼯及验收规范等。
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绪论一、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。
二、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。
三、土木工程材料的发展趋势遵循可持续发展战略，土木工程材料的发展趋势表现为：（1）高性能化（2）高耐久性（3）多功能化（4）绿色环保（5）智能化另外，主产品和配套产品应同步发展，并解决好利益平衡关系。
同时，为满足现代土木工程结构性能和施工技术的要求，材料的应用应向着工业化方向发展。
四、土木工程材料的检验方法及标准化1.土木工程材料的质量检验方法通常可采用实验室内原材料性能检验、实验室内模拟结构鉴定及现场鉴定等方法。
本课程主要着重介绍实验室内材料性能的检验，包括下列内容：⑴物理性能检验⑵力学性能检验⑶材料与水有关的性能检验2.土木工程材料的标准化土木工程材料涉及的标准主要包括两类。
一是产品标准。
其内容主要包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、应用技术规程等；二是工程建设标准。
其内容有土木工程材料选用有关的标准，有各种结构设计规范、施工及验收规范等。
目前，我国常用的标准按适用领域和有效范围，分为四级。
⑴国家标准分强制性标准（代号为GB）和推荐性标准（代号GB/T）。
⑵行业标准某些行业标准代号见表0.1。
表 0.1 几个行业的标准代号⑶地方标准（代号DB）⑷企业标准（代号QB）有关工程建设方面的技术标准的代号，应在部门代号后加J。
地方标准或企业标准所制定的技术要求应高于类似（或相关）产品的国家标准。
标准一般由标准名称、部门代号(以汉语拼音字母表示)、标准编号和颁发年份等来表示。
例如，1992年制定的建材行业推荐性479号建筑石灰的标准为：《建筑石灰》（JC/T 479-92）。
五、课程学习的目的和要求⒈课程学习的目的与主要内容土木工程材料课程是针对土木工程、工程管理、水利水电等专业开设的专业技术基础课。
通过学习，使学生掌握材料的基本理论和基础知识，为后续专业课程的学习及以后从事土木工程正确选用材料打下良好的基础。
本教材重点介绍了当前土木工程常用的材料，如水泥、石灰、混凝土、钢材、沥青材料等，并简要介绍了建筑功能材料。
对于各类材料，除重点介绍了技术性质外，对材料的生产、组成、结构与构造、技术标准也做了简要介绍，另外还简要介绍了检测这些技术性能指标的试验方法。
⒉课程的理论课学习任务学习时，可把相关内容分成三个层次：第一层次是土木工程材料基础理论知识。
所谓基础理论知识是指每类材料的生产工艺，材料的组成、结构、构造，该部分要重点领会其对材料性能的影响；第二层次是土木工程材料的基本性质。
这一层次要求学生重点掌握，在了解基本概念的基础上，要能运用已有的理论知识对基本性质的改善进行分析。
并能够结合工程实际，正确选用材料。
对于现场制作的材料，要能根据材料性能要求设计计算材料配比；第三层次为土木工程材料质量检验的内容，需要结合试验理解基本技术性质要求的意义。
⒊课程的实验课学习任务实验是课程的重要教学环节。
通过实验可验证所学的基础理论，增加感性认识，加深对理论知识的理解，熟悉试验鉴定、检验和评定材料质量的方法，掌握一定的试验技能，这对培养学生分析与判断问题的能力、试验工作能力以及严谨的科学态度十分有益，也为今后从事既有材料的改性、新材料的研制以及材料方面的科学研究奠定基础。
第1章土木工程材料的基本性质1.1 材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响1.1.1 材料的组成材料的组成包括材料的化学组成、矿物组成和相组成。
它不仅影响材料的化学稳定性，而且也是决定材料物理及力学性质的重要因素。
（1）化学组成（2）矿物组成（3）相组成：材料具有相同物理、化学性质的均匀部分称为相1.1.2 材料的结构材料的结构对材料的性质有重要影响。
材料的结构一般分为宏观、细观和微观三个层次。
（1）宏观结构土木工程材料的宏观结构是指肉眼可以看到或借助放大镜可观察到的(毫米级)粗大组织。
其尺寸在10-3m级以上。
a)散粒结构-----空隙率主要取决于颗粒级配b)聚集结构c)多孔结构d)致密结构-----特点：强度和硬度高，吸水性小，抗渗性和抗冻性较好，耐磨性较好，保温隔热性差e)纤维结构-----纵向较紧密，横向较疏松f)层状结构（2）细观结构细观结构（原称亚微观结构）是指用光学显微镜可以观察到的微米级的组织结构。
其尺寸范围在10-3～10-6m。
包括：①晶相种类、形状、颗料大小及其分布情况；②玻璃相的含量及分布；③气孔数量、形状及分布。
（3）微观结构微观结构是指借助电子显微镜或X射线，可以观察到的材料的原子、分子级的结构，微观结构的尺寸范围在10-6～10-10m。
材料微观结构可分为晶体、玻璃体、胶体三种形式。
①晶体晶体是内部质点(原子、离子、分子)在空间上按特定的规则呈周期性排列时所形成的结构。
②玻璃体将熔融物质迅速冷却（急冷），使其内部质点来不及按规则排列就凝固，这时形成的物质结构即为玻璃体，又称为无定形体或非晶体。
③胶体物质以极其微小的颗粒(粒径为10-7～10-9m)分散在连续相介质中形成的结构,称为胶体。
1.1.3 材料的构造材料的构造是指具有特定性质的材料结构单元间的相互组合搭配情况。
构造概念与结构概念相比，更强调了相同材料或不同材料的搭配组合关系。
1.1.4 材料中的孔隙与材料性质的关系（1）孔隙的分类按孔隙的大小，可将孔隙分为微小孔隙、细小孔隙（毛细孔）、粗大孔隙等。
对于无机非金属材料，孔径小于20nm的微小孔隙，水或有害气体难以侵入，可视为无害孔。
按孔隙形状可将孔隙分为球形孔隙、片状孔隙（即裂纹）、管状孔隙、墨水瓶状孔隙、带尖角的孔隙等。
片状孔隙、管状孔隙、带尖角的孔隙对材料性质的影响较大。
按常压下水能否进入到孔隙中，将常压水可以进入的孔隙称为开口孔隙，而将常压水不能进入的孔隙称为闭口孔隙。
另外，开口孔中有些孔不仅与外界相通，而且彼此贯通，称为连通孔。
（2）孔隙对材料性质的影响一般情况下，材料孔隙率越大，则材料的表观密度、堆积密度、强度均越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐水性及其他耐久性越差，而保温性、吸声性、吸水性与吸湿性等越强。
（3）材料内部孔隙的来源与产生1.2.1 材料与质量有关的性质（1）材料的密度、表观密度与堆积密度①密度—True Density材料在绝对密实状态下、单位体积干材料的质量称为材料的密度。
按照（1.1）式进行计算。
mρ=（1.1）V式中：ρ—材料的密度， g·c m-3；m—材料在绝对干燥状态下的质量，g；V—材料在绝对密实状态下的体积，c m-3。
②表观密度---Apparent Density材料在自然状态下，单位体积材料的质量称为材料的表观密度（原称容重，道路工程中称为体积密度）。
按照（1.2）式进行计算。
00mV ρ=（1.2） 式中：0ρ—材料的表观密度，g ·c m -3或kg ·m -3；m —材料在自然状态下的重量，g 或㎏； 0V —材料在自然状态下的体积，c m 3或m 3。
③堆积密度---Bulk Density散粒材料(粉状或粒状材料)在堆积状态下，单位体积材料的质量称为材料的堆积密度。
按照（1.3）式进行计算。
'00mV ρ=（1.3） 式中：'0ρ—散粒材料的堆积密度，kg ·m -3；m —散粒材料在堆积状态下的质量，㎏； 0V '—散粒材料在堆积状态下的体积，m 3。
常用土木工程材料的密度、表观密度和堆积密度如表1.1所示.（2）材料的孔隙率与密实度 ①孔隙率材料内部孔隙体积占材料自然状态下体积的百分率称为材料的孔隙率。
按照（1.4）式进行计算。
0000100%100%1100%V V V P V V ρρ-⎛⎫=⨯=⨯=-⨯ ⎪⎝⎭孔 （1.4） 材料孔隙率的大小直接反映材料的密实程度，孔隙率小，则密实程度高。
②密实度材料的固体物质体积占自然状态下体积的百分率称为材料的密实度。
密实度反映了材料体积内被固体物质所填充的程度。
按照（1.5）式进行计算：00100%100%VD V ρρ=⨯=⨯ （1.5） 密实度与孔隙率之间的关系为：1P D +=（3）材料的空隙率与填充率 ①空隙率散粒材料颗粒之间的空隙体积占材料堆积体积的百分率称为材料的空隙率。
按照（1.6）式进行计算：000000100%100%1100%V V V P V V ρρ''''⎛⎫-'=⨯=⨯=-⨯ ⎪⎝⎭空 （1.6）空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒相互填充的程度 ②填充率材料在自然状态下的体积占堆积体积的百分率称为材料的填充率。
填充率反映了材料被颗粒填充的程度。
按照（1.7）式进行计算：0000100%100%V D V ρρ'''=⨯=⨯ （1.7）密实度与空隙率之间的关系为：1P D ''+= 1.2.2 材料与水有关的性质（1）材料的亲水性与憎水性材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性；而材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。
材料被水湿润的程度可以用润湿角θ来表示，如图1.3所示。
润湿角越小，说明材料越容易被水湿润。
实验证明，润湿角θ≤90º的材料为亲水性材料，反之，θ>90º的材料不能被水湿润，为憎水性材料。
当θ=0º时，表明材料完全被水润湿。
（2）材料的吸湿性和吸水性 ①吸湿性材料在潮湿空气中吸附水分的性质称为吸湿性。
材料的吸湿性大小，用含水率来表示。
含水率是指材料内部所含水的质量占干材料质量的百分率。
可按照（1.8）式进行计算。
100%h m mW m-=⨯h （1.8） 式中：h W —材料的含水率，％；h m —材料在吸湿状态下的重量，g ；m —材料在干燥状态下的重量，g 。