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1、土木工程材料,Civil Engineering Material,故宫,中央电视台新址,孔庙,雅典卫城,第一章 绪言,土木工程材料的分类 1.按用途 2.按化学成分,结构材料 墙体材料 功能材料,无机材料 有机材料：植物材料、沥青材料、高分子材料复合材料：金属与非金属复合材料、有机与无 机复合材料,金属材料 非金属材料,黑色金属材料：钢、铁 有色金属材料：铝、铜,天然石材 陶瓷和玻璃 无机胶凝材料 砂浆、混凝土,材料的标准化 1.标准的定义 2.标准的内容 3.标准的分类 4.标准的表示方法,国家标准：GB 行业标准：JC、JG 地方标准：DB 企业标准：QB,材料的基本状态参数 1.密度：
2、 2.表观密度： 3.堆积密度：,第二章 材料的基本参数,4.孔隙率: 5.空隙率:,材料的力学性质 1.强度与比强度 2.弹性与塑性 3.脆性与韧性 4.硬度与耐磨性,注意其区别与联系,材料与水有关的性质 1.亲水性与憎水性：“润湿角”来区分 2.材料的含水状态 3.材料的吸湿性与吸水性：“含水率”、“吸水率”表示 4.耐水性：“软化系数”表示 5.抗渗性：“抗渗等级”表示 6.抗冻性：“抗冻标号”表示,材料的热性质 1.导热性：用“导热系数”表示 2.热容性：用“热容C”表示 3.热变形性：用“线膨胀系数”表示,材料的耐久性 1.定义：指材料在使用过程中抵抗环境的长期作用，并保持其原有性能
3、而不破坏、不变质的能力。 2.内容：抗渗、抗冻、抗风化、抗碳化、耐腐蚀等。 3.影响因素：材料的组成与结构、强度、孔隙率、孔特征、表面状态、外部环境等。,第三章 气硬性胶凝材料,石灰的生产简介 石灰的技术要求 石灰的特性 石灰的应用,第一节 石灰,重点,可塑性好； 硬化缓慢； 硬化后强度低； 硬化时体积收大； 耐水性差,第二节 石膏,建筑石膏生产简介 石膏的技术要求 建筑石膏的特性 建筑石膏的应用,重点,凝结硬化快； 硬化后孔隙率大、强度较低； 绝热性和吸音性良好； 耐水性较差； 防火性能好； 硬化时体积略有膨胀； 装饰性好； 加工性能好。,第三节 水玻璃,水玻璃的特性 水玻璃的应用,第四章
4、水 泥,常用水泥的生产,第一节 常用水泥,粘土,石灰石,铁矿粉,生料,石膏,熟料,混合材料,水泥,按比例混合磨细,煅烧1450左右,磨细,硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸三钙 硅酸二钙 铝酸三钙 铁铝酸四钙,注意四种矿物组成各自的特性,硅酸盐水泥的主要技术性质 细度 凝结时间 安定性 强度等级,四项技术指标的测试方法、评判标准,硅酸盐水泥的特性 常用水泥的选用原则：,1.水化凝结硬化快、强度高、尤其早期强度高； 2.水化热大； 3.耐腐蚀性差 4.抗冻性好，干缩小； 5.耐热性差。,根据水泥的特性、建筑工程的工程性质、结构部位、施工要求和使用环境条件等来选用。,第二节其它品种水泥,高铝水泥 膨胀
5、水泥 白色和彩色硅酸盐水泥,第五章 混凝土,混凝土的分类 混凝土的组成,第一节 混凝土概述,由水泥、水、细骨料、粗骨料、掺合料及外加剂组成,混凝土的优点：,1.组成材料来源广泛; 2.新拌混凝土有良好的可塑性; 3.可按需要配制各种不同性质的混凝土; 4.具有较高的抗压强度,且与钢筋具有良好的共同工作性; 5.具有良好的耐久性; 6.具有较好的耐火性。,第二节 普通混凝土组成材料,水泥 粗骨料 细骨料 水 外加剂 掺合料,注意细骨料的级配、粗细程度如何计算？,水泥的品种、强度等级如何选取？,常用外加剂的品种及作用？,第三节 新拌混凝土的和易性,和易性的概念：粘聚性、保水性、流动性 和易性的测定
6、方法：坍落度法、维勃稠度法 影响和易性的主要因素,适于干硬性混凝土,1.水泥浆的数量和稠度 2.砂率 3.组成材料性质的影响 4.时间及环境温度,第四节 硬化混凝土的强度,混凝土的抗压强度与强度等级 影响混凝土抗压强度的主要因素,注意：混凝土抗压强度、抗压强度标准值的定义及强度等级如何评定,1.水泥强度等级和水灰比的影响 2.组成材料的影响 3.龄期与强度的关系 4.养护温度及湿度的影响 5.试验条件的影响,第五节 硬化混凝土的耐久性,混凝土的抗渗性 混凝土的抗冻性 混凝土的抗侵蚀性 混凝土的碳化 混凝土的碱-骨料反应,注意：各项指标的定义、表示方法、影响因素及提高性能的措施,第六节 硬化混凝
7、土的变形性,化学减缩 温度变形 干湿变形 荷载作用下的变形,1.短期荷载作用下的变形 2.长期荷载作用下的变形-徐变,第七节 混凝土质量控制与强度评定,混凝土的质量控制 混凝土强度质量的评定,注意几个重要参数： 平均值 标准差 变异系数,第八节 普通混凝土的配合比设计,混凝土配合比设计基本要点 配合比设计的基本要求:,1.满足结构设计要求的混凝土强度等级; 2.满足施工时要求的混凝土拌合物的和易性; 3.满足环境和使用条件要求的混凝土耐久性; 4.在满足上述要求的前提下,通过各种办法降低成本,符合经济性原则.,配合比设计的三大参数: 1.水灰比 2.砂率 3.单位用水量,注意：各项参数对混凝土
8、的何种性能起决定作用？,1.初步计算配合比,2.基准配合比的确定 3.实验室配合比的确定 4.施工配合比,普通混凝土配合比设计的方法与步骤,根据施工现场砂、石的含水情况，调整配合比,1)确定配制强度 2)确定水灰比 3)确定单位用水量 4)确定水泥用量 5)确定砂率 6)确定砂、石用量,第九节 其它种类混凝土,轻混凝土 纤维混凝土 聚合物混凝土 高强度混凝土,轻骨料混凝土 多孔混凝土 无砂大孔混凝土,第六章 建筑砂浆,新拌砂浆的和易性 流动性:用“稠度”或“沉入度”来表示 保水性：用“分层度”表示 硬化砂浆的强度和强度等级 砂浆的粘结力 砂浆变形性,第一节 砂浆的技术要求,第二节 砌筑砂浆,砌
9、筑砂浆的组成材料 砌筑砂浆配合比设计,配合比的计算 配合比的试配、调整与确定,水泥、细骨料、掺加料、外加剂、水,第三节 其它建筑砂浆,抹面砂浆 特种砂浆,防水砂浆 装饰砂浆,隔热砂浆 吸音砂浆 耐腐蚀砂浆 聚合物砂浆,第七章 烧结砖,生产工艺简介 技术性能指标 工程应用,第一节 烧结普通砖,第二节 烧结多孔砖和烧结空心砖,烧结多孔砖 烧结空心砖,其强度较低，主要用于填充墙、隔墙,强度较高，可用于承重墙,第八章 建筑钢材,钢的冶炼 钢的分类,第一节 钢的冶炼和分类,平炉 氧气转炉 电炉,碳素钢 合金钢,注意各自的优、缺点,又可根据含碳量多少，分为低碳钢、中碳钢、高碳钢,根据合金元素含量的多少，分
10、为 低合金钢、中合金钢、高合金钢,第二节 建筑钢材的主要技术性能,力学性能 工艺性能,强度 塑性 韧性 硬度,冷弯性能 焊接性能,联系应力-应变图来理解，并要注意弹性模量的意义及屈强比的定义和意义,采用何种指标来衡量？,第三节 钢的组织与化学成分对钢性能的影响,钢的组织及其对钢性能的影响 钢的化学成分对钢性能的影响,要分清何为有益元素、何为有害元素？且各元素对钢材性能的影响如何？,常温下钢材的晶体组织有几种？其对钢材性能有何影响？,第四节 钢材的冷加工与热处理,冷加工 热处理,冷加工强化 时效强化,退火 正火 淬火 回火,经冷加工及时效后，钢材的各项性能有何变化？,第五节 建筑用钢,碳素结构钢
11、 优质碳素钢 低合金高强度结构钢 钢的选用,现代建筑结构用钢的发展方向,第六节 钢结构用钢材,热轧型钢 冷弯薄壁型钢 棒材 钢管 板材,第七节 钢筋混凝土用钢材,热轧钢筋 冷轧带肋钢筋 预应力混凝土用热处理钢筋 预应力混凝土用钢丝和钢绞线 混凝土用钢纤维 钢筋的选用,第八节 钢材的防护,腐蚀 防腐 防火,注意电化学腐蚀的机理及预防措施,第九章 建筑塑料,聚合物 添加剂,第一节 塑料的组成,第二节 常用建筑塑料,热塑性塑料 热固性塑料,聚氯乙烯PVC 聚乙烯PE 聚丙烯PP 聚苯乙烯PS,酚醛塑料PF 环氧塑料EP 肌机硅塑料Si,第十章 沥青材料,石油沥青的组分与结构 石油沥青的技术性质 石油
12、沥青的技术标准 石油沥青的选用 沥青的掺配和改性 煤沥青简介,第一节 石油沥青及煤沥青,沥青的三大组分及其对沥青性能的影响,第二节 沥青基防水材料,冷底子油与沥青胶 沥青防水卷材 沥青防水涂料 建筑防水沥青嵌缝油膏,第十一章 木材,分类 宏观构造 微观结构 木材的缺陷,第一节 木材的分类和构造,针叶树、阔叶树,针叶树：管胞、髓线和树脂道 阔叶树：木纤维、导管和髓线,木节、斜纹、裂纹、腐朽、虫害,第二节 木材的物理和力学性质,含水量 湿胀与干缩 木材的强度,自由水 吸附水,顺纹抗压、横纹抗压 顺纹抗拉、横纹抗拉 横纹抗剪、顺纹抗剪 横纹切断、抗弯,注意：纤维饱和点和平衡含水率的概念及其对木材性能的影响,第三节 木材的防护,干燥 防腐、防虫 防火,第四节 木材的应用,木材的初级产品 人造板材,圆木 方材 板材,胶合板 纤维板 细木工板 刨花板、木丝板和木屑板,第十二章 其它工程材料,导热性 绝热材料的类型 常用绝热材料,第一节 绝热材料,第二节 吸声材料、隔声材料,材料的吸声性 吸声材料及其构造 隔声材料,第三节 装饰材料,天然石材 建筑陶瓷 建筑玻璃 建筑装饰涂料,第四节 新型防水材料,新型防水卷材 新型防水涂料 新型建筑密封材料,
