《土木工程材料》课程教学指导书

《土木工程材料》课程教学指导书内容简介本书主要是配合《土木工程材料》教材编写的，是一本让读者在短期内学好土木工程材料知识的教学辅导书。本书共有《土木工程材料》课程教学大纲、辅导材料、典型复习题、样卷、试题命题格式、期中试题及答案等六个部分组成。其中辅导材料部分包括基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、聚合物材料、沥青材料和防水材料、沥青混合料、建筑钢材、墙体材料、木材、绝热材料和吸声隔声材料、材料试验等重要内容，每章由重点知识介绍和典型例题组成。典型复习题部分由计算题、填空题、是非题和简答题等组成。内容丰富，简明扼要。本书可作为土木工程类各专业的学习指导书，还可供相关行业技术人员作为参考用书。前言本书主要是配合《土木工程材料》（由浙江工业大学叶青教授和深圳大学丁铸教授担任主编）教材编写的，是一本让读者在短期内学好土木工程材料知识的教学辅导书。本书共有《土木工程材料》课程教学大纲、辅导材料、典型复习题、样卷、试题命题格式、期中试题及答案等六个部分组成。其中辅导材料部分包括基本性质、天然石材、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、聚合物材料、沥青材料和防水材料、沥青混合料、建筑钢材、墙体材料、木材、绝热材料和吸声隔声材料、材料试验等重要内容，每章由重点知识介绍和典型例题组成。典型复习题部分由计算题、填空题、是非题和简答题等组成。内容丰富，简明扼要。本书由浙江工业大学叶青和浙江树人大学盛黎担任主编，浙江工业大学孔德玉和浙江树人大学金小群担任副主编。各章编写人员如下：盛黎编写辅导材料中的气硬性胶凝材料、墙体材料、沥青材料和防水材料、聚合物材料、绝热材料和吸声隔声材料、土木工程材料试验等内容，孔德玉编写辅导材料中的混凝土和砂浆等内容，金小群编写辅导材料中的建筑钢材和木材等内容，其余部分主要由叶青编写。本书可作为土木工程类各专业的学习指导书，还可供相关行业技术人员作为参考用书。由于土木工程材料科学和技术发展很快，新材料、新工艺层出不穷，各行业的技术标准不统一，加之我们的水平所限，编写时间仓促，书中难免有不当、甚至错误之处，敬请读者批评指正。编者2011年3月目录Ⅰ《土木工程材料》课程教学大纲...…………………………………..….1Ⅱ《土木工程材料》辅导材料……………………………….…………….3绪论……………………………….…………………………..………….3§1材料基本性质……….…….……………………………………….…§2天然石材……………………………………………………………...§3气硬性胶凝材料……………………………………………………...§4水泥…………………………………………………………………...§5水泥混凝土…………………………………………………...........§6砂浆………………………………………………………………….§7聚合物材料………………………………………………………….§8沥青材料和防水材料……………………………………………….§9热拌沥青混合料…………………………………………………….§10建筑钢材…………………………………………………………...§11墙体材料…………………………………………………………...§12木材……………………………………………………...................§13绝热材料和吸声材料…………………………………...................§14其它土木工程材料……………………………………...................§15土木工程材料试验……………………………………...................Ⅲ《土木工程材料》典型复习题………………………………………....一、典型计算题………………………………………………………..二、典型填空题………………………………………………………..三、典型是非题………………………………………………………..四、典型简答题………………………………………………………..五、典型名词解释题…………………………………………………..Ⅳ《土木工程材料》样卷……………………………………....................Ⅴ《土木工程材料》试题命题格式……………………………………....Ⅵ《土木工程材料》期中试题及答案……………………………………Ⅰ《土木工程材料》课程教学大纲1.课程的性质、目的和任务本课程是土木工程类专业学生的专业基础课，它与公共基础课及专业紧密衔接，起着承上启下的作用。本课程的教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质、用途和使用方法以及检测和质量控制方法，并了解土木工程材料的性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计参数及施工措施选择的相互关系。2.考试目的与要求主要检验对土木工程材料基本性质及各项特性的掌握程度，以及对材料性质的影响因素，合理选用土木工程材料的要求及实验检验方法的掌握程度。要求：概念明确；分析讨论切题；基本计算方法准确，数据处理符合标准。每一章节中要求“（重点）掌握”部分为重点，占考试内容的主要部分。“一般掌握”部分以基本概念为主。“了解”部分主要是拓宽土木工程材料的知识面。3.课程的基本要求§0绪论了解土木工程材料的发展、地位、分类和标准等。熟练掌握数值修约规则。§1土木工程材料的基本性质1.熟练掌握土木工程材料的基本力学性质。2.掌握土木工程材料的基本物理性质、测定和计算方法。3.掌握土木工程材料的耐久性基本概念。4.了解土木工程材料的基本组成、结构和构造，了解组成、结构和构造与材料性能的关系。通过材料基本性质的学习，要求了解材料科学的一些基本概念，并掌握材料各项基本力学性质、物理性质、化学性质、耐久性质等材料性质的意义，以及它们之间的相互关系和在工程实践中的意义。§2石材1.了解岩石的形成与分类，了解常用的天然岩石。2.了解岩石的技术性质、加工类型和选用原则。§3气硬性胶凝材料1.了解石膏、石灰、水玻璃等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点。2.了解石膏、石灰、水玻璃的主要用途。§4水泥1.熟悉硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其与水泥性能之间的关系，了解通用硅酸盐水泥的水化、凝结和硬化机理，熟练掌握通用硅酸盐水泥的技术性能要求、检测方法及选用原则。2.了解其他水泥品种及其性质和使用特点。(自学)§5水泥混凝土1.掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用(包括砂、石、水泥、水、掺合料及外加剂)；熟练掌握各种组成材料各项性质的要求，测定方法及对混凝土性能的影响。2.熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。3.熟练掌握硬化混凝土的力学性质，变形性质和耐久性质及其影响因素。4.熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。5.了解混凝土技术的新进展及其发展趋势。(自学)6.了解其它品种混凝土的特性及应用。(自学)§6砂浆1.掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法及其配比设计方法。2.熟悉抹面砂浆的主要品种性能要求。了解其他砂浆。§7聚合物材料（建筑塑料、涂料与胶粘剂）1.熟悉合成聚合物材料的性能特点及主要聚合物材料的品种。2.熟悉土木工程中合成聚合物材料的主要制品及应用(包括塑料及其型材、涂料、粘结剂等)。§8沥青材料和防水材料1.掌握沥青材料的基本组成，工程性质及测定方法，了解沥青的改性及主要沥青制品及其用途。2.掌握防水材料的主要类型及性能特点。§9热拌沥青混合料熟悉沥青混合料的组成材料、组成结构、矿质混合料的组成设计、热拌沥青混合料的配合比设计。§10建筑钢材1.了解建筑钢材的冶炼、加工与分类。2.重点掌握建筑钢材的力学性能和工艺性能，掌握化学成分对钢材性能的影响。3.了解建筑钢材的强化机理及强化方法。4.重点掌握土木工程中常用建筑钢材的分类及其选用原则。§11墙体与屋面材料1.掌握常用砌体材料（烧结普通砖、多孔砖和空心砖）的性质和应用特点。2.了解其它墙体与屋面材料。§12木材(自学)1.了解木材的宏微观结构；2.掌握木材的物理、力学性能，了解防腐、防火措施。3.了解木材的应用。§13绝热材料与吸声材料1.了解保温、隔热材料的主要类型及性能特点。2.了解吸声、隔声材料的主要类型及性能特点。§14其它土木工程材料1.掌握装饰材料的基本功能与选择2.了解装饰用面砖、板材、玻璃、卷材和涂料。§15土木工程材料试验（下列试验必做）1.水泥标准稠度用水量测定、安定性检验、水泥胶砂强度。2.砂的筛分析、表观密度、堆积密度实验。3.混凝土的拌制、和易性、体积密度、抗压强度实验。4.砖抗压强度实验（演示）。5.钢筋拉伸实验（演示）。6.沥青三大指标。7.沥青混合料（演示）。Ⅱ《土木工程材料》辅导材料绪论一、重点知识介绍1.土木工程材料的定义土木工程材料是指在土木工程建设中所使用的各种材料及其制品的总称，它是土木工程的物质基础。2.土木工程材料的分类按材料的使用性能，可分为①承重结构材料，②非承重结构材料，③功能材料。按材料的使用部位，可分为结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料和饰面材料等。按工程类别，可分为建筑材料、道路建筑材料、港工材料、水工材料和核工业材料等。按材料的化学组成，可分为无机材料、有机材料和复合材料。详见表0-1。3.土木工程材料的技术标准在我国，技术标准分为四级：国家标准GB、部颁标准、地方标准DB和企业标准QB。企业标准的要求指标要高于国家标准和部颁标准等。土木工程材料的技术标准是确定产品质量的技术依据。对于生产企业，必须按照标准生产，控制其质量。对于使用部门，则按照标准可进行选材、设计和施工，并按标准验收产品。二、例题例题0-1：全数值比较法和修约值比较法的示例与比较项目极限数值测定值或其计算值按全数值比较是否符合要求修约值按修约值比较是否符合要求中碳钢的硅的质量分数%≤0.50.452符合0.5符合0.500符合0.5符合0.549不符合0.5符合0.551不符合0.6不符合盘条直径mm10.0±0.1(不含－0.1)9.94符合9.9不符合9.86不符合9.9不符合10.06符合10.1符合10.05符合10.0符合例题0-2：现测得普通水泥的28d抗折破坏荷载分别为：3330、3800、4000N。试计算抗折强度。解：抗折强度（计算精确至0.1MPa）测定结果取三块试样的平均值，当三个强度值中有超过平均值的±10％时，应予剔除后再取平均值作为抗折强度实验结果。F/N333038004000f/MPa7.88.99.4f3平均=8.7。(9.4－8.7)/8.7=8.04%=8%＜10%，(8.7－7.8)/8.7=10.34%=10%≤10%。没有超过10％结果28d抗折强度=8.7MPaff=1.5FfL/(bh2)=1.5Ff×100/(40×402)=1.5×3330×100/(40×402)=7.8MPaff=1.5FfL/(bh2)=1.5Ff×100/(40×402)=1.5×3800×100/(40×402)=8.9MPaff=1.5FfL/(bh2)=1.5Ff×100/(40×402)=1.5×4000×100/(40×402)=9.4MPa第一章土木工程材料的基本性质一、重点知识介绍1.材料的物理性质（1）材料的含水状态及其质量亲水材料的含水状态主要有湿润状态、饱和面干状态、气干状态和干燥状态四种，其对应的质量按大小排列为湿润状态质量（mwet或m湿）＞饱和面干状态质量或表干质量（mssd或mb）＞气干状态质量（mad）＞干燥质量（mod或m）。（2）材料的含孔状态及其体积大多数材料内部都含有孔隙，孔隙的特征和孔隙的多少对材料的性能均会产生影响。若把开口孔和闭口孔的体积分别记为VK和VB，则材料的孔隙体积VP=VK＋VB。①材料绝对密实体积，用V表示。是指不包括材料内部孔隙体积的固体物质的实体体积。②材料绝对密实体积＋闭口孔隙体积，用V＋VB=V'=V排表示。是指包括了材料内部闭口孔隙体积的固体物质本身的体积。它等于干燥状态粒状或