土木工程材料土木工程材料 Civil engineering materiaCivil engineering materia

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0.10.1 土木工程材料的定义及其分类土木工程材料的定义及其分类

1.1. 土木工程材料定义：土木工程材料定义：

土木工程中使用的各类材料及制品总称为土木工程中使用的各类材料及制品总称为土木工程材料。土木工程材料。

2.2. 土木工程与材料的关系：土木工程与材料的关系：（（ 11 ）土木工程材料是建设工程的物质基础 。）土木工程材料是建设工程的物质基础 。

土木工程材料与建筑结构和施工之间存在土木工程材料与建筑结构和施工之间存在着相互促进、相互依赖的密切关系。着相互促进、相互依赖的密切关系。

（（ 22 ）建筑物的功能和使用寿命在很大程度）建筑物的功能和使用寿命在很大程度上取决于土木工程材料的性能。上取决于土木工程材料的性能。

（（ 33 ）建设工程的质量在很大程度上取决于）建设工程的质量在很大程度上取决于材料的质量。材料的质量。

（（ 44 ）建筑物的可靠度评价在很大程度上依）建筑物的可靠度评价在很大程度上依存于材料可靠度的评价。存于材料可靠度的评价。

材料的发展既标志着人类文明的进步，也标材料的发展既标志着人类文明的进步，也标志着土木工程建设事业的进步。近年来，志着土木工程建设事业的进步。近年来，工程材料主要是钢筋，混凝土，木材和砖工程材料主要是钢筋，混凝土，木材和砖材，在未来，传统材料将得到改观，一些材，在未来，传统材料将得到改观，一些全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其全新的更加适合建筑的材料将问世，尤其是化学合成材料将推动建筑走向更高点。是化学合成材料将推动建筑走向更高点。

3.3. 土木工程材料的分类：土木工程材料的分类：3.13.1 按化学成分分类：按化学成分分类： .. （（ 11 ）无机材料：）无机材料：

金属材料：金属材料：

黑色金属材料——钢、铁黑色金属材料——钢、铁

有色金属材料——铝、铜、 合金有色金属材料——铝、铜、 合金

非金属材料：天然石材——大理石、花岗石非金属材料：天然石材——大理石、花岗石

陶瓷和玻璃——砖、瓦、卫生陶瓷、 玻璃陶瓷和玻璃——砖、瓦、卫生陶瓷、 玻璃

无机胶凝材料——石灰、石膏、水玻璃、 砂浆、混凝 土—无机胶凝材料——石灰、石膏、水玻璃、 砂浆、混凝 土——水泥—水泥

（（ 22 ）有机材料： 木材、沥青、塑料、涂料、油漆）有机材料： 木材、沥青、塑料、涂料、油漆

（（ 33 ）复合材料：）复合材料：

金属与非金属复合——金属与非金属复合——

钢筋混凝土、钢纤维混凝土钢筋混凝土、钢纤维混凝土

有机与无机复合——有机与无机复合——

玻璃钢、沥青混凝土、聚合物混凝土玻璃钢、沥青混凝土、聚合物混凝土

3.2. 3.2. 按用途分类按用途分类

（（ 11 ）结构材料：砖、石材、砌块、钢材、混凝土）结构材料：砖、石材、砌块、钢材、混凝土（（ 22 ）防水材料：沥青、塑料、橡胶、金属、）防水材料：沥青、塑料、橡胶、金属、

聚乙烯胶泥聚乙烯胶泥（（ 33 ）饰面材料：墙面砖、石材、彩钢板、）饰面材料：墙面砖、石材、彩钢板、

彩色混凝土彩色混凝土（（ 44 ）吸音材料：多孔石膏板、塑料吸音板、）吸音材料：多孔石膏板、塑料吸音板、

膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩（（ 55 ）绝热材料）绝热材料 : : 塑料、橡胶、泡沫混凝土塑料、橡胶、泡沫混凝土（（ 66 ）卫生工程材料：金属管道、塑料、陶瓷）卫生工程材料：金属管道、塑料、陶瓷

3.3 3.3 按功能分类：按功能分类：

（（ 11 ）结构材料—重要用于承重结构的材料。如：梁、板、 柱）结构材料—重要用于承重结构的材料。如：梁、板、 柱材料。材料。

（（ 22 ）功能材料—主要利用材料的某些功能，如：用于防水、装）功能材料—主要利用材料的某些功能，如：用于防水、装饰、保温等的材料饰、保温等的材料。。

0.2 0.2 土木工程材料的特点土木工程材料的特点 土木工程材料在工程中的使用必须有以下特点：土木工程材料在工程中的使用必须有以下特点： (1)(1) 具有工程要求的使用功能；具有工程要求的使用功能； (2)(2) 具有与使用环境条件相适应的耐久性； 具有与使用环境条件相适应的耐久性； (3)(3) 具具

有丰富的资源，满足建筑工程对材料量的需求；有丰富的资源，满足建筑工程对材料量的需求； (4)(4) 材料价廉。材料价廉。 建筑环境中，理想的土木工程材料应具有轻质、建筑环境中，理想的土木工程材料应具有轻质、

高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特点。无毒和高效节能等特点。

0.3 土木工程材料的发展史1.1. 土木工程材料随生产力发展而发展：土木工程材料随生产力发展而发展：

原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土

石器、铁器时代——石器、铁器时代——

金字塔（金字塔（ 2000-3000 BC)2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏：石材、石灰、石膏

万里长城 （万里长城 （ 200 BC):200 BC): 条石、大砖、石灰砂浆条石、大砖、石灰砂浆

布达拉宫 ：石材、石灰砂浆布达拉宫 ：石材、石灰砂浆

罗马园剧场 （罗马园剧场 （ 70-80 AC):70-80 AC): 石材、石灰砂浆石材、石灰砂浆

1818 世纪中叶——钢材、水泥 世纪中叶——钢材、水泥 (J.Aspdin,1824(J.Aspdin,1824 ））

1919 世纪——钢筋混凝土（世纪——钢筋混凝土（ 1890-18921890-1892 ）；）；

中国，中国， 18981898

2020 世纪——预应力混凝土、高分子材料世纪——预应力混凝土、高分子材料

2121 世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材

胡夫金字塔：胡夫金字塔： 高高 146.59m, 146.59m, 底底部部 232m232m 建方，建方，用 用 230230 多万块、多万块、每块重每块重 2.5T2.5T 的岩的岩石砌成。石砌成。

万里长城 （ 200 BC):

条石、大砖、石灰砂浆

布达拉宫 ：

石材、石灰砂浆

罗马斗兽场 ：（ 70-80 AC):石材、石灰砂浆

2.2. 土木工程材料在国民经济中的地位和作用：土木工程材料在国民经济中的地位和作用：（（ 11 ））土木工程材料是发展建筑业的物质基础土木工程材料是发展建筑业的物质基础 材料费用一般占建筑工程总造价的材料费用一般占建筑工程总造价的 50-70%50-70%；； “十五”“十五”期间我国全社会固定资产投资总规模为期间我国全社会固定资产投资总规模为 2222～～ 2424万亿元。万亿元。固定资产投资的固定资产投资的 6060％～％～ 7070％将用于建筑设施建设或工程％将用于建筑设施建设或工程安装，从而转化为建筑业的产值，而建筑业产值中的安装，从而转化为建筑业的产值，而建筑业产值中的 3030％～％～ 4040％又要转化为对建材业的需求，尤其是对水泥产％又要转化为对建材业的需求，尤其是对水泥产品的需求。品的需求。 20022002 年，我国共生产水泥约年，我国共生产水泥约 7000070000万吨，比万吨，比20012001 年大幅增长了年大幅增长了 12. 7%12. 7%，占世界产量的三分之一左右，，占世界产量的三分之一左右，超过亚洲产量的超过亚洲产量的 50%50%强。我国水泥行业，为我国 经济持强。我国水泥行业，为我国 经济持续、快速发展做出了重要贡献。续、快速发展做出了重要贡献。

20022002 年水泥产量的大幅度增长与我国持续快速稳定增长的年水泥产量的大幅度增长与我国持续快速稳定增长的宏观经济形势密切 相关。今年我国经济增长速度将达到宏观经济形势密切 相关。今年我国经济增长速度将达到 88％，％， GDPGDP 将突破将突破 1010万亿元大关。土木工程材料工业在国民万亿元大关。土木工程材料工业在国民经济建设中意义重大。经济建设中意义重大。

（（ 22 ）必须恰当选择和合理使用原材料）必须恰当选择和合理使用原材料材料质量的优劣，配制是否合理，选用是否恰当直接影响材料质量的优劣，配制是否合理，选用是否恰当直接影响建筑工程质量。建筑工程质量。

（（ 33 ）发展绿色建材）发展绿色建材

0.4 0.4 土木工程材料课程的作用、任务和学习方法土木工程材料课程的作用、任务和学习方法1.1. 作用作用

（（ 11 ）为后续课程的学习提供必要的知识）为后续课程的学习提供必要的知识

（（ 22 ） 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用土木工程材料打下） 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用土木工程材料打下基础基础

2.2. 任务任务

（（ 11 ） 了解材料在建筑物上所起的作用和要求） 了解材料在建筑物上所起的作用和要求

（（ 22 ）了解常用材料的生产、成分和构造）了解常用材料的生产、成分和构造

（（ 33 ）掌握常用材料的技术性质， 以及影响材料性质的主要因素及其相）掌握常用材料的技术性质， 以及影响材料性质的主要因素及其相互关系互关系

（（ 44 ））掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格 测试仪器，掌 测试仪器，掌握测试方法和技术。掌握材料选用原则和方法、 配置原理及方法，了握测试方法和技术。掌握材料选用原则和方法、 配置原理及方法，了解这些材施工注意事项。解这些材施工注意事项。

3.3. 学习方法学习方法（（ 11 ）重点掌握材料的基本理论、基本知识、基）重点掌握材料的基本理论、基本知识、基本技能：本技能：

常用材料——水泥、砼、石灰、石膏、玻璃、钢材、木材、沥青、常用材料——水泥、砼、石灰、石膏、玻璃、钢材、木材、沥青、高分子材料高分子材料

主要的——水泥、砼、钢材主要的——水泥、砼、钢材

（（ 22 ）学习方法：）学习方法：每种材料：原料——生产工艺——组成成分——构每种材料：原料——生产工艺——组成成分——构造——性质——应用——检验——储存以及它们造——性质——应用——检验——储存以及它们之间的相互关系之间的相互关系重点：重点：性质和应用， 质检的基本原理（引起材性性质和应用， 质检的基本原理（引起材性变化的内因和外因）变化的内因和外因）

重视学好试验重视学好试验(1)(1)学习常用土木工程材料的检验方法—— 学习常用土木工程材料的检验方法——

合格性判断和验收 合格性判断和验收(2)(2)对实验数据、试验结果进行分析判别对实验数据、试验结果进行分析判别 ,,培养从事科学研究的能力培养从事科学研究的能力

0.5 0.5 土木工程材料的技术标准土木工程材料的技术标准1.1. 标准的分类 标准的分类 ::

(1)(1) 国家标准国家标准 国家标准有强制性标准（代号国家标准有强制性标准（代号 GBGB ）、推荐）、推荐

性标准（代号性标准（代号 GB/TGB/T ）。）。 (2)(2) 行业标准行业标准 如建筑工程行业标准（代号如建筑工程行业标准（代号 JGJJGJ ）、土木）、土木

工程材料行业标准（代号工程材料行业标准（代号 JCJC ）等。）等。 (3)(3) 地方标准（代号地方标准（代号 DBJDBJ ）和企业标准（代）和企业标准（代号号 QBQB ）。）。

2.2. 标准的构成：标准的构成：

标准的表示方法为：标准名称、部门代号、编号标准的表示方法为：标准名称、部门代号、编号和批准年份。和批准年份。

例：例： GBGB 《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 GB175-1999 GB175-1999

标准名称——部门代号——编号——批准年份标准名称——部门代号——编号——批准年份

3.3. 相关标准代号：相关标准代号：

GB-GB- 国家标准国家标准 GBJ-GBJ- 建筑工程国家标准建筑工程国家标准

JGJ-JGJ- 建设部行业标准建设部行业标准 JC-JC- 国家建材局行业标准国家建材局行业标准

YB-YB- 冶金部行业标准冶金部行业标准 JTJ-JTJ- 交通部行业标准交通部行业标准

SD-SD- 水电行业标准水电行业标准 ZB-ZB- 国家级专业标准国家级专业标准

ASA- American Standard Association ASA- American Standard Association 美国标准美国标准

ASTM –American Society for Testing MaterialsASTM –American Society for Testing Materials

BS- British Standard BS- British Standard 英国标准英国标准

DIN –Deutsch Industrie Normen DIN –Deutsch Industrie Normen 德国标准德国标准

ISO-International Standard Organization ISO-International Standard Organization

国际标准协会国际标准协会

参考教材参考教材

1.1. 湖南大学等编．土木工程材料，湖南大学等编．土木工程材料，

中国建筑工业出版社中国建筑工业出版社

2.2. 张德思 主编张德思 主编 . .

土木工程材料典型题解析及自测试题土木工程材料典型题解析及自测试题

西北工业大学出版社西北工业大学出版社

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