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绪论1

0.1 土木工程材料的范畴和分类1

0.2 土木工程材料的标准化2

0.3 土木工程材料的发展方向2

0.4 土木工程材料的教学目标3

0.5 土木工程材料课程特点与学习方法3

第1章 土木工程材料基本性质5

【史海拾贝】 万里长城所用的建筑材料5

1.1 材料的物理性质5

1.1.1 密度、表观密度、体积密度和堆积密度5

1.1.2 材料的孔隙率和空隙率7

1.1.3 材料与水有关的性质8

1.1.4 材料的热工性质11

1.2 材料的力学性质13

1.2.1 强度13

1.2.2 弹性和塑性14

1.2.3 脆性和韧性15

1.2.4 硬度和耐磨性15

1.3 材料的耐久性、安全性与环境协调性15

1.3.1 材料的耐久性15

1.3.2 材料的安全性与环境协调性16

1.4 材料的组成、结构对性能的影响17

1.4.1 材料的组成及其对材料性能的影响17

1.4.2 材料的结构及其对性能的影响18

【工程综合实例分析1-1】硅灰与磨细石英粉20

【土木工程材料与生态环境1】建筑材料与放射性20

【创新能力培养1-1】月球上的建筑材料20

【工程素质培养1-1】装修材料的选用与环境污染21

练习题（1）21

自检测（1）21

第2章 建筑金属材料22

【史海拾贝】广州市海珠桥的钢材22

2.1 钢材的定义和分类22

2.1.1 钢的定义22

2.1.2 钢材的分类22

2.2 建筑钢材的主要技术性能23

2.2.1 抗拉性能24

2.2.2 冲击韧性26

2.2.3 耐疲劳性27

2.2.4 冷弯性能27

2.3 钢材的组成结构及对性能的影响28

2.3.1 钢材的晶体结构28

2.3.2 钢材的基本晶体组织28

2.3.3 钢材的成分对性能的影响28

2.4 钢材的加工处理29

2.4.1 冷加工强化29

2.4.2 时效处理30

2.4.3 热处理31

2.4.4 钢材的连接31

2.5 土木工程常用金属材料的性质及应用32

2.5.1 土木工程常用钢种32

2.5.2 土木工程常用钢材35

2.5.3 铝合金及其制品39

2.6 钢材的腐蚀与防护40

2.6.1 钢材的腐蚀40

2.6.2 钢材的防护41

【工程综合实例分析2-1】咸淡水钢闸门的腐蚀42

【土木工程材料与生态环境2】港珠澳大桥钢结构的环保防腐涂层42

【创新能力培养2-1】钢结构建筑的防火及防袭击43

【创新能力培养2-2】建桥用的金属材料漫谈43

【工程素质培养2-1】工程使用钢材调研43

【工程素质培养2-2】韩国汉城大桥倒塌的启示43

练习题（2）43

自检测（2）44

第3章 无机胶凝材料45

【史海拾贝】水泥的发明45

3.1 石灰46

3.1.1 石灰的生产及技术要求46

3.1.2 石灰的硬化与性质47

3.1.3 石灰的应用48

3.2 石膏49

3.2.1 石膏的种类49

3.2.2 建筑石膏的水化硬化50

3.2.3 建筑石膏的性能与技术要求50

3.2.4 建筑石膏的应用52

3.3 其他气硬性胶凝材料52

3.3.1 水玻璃52

3.3.2 镁质胶凝材料54

3.4 通用硅酸盐水泥54

3.4.1 通用硅酸盐水泥的定义及生产概况54

3.4.2 硅酸盐水泥的水化硬化57

3.4.3 通用硅酸盐水泥的技术要求59

3.4.4 通用硅酸盐水泥的性能特点及应用61

3.4.5 硅酸盐水泥石的腐蚀与预防62

3.5 特种水泥64

3.5.1 铝酸盐水泥64

3.5.2 硫铝酸盐水泥65

3.5.3 道路硅酸盐水泥66

3.5.4 其他特种水泥67

【工程综合实例分析3-1】膨胀水泥与水泥膨胀剂68

【土木工程材料与生态环境3】城市垃圾处理与水泥生产69

【创新能力培养3-1】新型无机胶凝材料——土聚水泥69

【创新能力培养3-2】如何改善无机胶凝材料的脆性？69

【工程素质培养3-1】区分白水泥、石膏、石灰与白石粉70

练习题（3）70

自检测（3）70

第4章 混凝土与砂浆71

【史海拾贝】 钢筋混凝土诞生漫谈71

4.1 普通混凝土的组成材料72

4.1.1 水泥72

4.1.2 骨料73

4.1.3 混凝土拌和及养护用水82

4.1.4 混凝土外加剂83

4.1.5 混凝土矿物掺合料89

4.2 混凝土拌合物的性能与试验92

4.2.1 混凝土拌合物和易性的含义92

4.2.2 普通混凝土拌合物性能试验93

4.2.3 普通混凝土拌合物性能影响因素与调整94

4.3 硬化后混凝土的性能97

4.3.1 混凝土强度97

4.3.2 混凝土的变形性能102

4.3.3 混凝土的耐久性104

4.4 普通混凝土的质量控制与强度评定108

4.4.1 混凝土的质量控制108

4.4.2 混凝土的强度评定111

4.5 普通混凝土的配合比设计112

4.5.1 混凝土的基本要求112

4.5.2 普通混凝土配合比设计的主要参数和基本资料113

4.5.3 普通混凝土配合比设计步骤113

4.6 有特殊要求混凝土及混凝土新进展123

4.6.1 路面水泥混凝土123

4.6.2 水工混凝土126

4.6.3 高性能混凝土及其他有特殊要求混凝土128

4.7 砂浆132

4.7.1 砂浆的组成及技术性质132

4.7.2 砌筑砂浆133

4.7.3 抹灰砂浆137

4.7.4 预拌砂浆138

【工程综合实例分析4-1】斜拉桥断索事故分析139

【土木工程材料与生态环境4】生态混凝土与海洋环境140

【创新能力培养4-1】钢筋混凝土海水腐蚀与防治140

【创新能力培养4-2】自愈合混凝土140

【工程素质培养4-1】海砂屋的启示141

【工程素质培养4-2】混凝土搅拌站生产调研141

【工程素质培养4-3】某水泥混凝土开裂原因分析141

练习题（4）141

自检测（4）142

第5章 砌筑材料143

【史海拾贝】中国现存最早的砖塔143

5.1 烧结制品砌筑材料143

5.1.1 烧结普通砖143

5.1.2 烧结多孔砖和多孔砌块146

5.1.3 烧结空心砖和空心砌块146

5.2 蒸压制品砌筑材料147

5.2.1 蒸压粉煤灰砖和蒸压灰砂砖147

5.2.2 蒸压加气混凝土砌块和板148

5.3 混凝土制品砌筑材料150

5.3.1 普通混凝土小型砌块150

5.3.2 轻集料混凝土小型空心砌块和陶粒发泡混凝土砌块150

5.4 砌筑石材151

5.4.1 砌筑石材的分类151

5.4.2 砌筑石材的性能与应用152

【工程综合实例分析5-1】赵州石桥153

【土木工程材料与生态环境5】限制实心黏土砖与发展新型墙体材料154

【创新能力培养5-1】如何提高加气混凝土砌块与砂浆的黏结强度？154

【工程素质培养5-1】墙体材料使用现状调研与改革创新154

【工程素质培养5-2】家乡或本地区就地取材利用建筑材料调研154

练习题（5）155

自检测（5）155

第6章 沥青和沥青混合料156

【史海拾贝】沥青的使用156

6.1 沥青材料156

6.1.1 沥青的分类及基本组成结构156

6.1.2 沥青的主要技术性质与测试159

6.1.3 石油沥青的性能与应用164

6.1.4 煤沥青的性能与应用167

6.1.5 改性沥青的性能与应用167

6.1.6 乳化沥青的性能与应用168

6.2 沥青混合料170

6.2.1 沥青混合料的分类及组成结构170

6.2.2 沥青混合料的性质和测试方法174

6.2.3 沥青混合料的配合比设计176

【工程综合实例分析6-1】排水降噪的沥青混凝土路面186

【土木工程材料与生态环境6】沥青路面的再生技术187

【创新能力培养6-1】道路收费广场采用何种路面更合适187

【工程素质培养6-1】石油沥青加热温度和时间对其塑性的影响187

练习题（6）187

自检测（6）188

第7章 合成高分子材料189

【史海拾贝】铝塑板的发展189

7.1 合成高分子材料的分子特征及性能特点189

7.1.1 合成高分子材料的分子特征190

7.1.2 合成高分子材料的性能特点190

7.2 合成高分子材料在土木工程中的应用191

7.2 1建筑塑料191

7.2.2 胶黏剂195

7.2.3 土工合成材料196

7.2.4 高分子材料在土木工程中的其他应用196

【工程综合实例分析7-1】世博会的“阳光谷”197

【土木工程材料与生态环境7】毒塑胶跑道风波197

【创新能力培养7-1】既非玻璃亦非钢的玻璃钢198

【工程素质培养7-1】胶黏剂的环保问题198

练习题（7）199

自检测（7）199

第8章 木材200

【史海拾贝】应县木塔200

8.1 木材的分类与构造200

8.1.1 木材的分类200

8.1.2 木材的构造201

8.2 木材的性能及应用202

8.2.1 木材的性能202

8.2.2 木材及其制品的应用203

8.3 木材的防护与防火205

8.3.1 木材的腐朽与防腐205

8.3.2 木材的防虫与防火205

【工程综合实例分析8-1】木塑复合板206

【土木工程材料与生态环境8】俄罗斯木屋206

【创新能力培养8-1】木材的防火改性207

练习题（8）207

自检测（8）207

第9章 建筑功能材料208

【史海拾贝】古代建筑防水208

【史海拾贝】历史悠久辉煌的中国建筑陶瓷208

9.1 建筑防水堵漏材料209

9.1.1 防水卷材及片材209

9.1.2 防水涂料211

9.1.3 密封材料212

9.1.4 刚性防水堵漏材料213

9.1.5 灌浆材料214

9.2 绝热材料215

9.2.1 绝热材料的性能要求215

9.2.2 绝热材料的种类及使用要点216

9.2.3 建筑外墙保温材料的防火218

9.3 吸声隔声材料218

9.3.1 吸声材料218

9.3.2 隔声材料220

9.4 建筑装饰及复合功能材料221

9.4.1 建筑玻璃221

9.4.2 建筑卫生陶瓷223

9.4.3 建筑加固工程用纤维复合材223

9.4.4 建筑涂料224

9.4.5 其他建筑装饰材料225

9.5 建筑功能材料的新发展226

9.5.1 绿色建筑功能材料226

9.5.2 复合多功能建材227

9.5.3 智能化建材227

【工程综合实例分析9-1】上海世博会的低碳绿色建材228

【土木工程材料与生态环境9】建筑垃圾的资源化利用228

【创新能力培养9-1】透明混凝土228

【创新能力培养9-2】吸音混凝土229

【工程素质培养9-1】绿色建材与健康家居229

练习题（9）229

自检测（9）230

土木工程材料试验231

综合设计试验1：泵送混凝土配合比设计试验231

综合设计试验2：热拌沥青混合料目标配合比设计试验232

试验1土木工程材料基本物理性质试验233

试验2建筑钢材试验237

试验3水泥技术性能试验242

试验4骨料颗粒级配试验248

试验5普通混凝土试验251

试验6砂浆试验255

试验7石油沥青试验259

试验8沥青混合料试验264

练习题参考答案272

综合性自检测276

参考文献277