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土木工程材料（第4版）

1.1

土木工程专业本科系列教材编审委员会
1.2

前言
1.3

目录
1.4

绪　论
1.4.1

0.1　土木工程与材料
1.4.2

0.2　土木工程材料的分类
1.4.2.1

0.2.1　按材料的化学成分分类
1.4.2.2

0.2.2　按材料在建筑物或构筑物中的功能分类
1.4.2.3

0.2.3　按材料的使用部位分类
1.4.3

0.3　土木工程材料的历史与发展
1.4.4

0.4　土木工程材料的技术标准
1.4.5

0.5　学习本课程的主要目的和基本要求
1.5

第1章　土木工程材料的基本性质
1.5.1

1.1　材料的基本物理性质
1.5.1.1

1.1.1　材料的密度、表观密度、体积密度与堆积密度
1.5.1.2

1.1.2　材料的密实度与孔隙率
1.5.1.3

1.1.3　材料的填充率与空隙率
1.5.2

1.2　材料与水有关的性质
1.5.2.1

1.2.1　材料的亲水性与憎水性
1.5.2.2

1.2.2　材料的吸水性与吸湿性
1.5.2.3

1.2.3　材料的耐水性
1.5.2.4

1.2.4　材料的抗冻性与抗渗性
1.5.3

1.3　材料的基本力学性质
1.5.3.1

1.3.1　材料的强度
1.5.3.2

1.3.2　材料的弹性与塑性
1.5.3.3

1.3.3　材料的脆性与韧性
1.5.4

1.4　材料的热工、声学、光学性质及材料的耐久性
1.5.4.1

1.4.1　材料的热工性质
1.5.4.2

1.4.2　材料的声学性质
1.5.4.3

1.4.3　材料的光学性质
1.5.4.4

1.4.4　材料的耐久性
1.5.5

1.5　材料的组成、结构与构造及其对材料性质的影响
1.5.5.1

1.5.1　材料的组成
1.5.5.2

1.5.2　材料的结构和构造
1.5.6

思考题
1.6

第2章　石材
1.6.1

2.1　岩石的组成与分类
1.6.1.1

2.1.1　岩石的组成
1.6.1.2

2.1.2　岩石的分类
1.6.2

2.2　土木工程中常用的岩石及石材
1.6.2.1

2.2.1　土木工程中常用的岩石
1.6.2.2

2.2.2　天然石材及加工
1.6.2.3

2.2.3　人造石材
1.6.2.4

2.2.4　石材的选用
1.6.3

2.3　石材的技术性质
1.6.3.1

2.3.1　物理性质
1.6.3.2

2.3.2　力学性质
1.6.3.3

2.3.3　工艺性质
1.6.4

2.4　天然石材的破坏及防护
1.6.5

思考题
1.7

第3章　气硬性胶凝材料
1.7.1

3.1　石　膏
1.7.1.1

3.1.1　石膏的生产及分类
1.7.1.2

3.1.2　建筑石膏的凝结硬化
1.7.1.3

3.1.3　建筑石膏的技术性质与技术要求
1.7.1.4

3.1.4　石膏的应用
1.7.2

3.2　石　灰
1.7.2.1

3.2.1　石灰的原料与生产
1.7.2.2

3.2.2　石灰的消解与凝结硬化
1.7.2.3

3.2.3　石灰的技术性质
1.7.2.4

3.2.4　石灰的技术标准与性能要求
1.7.2.5

3.2.5　石灰的应用
1.7.3

3.3　水玻璃
1.7.3.1

3.3.1　水玻璃的原料与生产
1.7.3.2

3.3.2　水玻璃的凝结硬化
1.7.3.3

3.3.3　水玻璃的性质与应用
1.7.4

3.4　镁质胶凝材料
1.7.4.1

3.4.1　镁质胶凝材料的原料与生产
1.7.4.2

3.4.2　轻烧氧化镁的凝结硬化
1.7.4.3

3.4.3　轻烧氧化镁的应用
1.7.5

思考题
1.8

第4章　水泥
1.8.1

4.1　通用硅酸盐水泥
1.8.1.1

4.1.1　硅酸盐水泥
1.8.1.2

4.1.2　其他通用硅酸盐水泥
1.8.2

4.2　特性水泥和专用水泥
1.8.2.1

4.2.1　铝酸盐水泥
1.8.2.2

4.2.2　白色硅酸盐水泥
1.8.2.3

4.2.3　抗硫酸盐硅酸盐水泥
1.8.2.4

4.2.4　道路硅酸盐水泥
1.8.2.5

4.2.5　中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥
1.8.2.6

4.2.6　膨胀水泥和自应力水泥
1.8.2.7

4.2.7　砌筑水泥
1.8.3

思考题
1.9

第5章　混凝土
1.9.1

5.1　概　述
1.9.1.1

5.1.1　混凝土的定义及分类
1.9.1.2

5.1.2　混凝土的优点与不足
1.9.2

5.2　普通混凝土的基本组成材料及技术要求
1.9.2.1

5.2.1　水泥
1.9.2.2

5.2.2　拌和及养护用水
1.9.2.3

5.2.3　细骨料——砂
1.9.2.4

5.2.4　粗骨料
1.9.3

5.3　混凝土拌合物的和易性
1.9.3.1

5.3.1　和易性的概念
1.9.3.2

5.3.2　和易性的检测方法及指标
1.9.3.3

5.3.3　影响和易性的主要因素
1.9.4

5.4　混凝土的强度
1.9.4.1

5.4.1　混凝土的破坏机理
1.9.4.2

5.4.2　混凝土的强度
1.9.4.3

5.4.3　影响混凝土强度的因素
1.9.4.4

5.4.4　提高混凝土强度的主要措施
1.9.5

5.5　混凝土的变形
1.9.5.1

5.5.1　化学收缩
1.9.5.2

5.5.2　干湿变形
1.9.5.3

5.5.3　温度变形
1.9.5.4

5.5.4　在荷载作用下的变形
1.9.6

5.6　混凝土的耐久性
1.9.6.1

5.6.1　抗渗性
1.9.6.2

5.6.2　抗冻性
1.9.6.3

5.6.3　抗化学腐蚀性
1.9.6.4

5.6.4　混凝土的碳化
1.9.6.5

5.6.5　混凝土的碱-骨料反应
1.9.6.6

5.6.6　提高混凝土耐久性的措施
1.9.7

5.7　混凝土的外加材料
1.9.7.1

5.7.1　混凝土外掺料
1.9.7.2

5.7.2　混凝土外加剂
1.9.8

5.8　混凝土的质量控制
1.9.8.1

5.8.1　混凝土生产质量控制的必要性
1.9.8.2

5.8.2　混凝土强度的波动规律——正态分布
1.9.8.3

5.8.3　混凝土强度平均值、标准差、变异系数
1.9.8.4

5.8.4　混凝土的配制强度
1.9.8.5

5.8.5　强度检测评定
1.9.9

5.9　普通混凝土配合比设计
1.9.9.1

5.9.1　混凝土配合比设计的基本要求及表示方法
1.9.9.2

5.9.2　混凝土配制强度的确定
1.9.9.3

5.9.3　混凝土配合比计算
1.9.9.4

5.9.4　混凝土配合比的试配、调整与确定
1.9.10

5.10　其他品种混凝土
1.9.10.1

5.10.1　轻混凝土
1.9.10.2

5.10.2　纤维混凝土
1.9.10.3

5.10.3　泵送混凝土
1.9.10.4

5.10.4　高性能混凝土
1.9.10.5

5.10.5　道路混凝土
1.9.10.6

5.10.6　碾压混凝土
1.9.10.7

5.10.7　聚合物混凝土
1.9.10.8

5.10.8　自流平、自密实混凝土
1.9.11

思考题
1.10

第6章　建筑砂浆
1.10.1

6.1　建筑砂浆的组成材料
1.10.1.1

6.1.1　胶凝材料
1.10.1.2

6.1.2　砂
1.10.1.3

6.1.3　掺合料
1.10.1.4

6.1.4　水
1.10.1.5

6.1.5　外加剂
1.10.2

6.2　砂浆拌合物的性质
1.10.2.1

6.2.1　流动性（稠度）
1.10.2.2

6.2.2　保水性
1.10.2.3

6.2.3　凝结时间
1.10.2.4

6.2.4　黏结性
1.10.2.5

6.2.5　变形性
1.10.3

6.3　砌筑砂浆
1.10.3.1

6.3.1　砌筑砂浆的强度与强度等级
1.10.3.2

6.3.2　砌筑砂浆的配合比设计
1.10.4

6.4　抹面砂浆
1.10.4.1

6.4.1　普通抹面砂浆
1.10.4.2

6.4.2　装饰砂浆
1.10.5

6.5　特种砂浆
1.10.5.1

6.5.1　防水砂浆
1.10.5.2

6.5.2　保温砂浆
1.10.5.3

6.5.3　吸音砂浆
1.10.5.4

6.5.4　耐酸砂浆
1.10.5.5

6.5.5　防射线砂浆
1.10.5.6

6.5.6　自流平砂浆
1.10.5.7

6.5.7　膨胀砂浆
1.10.6

思考题
1.11

第7章　墙体材料和屋面材料
1.11.1

7.1　砌墙砖与砌块
1.11.1.1

7.1.1　烧结砖和砌块
1.11.1.2

7.1.2　蒸养（压）砖
1.11.1.3

7.1.3　免烧（蒸）砌块
1.11.2

7.2　墙用板材
1.11.2.1

7.2.1　石膏板
1.11.2.2

7.2.2　蒸压加气混凝土板
1.11.2.3

7.2.3　钢丝网夹芯板
1.11.3

7.3　屋面材料
1.11.3.1

7.3.1　黏土瓦
1.11.3.2

7.3.2　混凝土瓦
1.11.3.3

7.3.3　钢丝网水泥大波瓦
1.11.3.4

7.3.4　玻璃钢波形瓦
1.11.3.5

7.3.5　琉璃瓦
1.11.3.6

7.3.6　沥青瓦
1.11.4

思考题
1.12

第8章　金属材料
1.12.1

8.1　土木工程钢材的基本知识
1.12.1.1

8.1.1　钢的冶炼
1.12.1.2

8.1.2　钢的分类
1.12.1.3

8.1.3　钢的晶体组织和化学成分
1.12.1.4

8.1.4　钢材的力学性能
1.12.1.5

8.1.5　焊接性能
1.12.1.6

8.1.6　冷加工时效及其应用
1.12.2

8.2　土木工程常用钢材
1.12.2.1

8.2.1　主要钢种
1.12.2.2

8.2.2　钢筋混凝土用钢材
1.12.2.3

8.2.3　钢结构用钢材
1.12.2.4

8.2.4　钢材的锈蚀与防止
1.12.3

8.3　其他金属材料
1.12.3.1

8.3.1　铝及铝合金
1.12.3.2

8.3.2　铜及铜合金
1.12.3.3

8.3.3　铸铁
1.12.4

思考题
1.13

第9章　木材
1.13.1

9.1　木材的分类及构造
1.13.1.1

9.1.1　分类
1.13.1.2

9.1.2　木材的构造
1.13.2

9.2　木材的物理力学性质
1.13.2.1

9.2.1　密度与表观密度
1.13.2.2

9.2.2　含水率与吸湿性
1.13.2.3

9.2.3　湿胀与干缩变形
1.13.2.4

9.2.4　木材的强度及其影响因素
1.13.3

9.3　木材的防腐与防火
1.13.3.1

9.3.1　木材的腐朽与防腐
1.13.3.2

9.3.2　木材的防火
1.13.4

9.4　木材的综合利用
1.13.4.1

9.4.1　胶合板
1.13.4.2

9.4.2　胶合夹芯板
1.13.4.3

9.4.3　刨花板、木丝板、木屑板
1.13.4.4

9.4.4　纤维板
1.13.4.5

9.4.5　镶拼地板
1.13.5

思考题
1.14

第10章　有机高分子材料
1.14.1

10.1　合成高分子化合物的基本知识
1.14.1.1

10.1.1　高分子化合物的分类
1.14.1.2

10.1.2　高分子化合物的合成方法及命名
1.14.1.3

10.1.3　高分子化合物的基本性质
1.14.2

10.2　建筑塑料
1.14.2.1

10.2.1　建筑塑料的特性
1.14.2.2

10.2.2　塑料的组成
1.14.2.3

10.2.3　常用建筑塑料
1.14.3

10.3　胶黏剂
1.14.3.1

10.3.1　胶黏剂的组成、要求及分类
1.14.3.2

10.3.2　黏结原理
1.14.3.3

10.3.3　土木工程中常用的胶黏剂
1.14.4

10.4　涂　料
1.14.4.1

10.4.1　涂料的组成
1.14.4.2

10.4.2　常用建筑涂料
1.14.4.3

10.4.3　油漆涂料
1.14.5

思考题
1.15

第11章　沥青与防水材料
1.15.1

11.1　沥青与沥青混合料
1.15.1.1

11.1.1　石油沥青
1.15.1.2

11.1.2　煤沥青
1.15.1.3

11.1.3　改性石油沥青
1.15.1.4

11.1.4　沥青混合料
1.15.2

11.2　防水涂料
1.15.2.1

11.2.1　防水涂料的基本性能要求
1.15.2.2

11.2.2　常用防水涂料
1.15.3

11.3　防水卷材
1.15.3.1

11.3.1　防水卷材的基本性能要求
1.15.3.2

11.3.2　沥青防水卷材
1.15.3.3

11.3.3　高聚物改性沥青防水卷材
1.15.3.4

11.3.4　合成高分子防水片材（卷材）
1.15.3.5

11.3.5　防水卷材的应用
1.15.4

11.4　密封材料
1.15.4.1

11.4.1　密封材料的基本性能要求
1.15.4.2

11.4.2　常用密封材料
1.15.5

思考题
1.16

实　验
1.16.1

实验1　土木工程材料基本物理性质试验
1.16.2

实验2　水泥试验
1.16.3

实验3　混凝土用砂、石骨料试验
1.16.4

实验4　混凝土试验
1.16.5

实验5　建筑砂浆试验
1.16.6

实验6　砌墙砖试验
1.16.7

实验7　钢筋试验
1.16.8

实验8　木材试验
1.16.9

实验9　沥青试验
1.16.10

实验10　沥青混合料试验
1.16.11

综合型实验1　混凝土配合比设计试验
1.16.12

综合型实验2　高性能混凝土和易性试验
1.16.13

综合型实验3　活性矿物掺合料活性激发试验
1.17

参考文献

1.10.2.3 6.2.3　凝结时间

6.2.3　凝结时间

与混凝土类似，砂浆的凝结时间不能过短也不能过长。凝结时间采用贯入阻力法进行测试，从拌和开始到贯入阻力为0.5 MPa时所需的时间为砂浆凝结时间值。水泥砂浆不宜超过8 h，水泥混合砂浆不宜超过10 h，加入外加剂后应满足设计和施工的要求。