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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