第一章绪论

本章内容主要讲述土木工程材料的定义、分类及在建筑工程中的作用。还对土木工程材料的发展概况和发展方向以及土木工程材料技术标准做简单的介绍。

●1.1土木工程材料的地位、定义及其分类

在土木工程中用量巨大，在材料选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节的失误都会导致土木工程的质量事故。事实上，国内外土木工程建设中的质量事故，绝大部分都与材料的质量缺损相关。土木工程材料在土木工程中有着举足轻重的地位。同时，土木工程材料的种类极为繁多，这些分类也往往容易被混淆，需要着重掌握这方面的知识点。

●1.2土木工程材料的发展概况和发展方向

随着社会发展和人们生活水平的提高，人们对建筑物在功能方面提出了各种新的要求，促进了土木工程材料的发展，从古至今的著名的建筑，不断涌现新材料，促进了建筑形式的变化、结构形式的改进和施工技术的革新。

第二章土木工程材料基本性质

土木工程材料的基本性质主要学习土木工程材料的物理性质、力学性质、耐久性等基本参数和基本概念，学习了土木工程材料的物质组成、微观结构、宏观构造及其与材料性质之间的关系，要会推断材料的基本特性的变化规律。

●2.1土木工程材料的物理性质

为了保证建筑物的耐久性，要求在工程设计与施工中正确地选择、合理地使用材料，这就要求建筑设计人员必须熟练和掌握各种材料的基本物理性质的相关概念和基本物理参数的计算方法等内容。

●2.2材料的力学性质

关于材料的力学性质，主要学习了抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪强度，学习了体现材料刚度的弹性与塑性，仅用于承受静压力的脆性材料和可以用于动荷载作用下的韧性材料，以及材料表面的力学性质硬度与耐磨性。

●2.3材料的耐久性与环境协调性

土木工程材料在使用中将受到环境的各种影响，除了前述的外界物理、力学作用外，还会发生某些化学变化。所以,选用合适的材料,保持材料使用时的化学性质稳定,不使其恶化，是结构设计中必须考虑的重要问题。土木工程材料的发展方向要求除具有良好的使用性能外，还须具有良好的环境协调性能，即具有好的耐久性、低的环境负荷值和高的可循环再生率，强调环保绿色建材。

●2.4材料的组成、结构与构造

材料的组成是指材料的化学成分或矿物成分。它不仅影响着材料的化学性质，而且也是决定材料物理力学性能的重要因素。材料的结构决定着材料的许多性能，一般从宏观结构、亚微观结构、微观结构三个层次来观察材料的结构及其与性能的关系。

第三章建筑金属材料

建筑金属材料这个专题主要讲述建筑钢材的冶炼及其分类、钢材的技术性质包括力学性能、工艺性能、钢材的化学成分对钢材性能的影响等，应了解钢材的三种冶炼方法；钢材的分类，同时建筑钢材的抗拉性能、冲击韧性、硬度、疲劳强度和冷弯性能，钢材组织和化学成分对钢材性能的影响。

●3.1钢材的冶炼与分类

钢是由生铁冶炼而成的。钢的冶炼是将熔融的生铁进行氧化，使碳的含量降低到一定的限度，同时除去其他有害成分，使其含量也降低到允许范围内的过程。目前，大规模炼钢方法主要由三种方法。钢材的品种繁多，为了便于选用，常将钢材按不同角度进行分类。

●3.2钢材的主要性能

钢材的主要性能主要包括力学性能（抗拉性能、冲击性能、耐疲劳、硬度等）和工艺性能（冷弯、焊接）两个方面。尤其是抗拉性能的拉伸四个阶段的图形特点、指标值的计算对钢材使用有一定的意义。

●3.3钢材的化学成分对钢材性能的影响

除铁、碳外，钢材在冶炼过程中会从原料、燃料中引入一些其他元素，这些元素存在于钢材的组织结构中，对钢材的结构和性能有重要的影响，可分为两类：一类能改善优化钢材的性能称为合金元素，主要有硅、锰、钛、钒、铌等；另一类能劣化钢材的性能，属钢材的杂质，主要有氧、硫、氮、磷等。

●3.4建筑钢材技术标准与应用

土木工程常用的金属材料主要是建筑钢材和铝合金。建筑钢材分为钢结构用钢和钢筋混凝土结构用钢。前者主要是型钢和钢板，后者主要是钢筋、钢丝、钢绞线等。建筑钢材的原料钢多为碳素钢和低合金钢。

第四章无机胶凝材料

中国在使用无机胶凝材料方面，也有悠久的历史。本章内容主要学习气硬性无机胶凝材料如石灰、石膏和水玻璃的水化硬化和技术性质，以及水硬性无机胶凝材料如水泥尤其是六大水泥的水化硬化和技术特性。

●4.1气硬性无机胶凝材料

本节主要介绍只能在空气中硬化的胶凝材料（包括石灰、石膏和水玻璃）的原材料和生产方法、化学组成、水化与硬化过程、技术性质和工程应用等知识点。

●4.2水硬性无机胶凝材料

水硬性无机胶凝材料耐水性好，既可用于空气中，也可用于地下或水中。本节主要介绍水泥的原材料、生产工艺、矿物组曾，水泥的水化、凝结、硬化与强度形成机理，通用硅酸盐水泥以及其他品种水泥的特性及选用等知识点。

第五章混凝土与砂浆

混凝土与砂浆是当今用量比较多的材料，在本章中主要学习混凝土拌合物和砂浆拌合物的性能，硬化后混凝土的性能以及配合比设计，砂浆在建筑工程中的用途广泛，砂浆与混凝土的基本组成相近，只是缺少了粗集料，因此砂浆又称为细集料混凝土。有关混凝土的一些基本理论，如凝结硬化机理、强度发展规律、耐久性影响因素等，原则上也适用于砂浆，但由于砂浆在工程中的使用要求、使用环境和状态都与混凝土有很大差别。学习砂浆的有关知识点，应在掌握混凝土有关理论的基础上，进一步掌握砂浆的性能特点和应用特点。

●5.1混凝土

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶凝材料，颗粒状集料（也称为骨料），水，以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，经均匀搅拌，密实成型，养护硬化而成的一种人工石材。混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大。同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽等特点。这些特点使其使用范围十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。本节主要介绍普通混凝土的组成材料及组成材料对混凝土拌合物性能的影响、新拌混凝土拌合物的性质、测定和普通混凝土的配合比设计等知识点。

●5.2建筑砂浆

砂浆，建筑中必不可缺的建筑材料，起到粘结保护作用，是由一定比例的沙子和胶结材料(水泥、石灰膏、黏土等)加水合成，也叫灰浆，也作沙浆。常用的有水泥砂浆、混合砂浆(或叫水泥石灰砂浆)、石灰砂浆和粘土砂浆。。本节主要介绍砂浆的组成材料、技术要求以及砌筑砂浆的配合比设计方法并简要介绍抹面砂浆和其他种类的砂浆等知识点。

第六章砌体材料

砌体材料是土木工程中十分重要的材料，在房屋材料中占有较大比重，是用来砌筑墙体结构的块状材料。砌体材料不但具有承重、围护和隔断等作用，而且可以美化环境。随着我国新材料研究的不断推陈出新，新型墙体材料正在往轻质、高强、环保等方向发展，以满足机械化施工和节能环保的要求。因此，在建筑工程中，合理选用墙体材料，不仅要考虑建筑物的功能、安全以及造价等因素，还应关注其是否能够循环利用、保护环境。

●6.1砌墙砖

砌墙砖是以粘土、工业废料或其他地方资源为主要原料，以不同工艺制造的、用于砌筑承重和非承重墙体的墙砖。砌墙砖是砌筑用的人造小型块材，外形多为直角六面体，砌墙砖的种类很多，主要有普通砖、多孔砖、空心砖、烧结砖和非烧结砖等。

●6.2砌块及墙体材料的发展

墙体材料偏向于节能环保型的方向发展，这种新型的节能环保墙体材料可以利用自然的可再生的资源进行转化。如今社会上所广泛使用的墙体材料主要是以石灰、炉渣、粉煤灰等为主，很好的利用了现有的资源，也满足了市场的需求。日常所见得到是纤维石膏板、加气混凝土砌块、新型隔墙板等，相信随着墙体材料的发展，能够使用到的墙体材料也会越来越多。

第七章沥青和沥青混合料

防水材料具有品种多、发展快的特点，有沥青基防水材料、树脂基防水材料、高聚物改性沥青防水材料、合成高分子防水材料等。沥青是一种憎水性的有机胶凝材料，具有把砂、石等矿质材料胶结成为一个整体的能力，可形成具有一定强度的沥青混凝土，是一种常用的路面结构材料。沥青材料及其制品被广泛用于建筑工程中的防水、防潮、防渗、防腐及道路工程。沥青混合料主要用于道路路面和水工结构物，不同的用途对它的性能要求不同。

●7.1沥青的分类与基本组成结构

一般用于建筑工程中的沥青有石油沥青、煤沥青和改性沥青。石油沥青的三组分：油分、树脂和地沥青质，在沥青中各组分含量多少，与沥青的技术性质有着直接关系，在石油沥青三大组分中，油分和树脂可以互相溶解，树脂能浸润地沥青质，而在地沥青质的超细颗粒表面形成数值薄膜，因而石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成的胶体结构。在这个分散体系中，从地沥青质到油分是均匀、逐渐递变的，并无明显界面。主要有三种结构：溶胶型、凝胶型和溶胶-凝胶型。

●7.2石油沥青的技术要求与选用

石油沥青的技术性质主要有黏滞性、塑性和温度敏感性。针入度、延度和软化点是评价黏稠石油沥青性能最常用的指标，也是划分沥青标号的主要依据，被统称为沥青的三大指标。此外，还有溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、含蜡量、闪点和水分等，这些都是全面评价石油沥青性能的依据。各种石油沥青是按其技术性质来划分牌号的，石油沥青应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（层面、地下）来选用。

●7.3沥青的掺配、改性及主要沥青制品

沥青资源丰富，价格低廉，具有良好的黏结性、防水性和化学稳定性，所以在公路建设上得到广泛应用。但是，普通基质沥青存在高温性能差，软化点低，夏天易流延蠕变;低温性也不佳，针人度高，冬天易脆裂等缺点。这些缺点严重影响其路用性能。为此，需对改性沥青改性。沥青改性途径包括材料改性和工艺改性。

●7.4沥青混合料的分类及组成结构

沥青混合料是由沥青和粗、细集料及矿粉，按一定比例拌和而成的一种复合材料。通常会按胶结材料种类、施工温度进行分类。根据粗集料的级配和粗、细集料的比例不同，可形成悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种结构形式。

●7.5沥青混合料的技术性质

沥青混合料作为路面材料，要承受车辆行驶反复荷载和气候因素的作用，所以它应具有较好的高温稳定性、低温抗裂性、抗滑性、耐久性等技术性质，以及良好的施工和易性。

●7.6沥青混合料强度

沥青混合料强度