土木工程材料(郑娟荣)

第0章绪论1 0.1土木工程材料的定义和分类1 0.2土木工程材料的发展趋势1 0.3土木工程材料的重要性和标准化2 0.4土木工程材料课程的教学目的与 学习方法3第1章土木工程材料的基本性质4 1.1材料的组成和结构4 1.1.1材料的组成4 1.1.2材料的结构4 1.2材料的基本物理性质7 1.2.1密度、表观密度、体积密度和 堆积密度7 1.2.2材料的孔隙率和空隙率9 1.2.3材料与水有关的性质10 1.2.4材料的热工性质12 1.3材料的基本力学性质14 1.3.1材料的强度和比强度14 1.3.2弹性和塑性16 1.3.3脆性和韧性16 1.3.4硬度和耐磨性16 1.4材料的耐久性16 1.4.1材料的耐久性与安全性17 1.4.2材料的耐久性与可持续发展17 思考题17第2章无机胶凝材料19 2.1石灰19 2.1.1生石灰的生产、分类与标记19 2.1.2石灰的消化和硬化20 2.1.3建筑生石灰的技术要求21 2.1.4石灰的特性22 2.1.5石灰的应用22 2.1.6贮运注意事项23 2.2石膏23 2.2.1建筑石膏的生产23 2.2.2建筑石膏的凝结与硬化24 2.2.3石膏的技术要求25 2.2.4建筑石膏的特性25 2.2.5建筑石膏的应用26 2.3菱苦土27 2.3.1菱苦土的生产27 2.3.2菱苦土的胶凝机理27 2.3.3菱苦土的应用28 2.4水玻璃28 2.4.1水玻璃的组成28 2.4.2水玻璃的生产28 2.4.3水玻璃的硬化29 2.4.4水玻璃的特性29 2.4.5水玻璃的应用29 2.5水泥30 2.5.1硅酸盐水泥30 2.5.2掺混合材料的水泥37 2.5.3其他品种水泥41 2.5.4无机胶凝材料的新发展45 思考题46第3章混凝土与砂浆47 3.1混凝土的特点及分类47 3.1.1混凝土的特点47 3.1.2混凝土的分类47 3.2混凝土的结构48 3.2.1集料48 3.2.2硬化水泥浆体48 3.2.3过渡区50 3.3混凝土的组成材料51 3.3.1水泥51 3.3.2细集料(俗称砂)51 3.3.3粗集料(石子)55 3.3.4混凝土拌合及养护用水58 3.3.5混凝土外加剂58 3.3.6混凝土掺合料62 3.4混凝土拌合物的性能64 3.4.1和易性64 3.4.2影响和易性的主要因素66 3.4.3混凝土拌合物的凝结时间68 3.5硬化混凝土的力学性能69 3.5.1混凝土的强度69 3.5.2影响混凝土强度的因素70 3.6混凝土的体积稳定性74 3.6.1混凝土早期的体积变化74 3.6.2硬化混凝土的体积变化75 3.7硬化混凝土的耐久性78 3.7.1混凝土的抗渗性78 3.7.2混凝土的抗冻性80 3.7.3混凝土的抗侵蚀性80 3.7.4混凝土的碳化80 3.7.5碱-集料反应81 3.7.6混凝土的氯离子侵蚀81 3.7.7混凝土中钢筋的锈蚀81 3.7.8混凝土的表面磨损81 3.8混凝土质量控制与配制强度82 3.8.1混凝土的质量控制82 3.8.2混凝土强度的波动规律和 保证率82 3.8.3混凝土配制强度84 3.9普通混凝土的配合比设计84 3.9.1混凝土配合比设计基本要点84 3.9.2普通混凝土配合比设计步骤84 3.9.3普通混凝土配合比设计的实例91 3.10特种混凝土93 3.10.1高性能混凝土93 3.10.2纤维混凝土94 3.10.3轻质混凝土95 3.10.4聚合物混凝土96 3.10.5喷射混凝土97 3.10.6绿色混凝土97 3.11砂浆98 3.11.1砂浆的分类、组成材料及技术 性质98 3.11.2砌筑砂浆的配合比设计100 3.11.3抹面砂浆103 3.11.4预拌砂浆104 思考题105第4章建筑金属材料108 4.1钢材的冶炼与分类108 4.1.1钢材的冶炼108 4.1.2钢材的分类109 4.2建筑钢材的主要技术性能110 4.2.1建筑钢材的主要力学性能110 4.2.2建筑钢材的工艺性能113 4.3钢材的化学成分及组织结构115 4.3.1钢材的主要化学成分115 4.3.2钢材的晶体结构115 4.3.3钢材的基本晶体组织116 4.4钢材的加工116 4.4.1轧制116 4.4.2冷加工117 4.4.3钢材的时效处理117 4.4.4钢材的热处理118 4.5钢材的标准与选用119 4.5.1钢结构用钢119 4.5.2钢筋混凝土结构用钢121 4.5.3钢材的选用原则124 4.6钢材的腐蚀及防护124 4.6.1钢材的锈蚀124 4.6.2防止钢材锈蚀的措施125 4.6.3建筑钢材的防火125 4.7铝合金及其制品125 4.7.1铝及铝合金125 4.7.2铝合金制品126 4.8新型金属材料126 4.8.1超高强度钢126 4.8.2形状记忆合金126 4.8.3非磁性金属126 4.8.4非晶质金属126 思考题127第5章沥青及沥青混合料128 5.1沥青128 5.1.1沥青的分类与基本组成结构128 5.1.2石油沥青的主要技术性质130 5.1.3石油沥青的技术标准135 5.1.4石油沥青的选用136 5.1.5沥青改性136 5.2沥青混合料137 5.2.1沥青混合料的定义及分类137 5.2.2沥青混合料的组成结构138 5.2.3沥青混合料的技术性能和测试 方法139 5.2.4沥青混合料的组成材料141 5.2.5热拌沥青混合料配合比设计 方法147 思考题159第6章砌体材料160 6.1砌墙砖160 6.1.1烧结砖和烧结砌块160 6.1.2非烧结砖165 6.2常用建筑砌块166 6.2.1蒸压加气混凝土砌块 (代号ACB)166 6.2.2蒸养粉煤灰砌块(代号FB)167 6.2.3普通混凝土小型空心砌块 (代号NHB)167 6.2.4轻集料混凝土小型空心砌块 (代号LHB)168 6.3墙用板材168 6.3.1水泥类墙用板材168 6.3.2石膏类墙用板材168 6.3.3复合墙板169 6.4天然石材169 6.4.1岩石的形成和分类170 6.4.2建筑石材的技术性能170 6.4.3石材的加工类型及选用172 思考题172第7章合成高分子材料173 7.1合成高分子材料的基本知识173 7.1.1合成高分子材料的分子特征173 7.1.2合成高分子材料的性能特点174 7.2建筑塑料175 7.2.1建筑塑料的基本组成175 7.2.2建筑塑料的分类及主要性能175 7.2.3塑料型材及管材176 7.3胶黏剂178 7.3.1胶黏剂的基本要求178 7.3.2胶黏剂的基本组成材料179 7.3.3土木工程常用的胶黏剂性能特点 及应用180 7.4土工合成材料180 7.4.1土工合成材料的功能及主要 应用181 7.4.2土工合成材料的分类及产品181 思考题182第8章木材183 8.1木材的分类与构造183 8.1.1树木的分类183 8.1.2木材的构造183 8.2木材的性能184 8.2.1木材的含水率及吸湿性184 8.2.2木材的湿胀干缩与变形184 8.2.3木材的力学性质185 8.3木材及其制品的应用187 8.3.1条木地板188 8.3.2拼花木地板188 8.3.3复合木地板188 8.3.4胶合板188 8.3.5刨花板、木丝板、木屑板188 8.4木材的防护与防火189 8.4.1木材的腐朽与防腐189 8.4.2木材的防虫189 8.4.3木材的防火189 思考题189第9章建筑功能材料190 9.1建筑防水材料190 9.1.1防水材料的分类与组成190 9.1.2防水材料的性能与选用190 9.2保温隔热材料193 9.2.1常用无机保温隔热材料193 9.2.2常用有机保温隔热材料194 9.2.3保温隔热材料的新发展194 9.3吸声隔声材料195 9.3.1吸声和隔声材料的定义195 9.3.2常用吸声材料的种类195 9.3.3隔声材料196 9.4建筑涂料196 9.4.1内墙涂料197 9.4.2外墙涂料197 9.5建筑玻璃197 9.5.1玻璃的原料197 9.5.2建筑玻璃的成型工艺198 9.5.3建筑玻璃的品种与特性198 9.6建筑陶瓷200 9.6.1陶瓷的概念与分类200 9.6.2建筑陶瓷的品种与特性201 9.7饰面石材201 9.7.1天然饰面石材的加工方法202 9.7.2人造饰面石材203 9.8建筑功能材料的新发展204 9.8.1绿色建筑功能材料204 9.8.2复合多功能建材204 9.8.3智能化建材204 思考题205附录常用土木工程材料试验206 试验一材料基本物理性质试验206 试验二水泥试验209 试验三集料试验215 试验四砂浆试验221 试验五普通混凝土试验223 试验六钢筋试验230 试验七石油沥青试验232 试验八沥青混合料试验237 参考文献244