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1、土木工程材料课程教学大纲 课程编码：30433015 学 分： 2.5 总学时：46 说 明 【课程性质】 土木工程材料是土木工程专业的专业必修课程。【教学目的】1学习土木工程材料的基础知识，掌握土木工程材料的技术性能、应用方法以及检测和质量控制方法，并了解土木工程材料的储运和保护；2通过本课程的学习，为今后的工作实践中正确选择与合理使用土木工程材料打下基础；3为进一步学习其它相关专业课打下基础。【教学任务】通过课堂教学进行系统讲述，并通过实验课验证课堂讲授的基本理论。使学生通过学习，掌握材料的技术性能、应用方法及其试验检测技能，学会土木工程材料实验方法。培养学生的研究能力及严谨求实的科学态度
2、。【教学内容】主要讲述各类土木工程材料的品种、基本组成、配制、性能和用途。包括：材料的基本性质，建筑钢材，无机胶凝材料，混凝土及砂浆，砌筑材料，沥青及沥青混合料，建筑塑料及有机粘合剂，木材，建筑功能材料，装饰材料等。【教学原则和方法】教学原则：结合现行的土木工程材料技术标准，以土木工程材料的性能及合理使用为中心，进行系统讲述，同时安排必要的实验课，培养学生的研究能力及严谨求实的科学态度。教学方法：课堂教学加实验课辅助教学。【先修课程要求】无【学时分配】序号内 容学 时 安 排小计理论课时实验课时习题课时上机课时1绪论112第1章 土木工程材料的基本性质333第2章 建筑钢材444第3章 无机胶
3、凝材料6285第4章 水泥混凝土及砂浆106166第5章 砌筑材料227第6章 沥青及沥青混合料228第7章 建筑塑料与有机粘合剂229第8章 木材2210第9章 建筑功能材料22411第10章 装饰材料22总 计361046【教材与主要参考书】教 材：湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学合编 土木工程材料 中国建筑工业出版社出版，2002。参考书：苏达根 土木工程材料 高等教育出版社，2002。王秀花 建筑材料 机械工业出版社，2003。陈志源 李启令 土木工程材料 武汉工业大学出版社，2000。大 纲 内 容绪论【教学目的和要求】教学目的：介绍我国土木工程材料及建材工业的发展，土木工程材
4、料在土木工程中的地位。教学要求：要求学生了解我国土木工程材料及建材工业的发展、本课程的内容和任务。【内容提要】一、 土木工程材料的定义和分类；二、 土木工程材料在土木工程中的地位；三 、我国土木工程材料及建材工业的发展；四 、本课程的内容和任务。【教学重点与难点问题】教学重点：土木工程材料的定义和分类教学难点：无【复习思考题】1土木工程材料按组成物质种类及化学成分分成哪几类?第1章 土木工程材料的基本性质【教学目的和要求】教学目的：土木工程材料的基本性质教学要求：要求学生熟悉和掌握土木工程材料的各种基本性质，了解各性质之间的影响。【内容提要】第一节 材料科学的基本理论第二节 材料的基本物理性质
5、第三节 材料的基本力学性质第四节 材料的耐久性【教学重点与难点】 教学重点：土木工程材料的基本性质及计算方法、材料的耐久性教学难点：土木工程材料的基本性质及计算方法【复习参考题】1何谓材料的密度、表观密度和堆积密度？如何计算？2何谓材料的密实度和孔隙率？两者有什么关系？3土木工程材料的亲水性和憎水性在土木工程中有什么实际意义？4材料的孔隙率与孔隙特征对材料的表观密度、吸水、吸湿、抗渗抗冻、强度及保温隔热等性能有何影响？5何谓材料的强度？根据外力作用方式不同各种强度如何计算？其单位如何表示？第2章 建筑钢材【教学目的和要求】教学目的：教授钢材的组成、生产及应用。教学要求：要求学生掌握钢材的技术标
6、准、常用建筑钢材的品种及特性。【内容提要】第一节 钢的冶炼、加工与分类第二节 建筑钢材的标准与选用第三节 建筑钢材的主要技术性能第四节 钢材的锈蚀及防止【教学重点与难点】 教学重点：钢材的技术标准及常用建筑钢材品种教学难点：钢材的主要力学性能【复习参考题】1钢的冶炼方法主要有哪几种？对材质有何影响？2钢有哪几种分类方法？3镇静钢、沸腾钢有何优缺点？在什么条件下不宜选用沸腾钢？4钢材的冷弯性能和冲击韧性是什么？5普通低合金高强度结构钢的牌号如何表示？为什么工程中广泛使用低合金高强度结构钢？6钢材的选用原则是什么？第3章 无机胶凝材料【教学目的和要求】教学目的：教授石膏、石灰、水玻璃的生产、技术性
7、质及用途。水泥的生产、水化及凝结硬化性质及应用。教学要求：要求学生掌握石膏、石灰胶凝材料的特性及用途，了解水玻璃的生产、技术性质及用途。要求学生掌握硅酸盐水泥的矿物组成、水化硬化性质，了解常用水泥的品种及性能特点。【内容提要】第一节 气硬性胶凝材料一、石膏二、石灰三、水玻璃第二节 硅酸盐水泥第三节 掺混合材料的硅酸盐水泥第四节 其他水泥【教学重点与难点】 教学重点：石膏、石灰胶凝材料的特性及用途。硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的性质教学难点：各种水泥的应用【复习参考题】1气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料有何区别？2建筑石膏凝结硬化过程中有什么特点？3简述石灰的熟化过程及特点？4水玻璃的性质和用途如何
8、？5硅酸盐水泥熟料是由哪几种矿物组成的？它们的水化产物是什么？6硅酸盐水泥的凝结硬化过程是怎样进行的？7水泥有哪些主要技术性质？如何测试与判别？8影响硅酸盐水泥强度发展的主要因素有哪些？9高铝水泥适用于哪些地方？使用时应注意什么？10试述快硬硅酸盐水泥、膨胀水泥、白色水泥的特性和用途？第4章 水泥混凝土及砂浆【教学目的和要求】教学目的：教授混凝土和砂浆的基本性质及应用。教学要求：要求学生掌握混凝土的和易性、强度等性能及混凝土配合比计算，了解混凝土的其它性能，了解砂浆的使用及主要性能。【内容提要】第一节 普通混凝土的组成材料第二节 普通混凝土的主要技术性质第三节 普通混凝土的质量控制第四节 普通
9、混凝土的配合比设计第五节 水泥混凝土技术进展第六节 砂浆【教学重点与难点】 教学重点：混凝土的基本性能及配合比设计。砂浆的主要性能。教学难点：普通混凝土配合比设计【复习参考题】1普通混凝土的组成材料有哪几种？在混凝土凝固硬化前后各起什么作用？2何谓骨料级配？骨料级配良好的标准是什么？混凝土的骨料为什么要级配？3影响混凝土强度的因素有哪些？采用哪些措施可提高混凝土强度？4混凝土拌合物的和易性包含哪些含义？5什么是合理砂率？合理砂率有何技术及经济意义？6引起混凝土产生变形的因素有哪些？采用什么措施可减少混凝土的变形？7哪些措施可提高混凝土的抗渗性？抗渗性大小对混凝土耐久性的其它方面有何影响？8什么
10、是减水剂？9简述减水剂的作用机理和掺入减水剂的技术经济效果？10混凝土配合比设计的任务是什么？需要确定的三个参数是什么？怎样确定？11砌砖砂浆与砌石砂浆其强度影响因素有何不同？第5章 砌筑材料【教学目的和要求】教学目的：教授墙体材料的生产、主要性质及应用。教学要求：要求学生掌握烧结砖的生产和技术性能，了解各种墙体材料的应用。【内容提要】第一节 砌墙砖第二节 砌块第三节 墙用板材第四节 砌筑用石材【教学重点与难点 】教学重点：烧结普通砖、建筑砌块的性能及应用。 教学难点：建筑砌块的性能及应用。【复习参考题】1砌墙砖有哪几类？它们各有什么特性？2简要叙述烧结普通砖的强度等级是如何确定的？3土木工程
11、中常用的非烧结砖有哪几种？4按材质分类，墙用砌块有哪几类？砌块与烧结普通粘土砖相比，有什么优点？5加气混凝土砌块与粉煤灰硅酸盐砌块有什么样不同？6在墙用板材中有哪些不宜用于长期处于潮湿的环境中？有哪些不宜用于长期处于高热环境？7以烧结普通粘土砖为主要材料的墙体模式是否需要改革？为什么？如何改？第6章 沥青及沥青混合料【教学目的和要求】教学目的：教授沥青材料的性质和应用。教学要求：要求学生掌握沥青的主要技术性质，了解沥青混合材料的性能及应用。【内容提要】第一节 沥青材料第二节 沥青混合料的组成与性质第三节 沥青混合料的配合比设计【教学重点与难点】 教学重点：沥青和沥青混合材料的主要技术性质教学难
12、点：沥青的主要技术性质【复习参考题】1石油沥青有哪些主要技术性质？各用什么指标表示？2石油沥青的组分比例改变对沥青的性质有何影响？3如何区别石油沥青与煤沥青？4沥青混合材料具有哪些技术性能？5试述沥青混合材料的使用特点？第7章 建筑塑料与有机粘合剂【教学目的和要求】教学目的：教授塑料建材的品种、组成及应用。教学要求：要求学生了解塑料建材的应用。【内容提要】第一节 高分子化合物的基本知识第二节 合成高分子材料在土木工程中的应用【教学重点与难点】 教学重点：常用塑料建材的应用。教学难点：土木工程中常用胶粘剂种类及其使用。【复习参考题】1塑料的主要组成及作用如何？2建筑塑料的优缺点是什么？3何谓热塑
13、性树脂和热固性树脂？4影响胶粘剂的粘结强度的主要因素是什么？5土木工程上常用胶粘剂有哪几种？其使用特点怎样？ 第8章 木材【教学目的和要求】教学目的：讲解木材的品种、性能、在土木工程中的应用。教学要求：要求学生了解木材的性质和应用、常用的木材制品。【内容提要】第一节 木材的分类与构造第二节 木材的主要性能第三节 木材的干燥、防腐和防火【教学重点与难点】 教学重点：木材的纤维饱和点、木材防护及应用教学难点：木材的纤维饱和点及其实用意义。【复习参考题】1木材按树种分为哪几类？其特点和用途如何？2什么是木材的纤维饱和点、平衡含水率、标准含水率？各有什么实用意义？3影响木材强度的因素有哪些？如何影响？
14、4简述木材的腐蚀原因及防腐方法。第9章 建筑功能材料【教学目的和要求】教学目的：教授各种建筑功能材料的性质和应用。教学要求：要求学生掌握防水材料的主要技术性质，了解常用绝热材料和吸声材料的品种、特性及应用和新型防水材料的性能及应用。【内容提要】第一节 防水材料第二节 灌浆材料第三节 绝热材料第四节 吸声隔声材料【教学重点与难点】 教学重点：新型防水材料的主要技术性质，材料的热导率和吸声系数教学难点：新型防水材料的主要技术性质及应用【复习参考题】1为满足防水要求，防水卷材应具有哪些技术性能？2何谓绝热材料？用什么技术指标来评定材料绝热性能的好坏？ 3建筑物上使用绝热材料有何意义？影响材料绝热性能
15、的主要因素有哪些？4何谓吸声材料？材料的吸声性能用什么指标表示？5影响吸声材料吸声效果的因素有哪些？ 第10章 装饰材料【教学目的和要求】教学目的：讲解建筑装饰材料的基本要求及常用的建筑装饰材料的应用。教学要求：要求学生了解建筑装饰材料的基本要求与功能，常用的建筑装饰材料的应用。【内容提要】第一节 概述第二节 装饰石材第三节 建筑陶瓷装饰制品第四节 建筑装饰玻璃第五节 金属装饰材料第六节 建筑塑料装饰制品第七节 建筑装饰木材第八节 建筑装饰涂料【教学重点与难点】 教学重点：常用的建筑装饰材料的应用教学难点：常用的建筑装饰材料性能【复习参考题】1装饰材料在建筑中起到什么作用？有哪几大类？2对装饰
16、材料有哪些要求？在选用装饰材料时应注意什么？3装饰用陶瓷、玻璃、金属有哪些？各有何特点？4有机涂料组成包括哪些？其特点、用途各是什么？5岩石按成因可分为哪几类？选择天然石材应考虑哪些原则？6人造石材有哪些类型？它们之间有何区别？【执笔人】张田梅 车 赢【审核人】何延宏土木工程材料课程考核大纲【考核目的】了解学生对材料基础知识和基本理论的掌握情况，帮助学生认识学习方法的不足，考核学生对知识的灵活应用，为以后土木工程材料的教学提供反馈信息。【课程学习的基础】本课程所需的基础知识有数学的基本运算、物理学基本知识。【考试的内容范围】 材料的基本性质，建筑钢材，无机胶凝材料，混凝土及砂浆，砌筑材料，沥青
17、及沥青混合料，建筑塑料及有机粘合剂，木材，建筑功能材料，装饰材料等。【考试方法】期末闭卷笔试，占60，平时考核（出勤、作业、课堂提问）占40。【对试题的要求】题型比例：客观性试题占50，包括判断题、填空题、选择题等。主观性试题占50，包括简答题、计算题等。难度等级：分较易、中等、较难三个等级，大致的比例是20：60：20。【考试的具体内容】绪论知识点：1土木工程材料的定义和分类考核目标：1识记：土木工程材料的定义和分类第1章 土木工程材料的基本性质知识点：1 密度、表观密度、堆积密度2 密实度与孔隙率3 材料的吸水性和吸湿性4 耐水性5 强度6 弹性与塑性7 耐久性考核目标：1识记：强度、弹性
18、与塑性、耐久性概念2理解：材料的孔隙率与孔隙特征对材料的表观密度、吸水、吸湿、抗渗抗冻、强度及保温隔热等性的影响、材料的吸水性和吸湿性3运用：材料的实际密度、表观密度和堆积密度的计算、密实度和孔隙率二者的关系及计算第2章 建筑钢材知识点：1 钢材化学组成2 钢材的抗拉性能3 钢材的冲击韧性4 钢材的冷弯性能5 建筑钢材的品种6 钢材的防锈考核目标：1 识记：钢材化学组成、钢材的冲击韧性、钢材的冷弯性能、冷加工与时效的概念2 理解：钢材的屈服强度、抗拉强度、屈强比、伸长率3 运用：钢材防腐蚀措施第3章 无机胶凝材料知识点：1 石膏的性质和技术要求2 石膏的应用3 生石灰的熟化4 石灰的硬化过程5
19、 建筑石灰的技术性质6 硅酸盐水泥的矿物组成、水化产物7 硅酸盐水泥的重要技术性质、应用考核目标：1识记：气硬性胶凝材料、水硬性胶凝材料、硅酸盐水泥主要矿物组成、水泥凝结硬化产物2理解：石灰的陈伏；石灰、石膏、水泥凝结硬化过程3运用：常用水泥的选用第4章 水泥混凝土及砂浆知识点：1砼用水泥的技术要求2砼用细骨料的技术要求3砼用粗骨料的技术要求4和易性的概念5和易性的测定方法6和易性的影响因素7和易性的选用原则8混凝土的抗压强度9抗压强度标准值与强度等级10混凝土的强度的影响因素11混凝土的耐久性12耐久性的影响因素13减水剂14配合比设计的步骤与方法15建筑砂浆基本组成与性质16建筑砂浆的配合
20、比设计考核目标：1识记：砂的颗粒级配、混凝土的和易性概念、和易性测定方法、混凝土的抗压强度、抗压强度标准值与强度等级、徐变、混凝土的耐久性、砂浆组成材料。2理解：改善和易性的措施、提高强度的措施、提高耐久性的措施、砌筑砂浆配合比的选择。3运用：普通混凝土配合比设计第5章 砌筑材料知识点：1砌墙砖的分类2墙用砌块3墙用板材4石材考核目标：1识记：砌墙砖的分类2理解：烧结普通砖的技术性能，强度等级及质量标准的划分3运用：烧结普通砖的应用及改革途径：烧结多孔砖、空心砖、砌块第6章 沥青及沥青混合料知识点：1石油沥青的主要技术性质2沥青的牌号及标准3沥青应用考核目标：1识记：沥青主要技术性质2理解：沥
21、青材料的掺配3运用：沥青防水材料的应用第7章 建筑塑料与有机粘合剂知识点：1塑料的组成及分类2塑料的性质及应用3胶粘剂考核目标：1识记：热固性塑料、热塑性塑料2理解：胶粘剂选用原则3运用：建筑塑料、胶粘剂的应用第8章 木材知识点：1木材的分类及构造2木材的主要性质3木材的腐蚀与防护4木材在土木工程中的应用考核目标：1识记：木材的含水量(纤维饱和点、平衡含水率、标准含水率)2理解：木材的纤维饱和点3运用：木材的防腐方法第9章 建筑功能材料知识点：1防水材料2绝热材料3吸声材料考核目标：1识记：防水材料的种类、导热系数和吸声系数2理解：防水材料的技术性质3运用：防水材料的选用第10章 装饰材料知识
22、点：1建筑装饰陶瓷2建筑装饰玻璃的种类3常用装饰石材考核目标：1识记：安全玻璃的种类2理解：装饰材料的基本要求3应用：装饰用石材、陶瓷的应用【样题】土木工程材料试题一、选择题（每小题2分，共20分）1混凝土属于下列哪类材料（ ）A 金属材料 B 无机非金属材料 C 有机材料 D 复合材料2某一材料的孔隙率增大后，材料的密度（ ）A 提高 B 下降 C 不变 D 不确定3选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择（ ）良好的材料A 塑性 B 韧性 C 弹性 D 强度4哪个是钢材中的有害元素（ ）A碳 B 锰 C 硫 D硅得分评卷人5一般用（ ）指标来反映钢材的塑性。A 断后伸长率 B 屈服点 C塑性
23、模量 D 都不是6建筑石膏具有下列特性，除了（ ）。A具有调温调湿功能 B 凝固时体积略有膨胀 C凝结硬化快 D 强度较高 7在原材料不变的前提下，决定混凝土强度的最主要因素是（ ）。A 水泥用量 B 砂率 C 用水量 D 水灰比8花岗石属于（ ）A 岩浆岩 B 沉积岩 C 变质岩 D 水成岩9建筑石油沥青牌号的数值表示的是 （ ）A 沥青中油分的含量 B 针入度平均值 C 延度平均值 D 软化点平均值10在纤维饱和点以下，随着含水率增加，木材的（ ）A强度降低体积膨胀 B强度降低体积收缩C强度提高体积膨胀 D强度提高体积收缩二、判断题：正确的划，错误的划（每小题1分，共10分）1强屈比越大，
24、钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大，结构的安全性越高。（ ）2石灰的硬化过程即可以在水中进行又可以在空气中进行。（ ）3由于硅酸盐水泥强度高，所以适用于大体积工程。 （ ）4砂浆的流动性用针入度指标表示。 （ ）5一般来说，青砖比红砖强度高、耐久性好。 （ ）6当采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点时，可随意采用石油沥青和煤沥青掺配。 （ ）7三元乙丙橡胶防水卷材不适合用于严寒地区的防水工程 。（ ）8大理石适宜用于室外装饰。 （ ）9釉面砖常用于室外装饰。 （ ）10隔绝空气声最好选用较重且厚的材料。 （ ）三、填空题（每空2分，共20分）1憎水性材料是指润湿边角 的材料。2有一块
25、湿砖重2625g，其含水率为5%，该砖所含水量为 g。3生石灰使用前的陈伏处理，是为了 。4水泥熟料中水化速度最快，28天水化热最大的是 。5评定细骨料的粗细程度的指标为 。6混凝土的和易性包括 、 、 三个方面。7建筑防水材料依据外观形态可分为 、 、密封材料和刚性防水材料四类。四、简答题（每小题4分，共32分）1防止混凝土中钢筋锈蚀的主要措施有哪些？（4分）2水泥体积安定性不良的主要原因是什么？（4分）3硅酸盐水泥的水化产物主要有哪些？（4分）4试配混凝土时，若混凝土的流动性过小，应该如何提高流动度且不使强度减低？（4分）5对混凝土耐久性影响较大的因素有：（至少答四项以上）（4分）6计算用
26、于不吸水基层的砂浆的强度，主要取决于哪两个因素？（4分）7材料的耐久性能通常有哪些？（至少答四项以上）（4分）8木材的综合利用中，常用的人造板材有哪些？（至少答四项以上）（4分）五、 计算题（第1小题8分，第2小题10分，共18分）1烧结普通砖进行抗压试验，测得浸水饱和后的破坏荷载为185kN，干燥状态的破坏荷载为207kN（受压面积为115mm120mm），问此砖的饱水抗压强度和干燥抗压强度各为多少？是否适宜用于常与水接触的工程结构物？(8分)2配制混凝土时，已确定水灰比为0.55，砂率为0.35，每立方米混凝土用水量为195kg，设新拌混凝土的表观密度为2400kg/m3.请计算出每m3混凝土的材料用量(单位取kg)。（10分）【执笔人】车赢 张田梅【审核人】何延宏
