土木工程材讲义.doc

《土木工程材料》 教 案 （高峰，2008.8.） 课程说明 本课程适用于高等院校工科土建类专业，属专业基础课。要求先修课程：普通化学、普通物理、材料力学；后续课程：工程材料学、胶凝材料学、无机非金属材料学、钢筋混凝土学等。注册建筑师、结构工程师资格考试中部分内容涉及本课程。 教学安排 课时：16周×2学时/周+期末测验。2008.9.9.~12.30.，考查课，2学分。 上课时间地点：周二3、4节，北楼418。 实验时间地点：周五1、2节，工程试验馆。 教材：《土木工程材料》，吴科如、张雄主编，同济大学出版社，2003年6月第1版。 参考书目： 《新编建筑工程材料》，李铭臻 主编，中国建材工业出版社98.1.版。TU5/ZL411-2 2. 《建筑材料学》，徐家宝 主编，华南理工大学出版社95.4.版。TU5/ZX572a 课时安排： 第1讲：绪论，建筑材料的基本性质 第2讲：建筑材料的基本性质（续），建筑钢材 第3讲：木材，石材 第4讲：气硬性无机胶凝材料 第5讲：水泥 第6讲：混凝土 第7讲：混凝土（续1） 第8讲：混凝土（续2） 第9讲：建筑砂浆 第10讲：建筑塑料 第11讲：建筑塑料（续） 第12讲：墙体材料和屋面材料 第13讲：防水材料 第14讲：绝热材料和吸声隔声材料 第15讲：建筑装饰材料 第16讲：复习 ===========第1讲========== 绪论 教学目的 对建筑材料的基本知识（品种、材性、应用）有一般了解，能合理选择、使用常用的建筑材料，满足实际应用要求。 说明 针对某一具体应用，能合理选择所需建筑材料。 针对某一具体建筑材料，能合理使用，满足实际需要。 建筑材料的分类 按组成：无机材料、有机材料、复合材料。 按性能：结构材料（钢筋混凝土、钢材）、功能材料（装饰、防水、绝热、隔声）。 按使用部位：承重材料、屋面材料、墙体材料、地面材料。 说明 目前，全世界注册的正式材料已超过25万种，并以每年5%的速度增长。 材料的分类：按组成分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料；按使用领域分为：建筑材料、航空材料、电子材料、医用材料等。 在学科上，一般按化学组成分类。 无机非金属材料是由一百多种元素按不同组合构成的庞大家族，最主要的是由硅、铝、氧元素组成的硅酸盐材料，分为水泥、陶瓷、玻璃三大类。 在建筑材料中，胶凝材料具有很重要的作用。 材料学或材料工程学涉及材料的性能研究、测试、人工合成、应用。 材料科学是从化学、物理学的角度研究材料的组成、结构与性能的关系，以此为材料的合成与应用提供科学依据。材料科学是介于基础科学与应用科学之间的基础应用学科。 三．建筑材料的发展 从天然材料发展到人造材料，从无机材料发展到有机材料，从单一材料发展到复合材料，从传统材料发展到新型材料。建筑材料的发展趋势是：轻质、高强、耐久、多功能。建筑材料的生产将越来越注重保护自然资源、利用再生资源、减少能源消耗和环境污染。建筑材料的发展与建筑设计、施工以及材料科学的发展有着密切联系。一个国家使用的材料品种和数量的多寡是衡量其科学技术和经济发展水平的重要标志。 回顾材料及材料科学发展的历史：人类利用石块、树枝作工具的时期叫旧石器时代；约50万年前，人类学会了用火，由此进入新石器时代，此间有两件重大发明：制陶（历史上第一个人造材料）、冶铜（历史上第二个人造材料）；青铜时代，我国的殷、西周时期对青铜冶炼已达到很高水平；铁（历史上第三个人造材料）的熔点更高、冶炼技术更复杂，至今，钢铁产量仍是衡量一个国家工业水平和国防实力的标志，可以说铁器时代延续至今。十八世纪工业革命（1789年）以后，机器战胜了手工劳动，对材料、特别是钢铁的需求急剧增长，在化学、物理学、材料力学等学科的基础上产生了一门新的科学——金属学。进入二十世纪后，在材料中非金属材料发展迅速，尤以人工合成高分子材料的发展最快，在金属学、陶瓷学、高分子科学及现代物理、化学的基础上，于六十年代发展起一门新兴科学——材料科学。目前材料研究面临的问题包括：轻质、腐蚀、磨损、老化、废物利用。 建筑材料的发展历史：胶凝材料经历了从泥土到气硬性胶凝材料石膏、石灰，到水硬性胶凝材料水泥；结构材料经历了从最初的石块、树枝、泥土，到木结构、砖石结构使用的木材、石材、烧结或非烧结砖，到目前的钢铁、混凝土；功能材料经历了从最初的茅草、兽皮、木材，到目前品种繁多的装饰材料、防水材料、绝热材料等。 四．建筑材料的技术标准 国内：国家标准（GB）、部标准（JC、LG等）、企业标准（QB）。 国际：国际标准化组织（ISO）、美国（ASTM）、英国（BS）、德国（DIN）等。 说明 所采用标准应现行有效。 思考题 建筑材料的研究在现代建筑业中有何意