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土木工程材料
第9次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年06月30日
学时安排: 4-8小时每周
进行至第11周,共19周 已有 624 人参加
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课程评价(995)
spContent=《土木工程材料》课程是土木工程、地下空间工程、工程管理、材料科学与工程和建筑材料类专业的必修课程。内容涉及土木工程材料的发展、基本性质、无机胶凝材料、骨料与矿物掺合料、外加剂、混凝土、砌体材料、金属材料、木材、合成高分子材料、功能材料、沥青混凝土等诸多内容。 本课程按照高等学校40学时授课内容,同步安排课程进度,每周发布两次课程内容,同时发布课程测验。学习者可以根据自身情况,合理安排学习时间。 课程学习通过网络平台进行,每课时既有学习文档,也有针对重点和难点的视频课件和视频资料,每课时还有例题和案例分析资料供大家学习,同时学习者可以通过老师答疑区、课程交流区和综合讨论区进行在线交流和学习,每课时还可以通过课程测验检验学习效果。希望通过多样化的学习手段,使学习者掌握土木工程材料的基本知识和技能。
《土木工程材料》课程是土木工程、地下空间工程、工程管理、材料科学与工程和建筑材料类专业的必修课程。内容涉及土木工程材料的发展、基本性质、无机胶凝材料、骨料与矿物掺合料、外加剂、混凝土、砌体材料、金属材料、木材、合成高分子材料、功能材料、沥青混凝土等诸多内容。 本课程按照高等学校40学时授课内容,同步安排课程进度,每周发布两次课程内容,同时发布课程测验。学习者可以根据自身情况,合理安排学习时间。 课程学习通过网络平台进行,每课时既有学习文档,也有针对重点和难点的视频课件和视频资料,每课时还有例题和案例分析资料供大家学习,同时学习者可以通过老师答疑区、课程交流区和综合讨论区进行在线交流和学习,每课时还可以通过课程测验检验学习效果。希望通过多样化的学习手段,使学习者掌握土木工程材料的基本知识和技能。
—— 课程团队
课程概述

    土木工程材料课程重点介绍不同品种土木工程材料的基本组成性能技术要求应用范围,以及土木工程材料的测试方法质量控制方法等内容。该课程的学习,对土木工程、工程管理和建筑材料类专业学生,以及从事土木工程设计、施工、管理的技术人员提高专业基础知识、促进专业发展与创新、做好工程质量管理与控制有突出作用。土木工程材料是土木工程建设的物质基础,土木工程材料的性能直接影响土木工程的使用功能;土木工程材料的质量直接影响土木工程的安全和使用年限;土木工程材料的发展与创新也直接影响土木工程形式和结构的发展与创新。


    本在线开放课程针对土木工程材料品种多,知识点多,内容分散的特点,对课程中的重点和难点内容进行提炼,组成知识点独立的课件单元,授课中注重体现知识性、趣味性和新颖性,提高学生学习兴趣,培养热爱土木工程专业的情怀、增强从事土木工程、工程管理和建筑材料专业的技术素养。本课程可供土木工程、地下空间工程、工程管理、材料科学与工程和建筑材料类相关专业学生进一步深入掌握知识点中的重点和难点,也可作为土木工程专业技术人员对《土木工程材料》书本学习的有益补充。

授课目标

通过本课程的系统学习,使学生能够掌握有关土木工程中各种常用材料的基本组成、性能特点、技术指标、测试方法及应用特点,培养学生具有针对不同土木工程的结构要求、功能要求和环境条件,进行材料的合理选择与加工应用解决实际土木工程中与材料相关问题的能力,为学习后续专业课课程打下基础。

课程大纲
第1课时 土木工程材料的基本性质
课时目标:基本要求: 1.掌握土木工程材料物理性质、力学性质、与水有关性质的基本概念、主要性能指标间的联系。 2.理解各种因素对材料不同性质变化的影响规律。重点:材料物理性质、力学性质、与水有关性质的概念、计算及分析。 难点:材料的微观结构和宏观构造对其性能的影响。
1.1 材料孔隙漫谈
1.2 材料与水
无机胶凝材料
课时目标:基本要求: 1.理解气硬性和水硬性胶凝材料的概念。 2.了解硅酸盐水泥的生产过程。理解硅酸盐水泥熟料的矿物组成与性能间关系。3.掌握硅酸盐水泥的技术性质及应用。 4.掌握掺混合材硅酸盐水泥的特性。 5. 根据实际工程能正确选择水泥品种。 6. 了解铝酸盐水泥的组成、性质和应用。 7. 了解石膏的原料及生产、硬化过程及应用。掌握建筑石膏的技术性质。 8. 了解石灰的原料及生产、硬化特点及应用。掌握石灰的技术性质。 9. 了解水玻璃的特点及应用。 重点:硅酸盐水泥熟料矿物组成对水泥水化特点的影响规律,通用水泥的技术特点及应用。气硬性 胶凝材料技术性质特点。 难点:水泥凝结硬化机理,混合材料的二次反应。气硬性胶凝材料耐水性的改善。
2.1 无机胶凝材料的发展
2.2 水泥生产工艺
2.3 水泥的水化
2.4 硅酸盐水泥中石膏的作用
2.5 水泥安定性
2.6 水泥结构演变及强度变化规律
2.7 通用水泥
2.8 铝酸盐水泥
2.9 气硬性胶凝材料
骨料与矿物掺合料
课时目标:基本要求: 1.了解砂石骨料的作用及质量要求。 2.掌握砂细度模数、颗粒级配的评价及计算方法; 3.掌握石子最大粒径的确定依据,掌握石子强度的评价方法。了解石子级配及颗粒形貌对混凝土性 能的影响规律; 4.了解磨细矿渣粉、粉煤灰及硅灰的特性及应用范围。 重点:砂细度模数及颗粒级配测试方法及对混凝土性能的影响规律,石子最大粒径选择的依据。 难点:砂含水量变化对其体积和质量以及混凝土性能的影响。矿物掺合料的粉体特性、作用机理及 应用范围。
3.1 石子性能
3.2 矿物掺合料
混凝土外加剂
课时目标:基本要求: 1.了解混凝土外加剂的定义、分类。 2.掌握减水剂作用效果及作用机理,了解木钙、萘系和聚羧酸减水剂的特点及在混凝土中应用时的注意事项。 3.了解引气剂的应用范围及注意事项。 重点:减水剂、引气剂的各自作用机理,作用效果及使用中要注意的问题。 难点:减水剂作用机理。
4.1 混凝土减水剂
4.2 减水剂作用机理
4.3 早强剂
4.4 泵送剂
4.5 速凝剂
4.6 缓凝剂
混凝土
课时目标:基本要求: 1.掌握混凝土和易性的基本概念及评定方法。 2.了解混凝土和易性对其硬化后性能影响。3.掌握影响混凝土和易性的各种因素及变化规律。 4.掌握改善混凝土和易性的措施。 5.理解混凝土各种强度的基本概念及在结构计算中的作用。 6.掌握混凝土强度等级的确定方法。 7.掌握影响混凝土强度的因素及变化规律。 8.会应用混凝土强度公式解决实际问题。 9.掌握提高混凝土强度的正确方法及措施。 10.了解混凝土变形的种类及主要内容。 11.了解混凝土耐久性的主要内容。了解改善混凝土耐久性的措施。 12.了解混凝土质量控制的重要性和强度检验评定方法。了解常用混凝土无损检测的方法。 13.会进行混凝土配合比的计算并调整配合比。 14.了解其他混凝土的种类,组成及特点。 重点:混凝土和易性概念、强度等级,影响和易性、强度因素,混凝土强度公式,混凝土的各种变 形规律,混凝土抗渗性、抗冻性及碱骨料反应。混凝土质量控制与评定方法,配合比设计原理。 难点:混凝土强度分布规律,混凝土强度等级的划分,混凝土破坏实质,影响混凝土性能各种因素之间的相互关系,混凝土耐久性的影响因素,混凝土碱骨料作用机理。
5.1 混凝土概述
5.2 混凝土的离析泌水
5.3 混凝土和易性影响因素
5.4 环箍效应
5.5 混凝土强度影响因素
5.6 混凝土非荷载作用下的变形
5.7 混凝土的弹性模量测定
5.8 混凝土的干缩与徐变
5.9 混凝土与混凝土结构耐久性
5.10 混凝土抗碳化性
5.11 混凝土抗侵蚀性
5.12 混凝土碱骨料反应
5.13 混凝土质量控制
5.14 混凝土配合比设计
5.15 高性能混凝土
5.16 大体积混凝土
5.17 高强与超高强混凝土
5.18 混凝土抗冻性
砌体材料
课时目标:基本要求: 1.了解建筑砂浆的种类及组成。 2.掌握砌筑砂浆的技术性质、配合比及强度等级的确定。 3.了解烧土制品生产过程对产品性能的影响。 4.掌握各种烧土制品的强度等级确定方法。 5.了解新型墙体材料的发展趋势,了解常用的块体材料的技术性质及应用特点。 重点:砌筑砂浆组成,技术性质及应用。烧土制品强度等级、质量等级的评定方法与步骤,烧土制 品的应用范围及特点。 难点:砌筑砂浆与抹面、其它砂浆的异同点,应用中应注意的问题。承重和非承重墙体块材的技术要求 与应用。
6.1 烧结砖
6.2 墙体材料
金属材料
课时目标:基本要求: 1.了解建筑钢材的基本知识。 2.理解钢材化学成份、晶体组织对钢材性能的影响规律。 3.掌握钢材的拉伸性能测定方法及影响其性能的因素。 4.了解钢材冷加工、时效、焊接的工程应用意义。5.掌握钢筋的技术标准及选用原则,了解其他线材及型材的特点。 重点:钢材拉伸性能四个阶段的特点及主要技术指标,钢筋级别及选用。 难点:钢材的化学成分,晶体组织对钢材性能的影响规律。
7.1 钢铁的冶炼
7.2 钢材拉伸性能
7.3 钢材化学成分与晶体组织
7.4 钢材选用
木材
课时目标:基本要求: 1.了解木材分类及特点。 2.了解木材构造对木材性质影响。 3.了解木材的物理力学性质。 重点:木材含水率对木材胀缩及木材各种强度影响。 难点:木材种类的特性及辨认,木材的微观构造及对性能的影响。
8.1 木材的性能
合成高分子材料
课时目标:基本要求: 1.了解合成高分子的概念及分类。 2.了解高分子材料老化的原因。 3.了解建筑塑料、胶黏剂和建筑涂料的组成及主要品种。 重点:工程中合成高分子材料常用品种、组成、性能及应用,高分子材料的老化。 难点:合成高分子材料聚合机理,高分子材料的老化机理。
9.1 高分子材料
功能性材料
课时目标:基本要求: 1.了解沥青材料的组份特点、性质指标及牌号的确定。 2.了解防水材料的种类及基本组成,了解不同防水材料应用范围。3.了解绝热、吸声材料在土木工程中的作用。了解绝热,吸热作用机理。重点:石油沥青的技术性质及选用。沥青、改性沥青、高分子材料制作的防水材料各自的优点、应 用范围、新型防水材料的应用。 难点:温度对高分子材料性能的影响机理;建筑防水效果与材料选用、结构设计和施工之间的联系。
10.1 沥青概述
10.2 沥青的基本性质
10.3 防水材料概述
10.4 常用防水材料
10.5 绝热材料
10.6 吸声材料
沥青混凝土
课时目标:基本要求: 1.了解沥青混凝土与水泥混凝土的区别。 2.了解沥青混凝土的结构特点和性能特点。重点:沥青混凝土的分类及组成和结构特点。 难点:沥青混凝土结构与性能之间的关系。
11.1 沥青混凝土路面与水泥混凝土路面比较
11.2 沥青混凝土的性质
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预备知识

具备物理学、化学基础知识;

具备概率论与数理统计的基本知识;

具备材料力学的基本知识。

参考资料

1. 《土木工程材料》(新1版),伍勇华、高琼英主编,武汉理工大学出版社,2022年7月

2. 《土木工程材料》(第2版),何廷树、王福川主编,中国建材工业出版社,2013年1月

3. 《土木工程材料》(第2版),杨杨、钱晓倩主编,武汉大学出版社,2018年10月

4.《土木工程材料》(第2版),湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学合编,中国建筑工业出版社,2011年6月

5.《土木工程材料》 李宗津、张亚梅等主编,中国建筑工业出版社,2014年8月

常见问题

Q : 本门课程成绩如何评定?

A : 本门课程的考核分为四部分:

   单元测验:测验以选择题为主,占总评成绩的40%;

   单元作业:布置有单元作业题,提交作业后,需要学生学生互相批阅,占总评成绩的10%;

   课程讨论活跃度:参与课程讨论,积极发帖,获得回复5次以上可获得此项分数,占总评成绩的10%;

   期末考试:以选择题、填空题等客观题为主,占总评成绩的40%。


Q : 本门课程难学吗?

A : 本课程所讲内容不涉及深奥的理论知识,学习者具备物理和化学的基本知识,都能听懂和领会本课程的知识和内容。


Q : 如何就课程中遇到的疑惑,或者发现问题进行交流?

A : 对某一节中的视频讲解有疑惑或建议的,可以在“课堂交流区”进行提问,提问可以用文字、图片,截图的多种形式进行;对于跟课程相关的通识类的问题,也可以在“综合讨论区”进行提问,我们争取在一周内给出答复。


Q : 测试中的填空题,如果所填的答案正确但与标准答案不完全一致是否可以得分?

A : 客观题是由系统直接给分,系统中对于填空题的答案的要求较为严格,为了保证公平性,也为了试题类型的多样性,本课程测试中保留填空题。在系统评分后,由助教检查各位学员的答题情况,若回答正确但系统未给分,会在后台给其加上相应的分数,但是存在错别字的答案不得分。


Q : 各章节的学习任务提交周期如何安排?

A : 本课程按照教学大纲,自开课日起,每周将更新学习内容,作业及测试提交有截止时间要求。望各位学员关注各项任务的时间节点,及时完成学习任务,获得相应的成绩,超期将无法获得成绩。


Q:什么是认证学习课程?

A:认证学习课程是指加入认证学习服务的MOOC课程。认证学习服务是为获取认证证书而学习的深度学习者提供的学习服务。加入认证学习服务的学生可:1.使用智能分段和概要总结,辅助高效学习;2.使用智能问答和解析,帮助学生在课程学习过程中, 随时获取问答助手个性化的答疑和解析服务;3.获得详细成绩单,并且成绩合格可免费获得认证证书。

学生也可免费参加认证学习课程,正常访问所有课件,但不提供成绩和证书。

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