土木工程材料_中国大学MOOC(慕课)

课程概述

土木工程材料是土木工程与材料工程两门学科交叉的课程。本课程的教学目的在于使学生掌握主要土木工程材料的性质、用途、制备和使用方法以及检测和质量控制方法，并了解工程材料性质与材料结构的关系，以及性能改善的途径。通过本课程的学习，应能针对不同工程合理选用材料，并能与后续课程密切配合，了解材料与设计参数及施工措施选择的相互关系。主要内容包括：材料的基本性质、建筑钢材、胶凝材料、混凝土、建筑砂浆、沥青及沥青混合材料、高分子材料等。该课程还包括了一些重要材料的基本性能试验，按照高等学校土木工程本科指导性专业规范的要求，《土木工程材料》开设了6个试验，共计12学时。试验采用了国家以及有关行业的最新规范和规程，并强调指导性和实用性。土木工程材料课程包含的6个试验分别为：材料基本性质试验、水泥试验、骨料试验、混凝土试验、钢筋试验、沥青试验。通过本课程学习，可以掌握的知识和培养的技能包括：（1）掌握土木工程基本材料的性能，对土木工程材料有一定的感性认识；（2）了解土木工程材料相关国家，行业标准的基本常识；（3）在实验中积累相当的实践动手能力；（4）掌握混凝土配合比的基本设计方法，并能通过实验验证设计的正确性；（5）通过实验掌握一定的科学研究方法。

土木工程材料这门课程是一门非常实用的课程，毕业后与这门课程密切相关的工作有新材料的研制和开发、工程项目的材料检测和管理、设计部门的合理选材。

证书要求

课程学习内容包括：观看讲课视频，参与课程讨论每单元不少于2次，完成单元测验、单元作业。

授课大纲

土木工程材料的基本性质

掌握土木工程材料孔隙与材料性能的关系，掌握孔隙率的计算方法；了解材料与水有关的性质和相关参数计算方法。

课时

1.1材料孔隙漫谈

1.2材料与水

无机胶凝材料

理解气硬性和水硬性胶凝材料的概念；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；掌握硅酸盐水泥的技术性质及应用；掌握掺混合材硅酸盐水泥的特性；根据实际工程能正确选择水泥品种；了解铝酸盐水泥的组成、性质和应用；了解气硬性胶凝材料的原料、技术性质、特点及应用。

课时

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

了解骨料的作用及质量要求；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；了解磨细矿渣粉、粉煤灰及硅灰的特性及应用范围。

课时

3.1石子性能

3.2矿物掺合料

混凝土外加剂

了解混凝土外加剂的定义、分类。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。了解早强剂、泵送剂、速凝剂和缓凝剂的应用范围及注意事项。

课时

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

掌握混凝土和易性的基本概念及评定方法；了解混凝土和易性对其硬化后性能影响；掌握影响混凝土和易性的各种因素及变化规律；掌握改善混凝土和易性的措施；理解混凝土各种强度的基本概念及在结构计算中的作用；掌握混凝土强度等级的确定方法；掌握影响混凝土强度的因素及变化规律；会应用混凝土强度公式解决实际问题；掌握提高混凝土强度的正确方法及措施；了解混凝土变形的种类及主要内容；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；了解混凝土质量控制的重要性和强度检验评定方法；会进行混凝土配合比的计算并调整配合比；了解高性能混凝土、大体积混凝土特点。

课时

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

砌体材料

了解烧土制品生产过程对产品性能的影响；掌握各种烧土制品的强度等级确定方法；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。

课时

6.1烧结砖

6.2墙体材料

金属材料

了解建筑钢材的基本知识；理解钢材化学成份、晶体组织对钢材性能的影响规律；掌握钢材的拉伸性能测定方法及影响其性能的因素；了解钢材冷加工、时效、焊接的工程应用意义；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。

课时

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

了解木材分类及特点，木材构造对木材性质影响，木材的物理力学性质。

课时

8.1木材的性能

合成高分子材料

了解合成高分子的概念及分类；高分子材料老化的原因；建筑塑料、胶黏剂和建筑涂料的组成及主要品种。

课时

9.1高分子材料

功能性材料

了解沥青材料的组份特点、性质指标及牌号的确定；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；了解绝热、吸声材料在土木工程中的作用，绝热，吸热作用机理。

课时

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

了解沥青混凝土的分类、结构特点及主要性能特点；了解沥青混凝土组成材料及配合比设计的主要内容；了解沥青混凝土的应用特点。

课时

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

参考资料

1.《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

2.《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

3.《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

4.《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，2016年2月