土木工程材料教学大纲

土木工程材料教学大纲课程编码：K1177学分：2总学时：32适用专业：土木工程专业先修课程：高等数学、大学物理、工程化学、材料力学一、课程的性质、目的与任务：本课程是土木工程专业教学计划中的专业核心必修课程，非学位课程。本课程的目的与任务：使学习者获得常用土木工程材料的性质与应用的基本知识，掌握土木工程中常用建筑材料的基本性能，并具备一定的建筑材料试验知识和技能，获得主要土木工程材料质量检测的基本技能训练，为后续专业课程的学习提供建筑材料的相关知识，并为今后从事专业技术工作时能够正确选用、合理使用材料奠定良好的基础。二、教学基本要求：第一章绪论本章教学基本要求：（1）掌握土木工程材料的分类和基本用途；（2）了解土木工程材料特点及在国民经济建设中的作用地位及发展概况；（3）理解土木工程材料的技术标准及其分类。第二章土木工程材料基本性质本章教学基本要求：（1）理解材料的基本物理性质，熟练掌握密度、表观密度和堆积密度，以及孔隙率和空隙率的概念；了解材料与水有关的性质，理解材料的吸水性、耐水性等性能的概念；了解材料的热工性质。（2）理解材料的基本力学性质：强度、变形、弹性和塑性、脆性和韧性、冲击韧性、硬度和耐磨性的概念以及试验结果的条件性。（3）掌握材料的耐久性概念，了解材料的环境协调性。（4）理解材料的组成、结构及构造的概念，了解材料的组成、结构与构造对土木工程材料性能的影响。第三章建筑金属材料本章教学基本要求：（1）掌握钢材的分类，建筑钢材的主要技术性能，掌握其抗拉性能、工艺性能等。（2）了解钢材的晶体结构、晶体组织，了解钢材化学成分对其性能的影响。（3）理解并掌握钢材的强化与加工方法，掌握钢材的冷加工强化、时效处理及热处理等概念及其对钢材主要技术性能的影响。（4）了解常用建筑钢材的性能特点，掌握钢结构用钢、混凝土结构用钢及铝合金制品等常用金属建筑材料的牌号及选用方法。（5）理解钢材的腐蚀机理、腐蚀类型，掌握防止其腐蚀的方法。第四章无机胶凝材料本章教学基本要求：（1）了解胶凝材料发展简史，理解并掌握胶凝材料的概念与分类，掌握气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别。（2）了解石灰、石膏等常用气硬性胶凝材料的生产与分类，理解石灰、石膏、水玻璃及菱苦土等气硬性胶凝材料的主要技术性质及其应用。（3）了解水泥的发展历史、现状，理解水泥的分类。理解通用硅酸盐水泥的定义与分类，了解硅酸盐水泥的生产原料、生产工艺。（4）掌握硅酸盐水泥熟料的矿物组成，理解各矿物的水化特性，理解硅酸盐水泥的水化、凝结硬化以及影响凝结硬化因素，了解水泥石的组成和结构。（5）掌握水泥混合材料的定义与分类、常用活性混合材料(粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰)的质量要求及作用。（6）理解通用硅酸盐水泥的主要性能特点及质量要求，掌握通用硅酸盐水泥的选用。（7）理解环境水对水泥石的侵蚀类型与原因，以及防止侵蚀的措施。（8）了解其它品种水泥及其性质（铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、道路硅酸盐水泥等其他水泥）。第五章混凝土与砂浆本章教学基本要求：（1）理解混凝土的定义与分类，了解混凝土发展历史、发展方向，理解混凝土特点及用途，掌握普通混凝土的基本组成材料及各组成材料的作用。（2）了解细骨料的分类、品质及技术要求；掌握细骨料细度模数的试验和计算方法；理解粗骨料分类、品质及技术要求；理解拌和及养护用水的基本要求。（3）理解混凝土外加剂的概念及分类，了解常用减水剂的种类，理解减水剂作用机理，掌握减水剂作用效果。理解缓凝剂、速凝剂、早强剂、引气剂的选用及其对混凝土性能的影响，了解其它混凝土外加剂的用途。（4）了解常用矿物掺合料的种类，理解常用掺合料的性质及其对混凝土等性能的影响。（5）掌握混凝土拌合物的和易性的概念、影响和易性的主要因素及调整和易性的措施，流动性指标的选择；理解混凝土拌和物凝结时间的概念与测定方法。（6）掌握混凝土立方体抗压强度、混凝土立方体抗压强度标准值与混凝土强度等级基本概念，掌握影响混凝土强度的主要因素和提高混凝土强度的主要措施；了解混凝土抗拉强度与抗压强度的关系，以及混凝土的其他强度。（7）了解硬化混凝土的变形性能：理解混凝土在非荷载作用下的变形类型（干燥收缩、温度收缩、自收缩、塑性收缩、碳化收缩、自收缩等），理解混凝土在荷载作用下变形（弹塑性变形、徐变）的概念、混凝土弹性模量的概念。（8）了解混凝土易产生开裂的主要原因，理解抗裂性评价指标及提高抗裂性主要措施。（9）掌握硬化混凝土的耐久性、抗渗性及抗渗等级、抗冻性及抗冻等级的概念。了解影响混凝土抗渗性能的因素、混凝土冻融破坏的机理、混凝土碱骨料反应、碳化、钢筋锈蚀等基本概念，理解提高耐久性的主要措施。（10）掌握普通混凝土配合比参数的确定原则及方法，以及配合比设计步骤与方法；理解混凝土的质量控制与检验评定。（11）了解其它种类混凝土（高性能混凝土、高强混凝土、抗渗混凝土、纤维混（12）了解建筑砂浆的组成、分类，理解建筑砂浆的技术性质；掌握建筑砂浆的配合比设计方法及砂浆的应用。第六章砌体材料本章教学基本要求：（1）了解烧结普通砖、烧结多孔砖、烧结空心砖及蒸压灰砂砖的生产工艺，理解其各自的性能特点，掌握各自的主要技术性质及选用。（2）了解砌块的定义与分类，理解并掌握常用砌块的性能特点与应用，了解新型墙体材料的发展。（3）了解砌筑石材的分类、性质及技术要求。第七章沥青和沥青混合料本章教学基本要求：（1）掌握沥青的分类与组成，了解沥青的结构；理解沥青材料的技术性能及其标准和选用；掌握沥青的主要性能及其测试方法。（2）理解沥青的技术要求及选用；了解沥青的改性和主要沥青制品，理解沥青掺配及应用。（3）了解沥青混合料的分类与组成结构，理解沥青混合料的主要性能及其测试方法，了解沥青混合料的配合比设计方法。三、教学内容：第一章绪论2学时第一节土木工程材料的范畴、分类和基本用途0.75学时第二节土木工程材料在国民经济建设中的作用地位及发展概况0.5学时第三节土木工程材料的技术标准及其分类0.75学时第二章土木工程材料基本性质4学时本章教学重点：材料的组成、结构与构造及其对材料性能的影响、材料基本物理性质（包括与水有关的性质、孔隙率），以及孔隙构造对材料性能的影响。本章教学难点：材料的基本物理性质（密度、表观密度、体积密度和堆积密度等概念的区别与计算）、材料的基本力学性能。本章课时分配：第一节材料的物理性质1.5学时第二节材料的力学性质1.0学时第三节材料的耐久性与环境协调性0.75学时第四节材料的组成、结构、构造及其对性能的影响0.75学时第三章建筑金属材料3学时本章教学重点：钢材的力学性能及工艺性能，加工及热处理，钢材的标准和选用。本章教学难点：不同钢材的性能及其合理选用，钢材的腐蚀与防止腐蚀的方法。本章课时分配：第一节钢材的分类0.5学时第二节建筑钢材的主要技术性能0.5学时第三节钢材的组成结构及对性能的影响0.5学时第四节钢材的强化与加工0.5学时第五节土木工程常用金属材料的性质及应用0.5学时第六节钢材的腐蚀与防护0.5学时第四章无机胶凝材料7学时本章教学重点：石灰、石膏等气硬性胶凝材料的性能特点，硅酸盐水泥的矿物组成、水化与凝结硬化特性，以及通用硅酸盐水泥的主要技术性质。本章教学难点：石灰、石膏等气硬性胶凝材料的硬化过程；水泥混合材料的分类、常用活性混合材料的性能特点、通用硅酸盐水泥技术性能的区别与选用；环境水对水泥石的侵蚀及其防止措施。本章课时分配：第一节石灰1学时第二节石膏0.5学时第三节其他气硬性胶凝材料0.5学时第四节通用硅酸盐水泥的组成与技术要求2学时第五节通用硅酸盐水泥的水化硬化与性能2学时第六节特性水泥和专用水泥1学时第五章混凝土与砂浆11学时本章教学重点：普通混凝土的组成及各组成材料的作用；混凝土拌合物和易性的概念，影响和易性的主要因素及调整和易性的措施，流动性指标的选择；混凝土拌和物凝结时间的概念和测定方法；混凝土立方体抗压强度、混凝土立方体抗压强度标准值、混凝土强度等级硬化混凝土性能；混凝土耐久性，抗渗性及抗渗等级，抗冻性及抗冻等级；砂浆的组成、分类；砂浆的技术性质。本章教学难点：影响混凝土强度的主要因素和提高混凝土强度的主要措施；细骨料细度模数的试验和计算方法；减水剂作用机理与作用效果；常用掺合料的性质特点及其对混凝土性能的影响；普通混凝土配合比设计步骤及方法；砂浆的配合比设计。本章课时分配：第一节普通混凝土的组成材料3学时第二节混凝土拌和物的性能1学时第三节硬化混凝土的性能2学时第四节普通混凝土的配合比设计及质量控制2学时第五节其他种类混凝土及其新进展1.5学时第六节砂浆1.5学时第六章砌体材料2学时本章教学重点：烧结普通砖、烧结空心砖、烧结多孔砖及灰砂砖等其他砌块的性质与应用，以及其经济意义。本章学时分配：第一节砖1学时第二节砌块及墙体材料的发展0.5学时第三节砌筑石材0.5学时第七章沥青和沥青混合料3学时本章教学重点：沥青的分类、组成与结构，沥青的技术性能及其标准和选用，沥青混合料的技术性质。本章教学难点：沥青的组成、沥青的掺配；沥青混合料的配合比设计方法。本章学时分配：第一节沥青材料1.5学时第二节沥青混合料1.5学时四、课程的其它教学环节无五、本课程对毕业要求的贡献土木工程材料课程为土木工程等专业的学生学习后续设计等方面的专业课程打下基础，但它又不同于基础课，具有工程特点和实用性。通过本课程的学习，学生应掌握土木工程中常用的各种建筑材料的成分、生产过程、技术性质、质量检验、使用及运输保管等的基本知识，其中，以材料的技术性质、质量检验及合理使用等方面的知识为重点。能力方面，学生通过对本课程的学习，应具备一定的建筑材料试验知识和技能，获得主要土木工程材料质量检测的基本技能训练。同时，还应能够理论联系实际，分析、解决实际工程中关于建筑材料的性能、使用等方面问题的能力。本课程为结构设计及施工方面的后续专业课程提供土木工程材料的相关知识，并为今后从事专业技术工作时能够正确选用、合理使用材料奠定良好的基础。另一方面，学习本课程的过程中，注重理论联系实际，注重培养学生分析、解决问题的能力，逐步培养创新精神，提高综合素质。六、教学参考书：推荐教材：苏达根.土木工程材料（第2版）.北京：高等教育出版社，2008参考书目：[1]陈志源，李启令.