《土木工程材料》 教案大纲

《土木工程材料》课程教学大纲第一部分课程概述一、课程的性质《土木工程材料》课程是工程管理专业和房地产开发与管理专业的专业教育必修课。该课程在专业学科体系中，是工程技术平台课程的一门基础课。二、课程教学目标本课程通过采用讲授法、演示法、练习法、讨论法等教学方法，利用多媒体与网络课堂等教学手段，使学生掌握了建筑工程中常用建筑材料的基本组成、性能、质量要求及检验方法等知识；培养了学生知识获取能力、爱国情怀、艰苦奋斗、大国工匠、工程管理能力和土木工程设计的基本能力，具备能够根据不同的工程和环境，正确选择和应用建筑材料，提高工程建设领域从事材料技术检测能力的素质，达到了工程管理专业对工程技术平台课程要求的培养目标。三、课程适用的专业与年级课程授课对象：工程管理专业和房地产开发与管理专业，大学一年级。四、课程的总学时和总学分《土木工程材料》课程总学时为36学时。总学分：2分。五、本课程与其他课程的联系与分工《土木工程材料》课程是工程管理专业课程体系中工程技术类课程的一门基础课，为《建筑结构概论》、《工程估价》等课程提供基础知识。六、课程使用的教材及参考资料1.主要教材：吴科如、张雄.《土木工程材料》（第三版），同济大学出版社，2013年。汪振双，韩卫卫。《土木工程材料》，机械工业出版社，2023年。2.参考资料：1.陈正.《土木工程材料》，机械工业出版社，2020年。2.王立久.《建筑材料学》（第三版）.中国水利水电出版社，2013。3.符芳.《土木工程材料》（第三版）.东南大学出版社，2006。第二部分学时分配表学时分配表课程总学时数36学时章、节章标题学时数第一章（共3节）建筑材料的基本性质4第二章（共6节）建筑钢材4第三章（共4节）木材2第四章（共3节）砌筑材料2第五章（共4节）气硬性无机胶凝材料2第六章（共2节）水泥2第七章（共3节）建筑砂浆2第八章（共5节）混凝土8第九章（共4节）合成高分子材料2第十章（共4节）防水材料2第十一章（共2节）绝热材料和吸声隔声材料2第十二章（共4节）建筑装饰材料4合计36第三部分教学内容第一章土木工程材料的基本性质教学内容第一节材料的物理性质一、与质量状态有关的物理性质材料的密度、表观密度和堆积密度的概念、计算公式。二、与构造状态有关的物理性质材料的孔隙率和空隙率的概念、计算公式。三、材料与水有关的性质材料的亲水性和憎水性的概念。材料的吸水性和吸湿性的概念、计算公式。四、材料与热有关的性质材料的导热性和热容量的概念、计算公式。五、材料与声有关的性质材料的吸声性和隔声性的概念、计算公式。第二节建筑材料的力学性质一、强度与比强度强度与比强度的概念。二、弹性与塑性弹性与塑性的概念。三、脆性与韧性脆性与韧性的概念。四、硬度与耐磨性硬度与耐磨性的概念。第三节建筑材料的耐久性一、耐水性材料的耐水性的概念、计算公式。二、抗渗性抗渗性的概念、计算公式三、抗冻性抗冻性的概念、计算公式四、耐候性教学要求本章要求掌握材料的密度、表观密度和堆积密度、强度与比强度、弹性与塑性、脆性与韧性。熟悉材料的吸水性和吸湿性、材料的耐水性、抗渗性和抗冻性。了解材料的孔隙率和空隙率、材料的亲水性和憎水性、硬度与耐磨性。第二章建筑钢材教学内容第一节钢的冶炼和分类一、钢的冶炼二、钢的分类第二节化学成分对钢材性能的影响一、碳、硅、锰二、磷、硫第三节建筑钢材的技术性质一、力学性能（一）抗拉性能低碳钢的抗拉性能应力-应变图经历的四个阶段。（二）冲击韧性（三）耐疲劳性（四）硬度二、工艺性能（一）冷弯性能（二）焊接性能第四节钢材的冷加工强化、时效处理和焊接一、冷加工强化和时效处理二、焊接第五节建筑钢材的标准和选用一、钢结构用钢（一）碳素结构钢（二）低合金高强度结构钢（三）优质碳素结构钢二、钢筋混凝土用钢（一）热轧钢筋（二）冷拔低碳钢丝（三）碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线第六节钢材的腐蚀与防护一、化学腐蚀二、电化学腐蚀教学要求本章要求掌握建筑钢材的主要力学性能，冷加工强化和时效对钢材性能的影响。熟悉化学成分对钢材性能的影响，钢筋混凝土用钢。了解建筑钢材的工艺性能，钢结构和钢筋混凝土中配筋的腐蚀与防护。第三章木材教学内容第一节木材的分类和构造一、分类二、构造（一）宏观构造（二）微观构造第二节木材的性质一、化学性质二、物理性质（一）含水率与吸湿性（二）湿胀与干缩三、力学性质（一）抗拉强度（二）抗压强度（三）抗弯强度（四）抗剪强度（五）影响木材强度的主要因素第三节木材的干燥、防腐及防火一、木材的干燥二、木材的防腐三、木材的防火第四节木材的综合利用一、胶合板二、胶合夹心板三、纤维板四、刨花板、木丝板和木屑板课程思政：中国木结构—应县木塔教学要求本章要求掌握木材的力学性质，综合利用木材的方法。熟悉影响木材强度的主要因素。了解木材的纤维饱和点、平衡含水率在实际使用中的意义，木材的干燥、防腐及防火。第四章砌筑材料教学内容第一节石材一、岩石的组成与分类二、岩石的构造与性能三、常用石材（一）花岗岩（二）辉长岩（三）玄武岩（四）石灰岩（五）大理岩（六）砂岩四、石材的应用与防护（一）石材的应用（二）石材的防护第二节墙体材料一、砖二、砌块三、墙板第三节屋面材料一、粘土瓦二、水泥类瓦三、板材教学要求本章要求掌握墙体材料的种类，常用石材在工程中的应用，各种屋面材料的应用。熟悉岩石在建筑工程中的用途，各种墙体材料的优缺点。了解岩石的分类及其特征，一般岩石应具有技术性质。第五章气硬性无机胶凝材料教学内容第一节石灰一、石灰的原材料二、石灰的生产三、石灰的熟化四、石灰的硬化五、石灰的技术性质（一）可塑性和保水性（二）硬化（三）存储与运输（四）技术标准六、石灰的应用课程思政—石灰砂浆+有机材料（中国智慧）第二节石膏一、石膏胶凝材料的原材料二、石膏胶凝材料的生产三、建筑石膏的硬化机理四、建筑石膏的技术性质（一）凝结硬化速度快（二）硬化时体积略膨胀（三）硬化后孔隙率较大，表观密度和强度较低（四）防火性能良好（五）具有一定的调温、调湿作用（六）耐水性、抗冻性和耐热性差（七）储存及保质期（八）技术标准五、建筑石膏的应用六、其他品种石膏胶凝材料简介第三节菱苦土一、菱苦土的硬化二、菱苦土的技术性质三、菱苦土的应用第四节水玻璃一、水玻璃的硬化二、水玻璃的技术性质三、水玻璃的应用教学要求本章要求掌握气硬性胶凝材料，石灰的技术性质，建筑石膏的技术性质，建筑石膏和石灰在工程中的应用。熟悉石灰的熟化和石灰的硬化。了解菱苦土的应用，水玻璃的应用。第六章水泥教学内容第一节常用水泥一、水泥生产工艺二、水泥基本组成三、水泥的水化硬化四、水泥品质要求（一）凝结时间（二）强度（三）体积安定性（四）细度（五）水化热（六）水泥化学品质指标（七）抗蚀性五、常用水泥的基本特征与用途第二节特种水泥一、高铝水泥二、硫铝酸盐水泥三、氟铝酸盐水泥四、膨胀水泥课程思政—中国水泥工业的发展教学要求本章要求掌握水硬性胶凝材料，水泥基本组成，水泥品质要求，常用水泥的用途。熟悉常水泥基本组成。了解特种水泥的用途。第七章建筑砂浆教学内容第一节建筑砂浆基本组成与性质一、砂浆组成二、建筑砂浆的基本性能（一）砂浆拌合物的密度（二）新拌砂浆的和易性（三）硬化砂浆的性质第二节常用的建筑砂浆一、砌筑砂浆二、抹面砂浆（一）普通抹面砂浆（二）装饰砂浆（三）防水砂浆三、其他特种砂浆第三节新型建筑砂浆一、商品砂浆二、建筑干粉产品简介教学要求本章要求掌握建筑砂浆的组成和基本性能，砌筑砂浆配合比计算及应用。熟悉抹面砂浆的特点。了解新型建筑砂浆。第八章混凝土教学内容第一节普通混凝土的组成材料一、水泥二、细骨料三、粗骨料四、混凝土拌合用水第二节混凝土的性能一、新拌混凝土的性能（一）新拌混凝土的和易性（二）新拌混凝土的凝结时间二、硬化混凝土的性能（一）混凝土的抗压强度（二）混凝土的抗拉强度（三）混凝土的变形（四）混凝土的耐久性第三节混凝土外加剂一、外加剂的分类与定义二、外加剂一般质量标准三、常用外加剂的组成与特性（一）减水剂（二）引气剂（三）早强剂（四）缓凝剂（五）速凝剂四、外加剂应用技术第四节混凝土配合比设计一、混凝土配合比设计的基本要求二、混凝土配合比设计的任务三、混凝土配合比设计的步骤四、混凝土配合比设计实例第五节其他混凝土一、抗渗混凝土二、轻混凝土三、高强、超高强混凝土课程思政—吴中伟院士与混凝土四、流态混凝土五、聚合物混凝土教学要求本章要求掌握建筑砂浆的组成和基本性能，混凝土的砂石级配要求，混凝土的和易性，硬化混凝土的性能，混凝土配合比计算和试拌调整。熟悉普通混凝土的组成材料，混凝土的搅拌、运输、浇捣及养护，常用外加剂的组成与特性。了解其他混凝土的种类。第九章合成高分子材料教学内容第一节概述一、塑料的特点（一）质量轻，比强度高（二）成本低，加工方便（三）出色的装饰性能（四）优良的抗化学腐蚀性（五）电绝缘性能好（六）减振、吸声和隔热性好二、塑料的组成第二节塑料的分类和基本性能一、塑料的分类二、塑料的基本性能第三节常用建筑塑料一、加聚树脂与塑料二、缩聚树脂和塑料三、常用建筑塑料制品（一）建筑塑料制品分类（二）部分建筑塑料制品第四节粘合剂一、粘合剂的组合及分类二、粘合原理及影响因素三、建筑中常用粘合剂教学要求本章要求掌握建筑塑料的特点，建筑塑料制品的应用。熟悉常用建筑塑料。了解建筑塑料结构、组分和性能，影响粘合剂粘合强度的因素。第十章防水材料教学内容第一节沥青防水材料一、石油沥青（一）技术性能（二）分类标准和选用二、沥青的改性第二节防水卷材一、沥青防水卷材二、高聚物改性沥青防水卷材三、合成分子防水卷材（一）聚氯乙烯（PVS）防水卷材（二）三元乙丙橡胶防水卷材（三）氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材第三节防水涂料一、概述二、常用防水涂料第四节建筑密封材料一、概述二、常用建筑密封材料教学要求本章要求掌握防水卷材的类型，高聚物改性沥青防水卷材的应用。熟悉石油沥青的技术性能，与传统沥青防水材料相比较，高分子防水材料的优点。了解常用防水涂料，常用建筑密封材料。第十一章绝热材料和吸声隔声材料教学内容第一节绝热材料一、绝热材料的绝热机理二、绝热材料的性能三、常用绝热材料及其性能第二节吸声隔声材料一、吸声材料概述二、吸声材料的类型及其结构形式三、隔声材料教学要求本章要求掌握吸声材料与绝热材料在结构上的主要区别。熟悉选用绝热材料主要考虑的性能要求，吸声材料和隔声材料应用。了解绝热材料的绝热机理，影响绝热材料绝热性能的因素，影响多孔性吸声材料吸声效果的因素。第十二章建筑装饰材料教学内容一、室外装饰材料二、室内装饰材料