土木工程材料(第2版)

本书参考当前近期新的国家、行业的有关标准、规范进行编写的，考虑了与先修课程和后续课程的衔接，并结合了土木工程材料技术的新发展和工程建设新导向，适合现代土木工程材料的知识需求和教学要求。

本书以材料在当代土木工程中的应用为背景，根据土木工程领域技术发展和人才培养的需求，阐述了土木工程材料的基本知识，分析了常用土木工程材料的性能及其在工程中的应用等重点问题；结合近年来国内外土木工程材料新发展以及我国现行近期新相关标准、规范，介绍了工程应用中工裎质量检验的相关内容，从而强化土木工程材料教学对培养学生工程技术应用能力的促进作用。本书内容涉及土木工程材料的基本性质、无机气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、建筑砂浆、沥青与沥青混合料、建筑金属材料、墙体材料和屋面材料、土工合成材料、木材、建筑功能材料、土木工程材料试验等。
本书可作为土木工程、工程管理、工程造价、建筑学等专业及其他相近专业的教学用书，也可供从事土木工程及相关专业的工程设计、施工和管理等技术人员学习参考。

绪论

0.1土木工程材料在工程建设中的地位

0.2土木工程材料的分类

0.3土木工程材料的发展趋势

0.4土木工程材料的技术标准

0.5土木工程材料课程的性质与任务

知识归纳

课后习题

第1章土木工程材料的基本性质

1.1材料的基本物理性质

1.2材料的力学性质

1.3材料的耐久性

1.4材料的组成、结构与构造

知识归纳

课后习题

第2章无机气硬性胶凝材料

2.1石灰

2.2石膏

2.3水玻璃

2.4菱苦土

知识归纳

课后习题

第3章水泥

3.1通用硅酸盐水泥

3.2其他品种的硅酸盐水泥

3.3铝酸盐系水泥

3.4硫铝酸盐水泥

3.5其他品种水泥

3.6新型胶凝材料及其在土木工程中的应用

知识归纳

课后习题

第4章混凝土

4.1普通混凝土的基本组成材料

4.2普通混凝土拌和物的性能

4.3普通混凝土硬化后的性能

4.4普通混凝土外加剂与掺和料

4.5普通混凝土配合比设计

4.6普通混凝土的质量控制与强度评定

4.7高性能混凝土

4.8特种混凝土及其应用与发展

知识归纳

课后习题

第5章建筑砂浆

5.1建筑砂浆的组成材料

5.2砂浆的技术要求

5.3砌筑砂浆的配合比设计

5.4其他砂浆

知识归纳

课后习题

第6章沥青与沥青混合料

6.1沥青材料

6.2沥青基防水材料

6.3沥青混合料

知识归纳

课后习题

第7章建筑金属材料

7.1钢材的冶炼及分类

7.2钢材的主要技术性能

7.3钢材的组织和化学成分对性能的影响

7.4钢材的冷加工与热处理

7.5土木工程用钢材的技术标准及选用

7.6钢材的锈蚀与防护

7.7其他建筑金属材料

知识归纳

课后习题

第8章墙体材料和屋面材料

8.1砌筑石材

8.2墙用块材、板材及新型墙体材料

8.3屋面材料

知识归纳

课后习题

第9章土工合成材料

9.1土工合成材料概述

9.2土工合成材料的种类

9.3土工合成材料的性能

9.4土工合成材料的工程应用

知识归纳

课后习题

第10章木材

10.1木材的分类和构造

10.2木材的物理和力学性质

10.3木材的防护

10.4木材的应用

知识归纳

课后习题

第11章建筑功能材料

11.1建筑防水材料

11.2建筑绝热材料

11.3建筑吸声隔声材料

11.4建筑防火材料

11.5建筑装饰材料

知识归纳

课后习题

第12章土木工程材料试验

12.1土木工程材料的基本性质试验

12.2水泥试验

12.3建筑钢筋试验

12.4混凝土用骨料试验

12.5普通混凝土试验

12.6建筑砂浆试验

12.7沥青及沥青混合料试验

12.8土工合成材料试验

参考文献

     第3章 水泥 【主要内容】 本章主要介绍通用硅酸盐水泥的分类、硅酸盐水泥熟料的矿物组成及其特性、水泥的水化和凝结硬化、性能及选用等。同时对其他品种硅酸盐水泥、非硅酸盐系水泥、新型胶凝材料的主要性能及其应用进行简要介绍。 【重点难点】 本章教学重点在于通用硅酸盐水泥的矿物组成、性能及选用原则，水泥性能指标及检测方法，水泥石的腐蚀及预防等。教学难点在于水泥熟料矿物的水化及凝结硬化、水泥性能与选用等。 水泥是能与水发生物理化学作用，使其由可塑性浆体硬化成坚硬的人造石材的一种粉末状水硬性胶凝材料。粉末状的水泥与水混合后，经过一系列物理化学过程，能够在空气中或水中凝结硬化，而由可塑性浆体逐渐变成坚硬的石状体，并可将砂石等散状材料胶结成整体。 水泥是目前土木工程建设中最重要的材料之一，它在各种工业与民用建筑、道路与桥梁、水利与水电、海洋与港口、矿山及国防等工程中广泛应用。水泥在这些工程中可用于制作各种混凝土与钢筋混凝土构件用于构筑物和建筑物，并可用于配制各种砂浆及其他各种胶结材料等。 土木工程中应用的水泥品种众多，按其化学成分可分为通用硅酸盐水泥、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥、铁铝酸盐系水泥等，其中以通用硅酸盐水泥的应用最为广泛。 水泥按用途与性能也可划分为通用水泥、专用水泥及特性水泥三类。通用水泥是指一般土木工程中大量使用的水泥，如硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥等。专用水泥是指专门用途的水泥，如砌筑水泥、道路硅酸盐水泥等。特性水泥则是指某种性能比较突出的水泥，如白色硅酸盐水泥、抗硫酸盐硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、硅酸盐膨胀水泥等。通常又把专用水泥和特性水泥合称为特种水泥。 3.1通用硅酸盐水泥 通用硅酸盐水泥（common Portland cement）是以硅酸盐水泥熟料和适量的石膏及规定的混合材料制成的水硬性胶凝材料。 3.1.1通用硅酸盐水泥的种类及其生产 1. 通用硅酸盐水泥的种类 根据现行国家标准《通用硅酸盐水泥》（GB 175—2007）的规定，按照混合材料的品种和掺量的不同可分为硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥六大品种。通用硅酸盐水泥的各品种水泥代号和组分应符合表31的规定。 第3章水泥 3.1通用硅酸盐水泥 表31通用硅酸盐水泥各品种代号及组分 ％ 品种代号 组分 熟料+石膏粒化高 炉矿渣火山灰质 混合材料粉煤灰石灰石 硅酸盐水泥 P·Ⅰ100 P·Ⅱ ≥95≤5 ≥95≤5 普通硅酸盐水泥P·O≥80且<95>5且≤20① 矿渣硅酸盐水泥 P·S·A≥50且<80>20且≤50② P·S·B≥30且<50>50且≤70② 火山灰质硅酸盐水泥P·P≥60且<80>20且≤40③ 粉煤灰硅酸盐水泥P·F≥60且<80>20且≤40④ 复合硅酸盐水泥P·C≥50且<80>20且≤50⑤ 注： ① 本组分材料为符合标准的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合标准的非活性混合材料或不超过水泥质量5%且符合标准的窑灰代替。 ② 本组分材料为符合《用于水泥中的粒化高炉矿渣 》（GB/T 203—2008）或《用于水泥、砂浆和混凝土中的粒化高炉矿渣粉 》（GB/T 18046—2017）的活性混合材料，其中允许用不超过水泥质量8%且符合标准的活性混合材料或符合标准的非活性混合材料或符合标准的窑灰中的任一种材料代替。 ③ 本组分材料为符合《用于水泥中的火山灰质混合材料》（GB/T 2847—2005）的活性混合材料。 ④ 本组分材料为符合《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》（GB/T 1596—2017）的活性混合材料。 ⑤ 本组分材料为由两种（含）以上符合标准的活性混合材料或（和）符合标准的非活性混合材料组成，其中允许用不超过水泥质量8%且符合标准的窑灰代替。掺矿渣时混合材料掺量不得与矿渣硅酸盐水泥重复。 2. 通用硅酸盐水泥生产方孔筛的筛余来表示其细度； 比表面法则以1kg水泥所具有的总表面积（m2）来表示其细度。 为满足工程对水泥性能的要求，国家标准GB 175—2007规定： 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示，且不小于300m2/kg； 矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示，80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%。 3.1.4通用硅酸盐水泥的水化与凝结硬化 水泥加适量水拌和后，立即发生化学反应，水泥的各组分开始溶解并产生复杂的物理、化学与力学变化，可称之为水泥的水化。随着反应的进行，可形成具有可塑性的水泥浆体并逐渐失去流动能力，最终凝结硬化成为具有一定强度的坚硬材料。从水泥加水搅拌开始到水泥浆体失去塑性的过程称为凝结，此时水泥浆体还不具备强