土木工程材料

本书紧密结合“双碳”理念和行业前沿，参考我国现行相关标准、规范编写，系统介绍了土木工程材料的基本理论、性能特点及其工程应用。本书共12章，内容包括绪论、土木工程材料基本性质、气硬性胶凝材料、水泥、混凝土与砂浆、建筑金属材料、墙体及屋面材料、沥青与沥青混合料、合成高分子材料、建筑竹木、建筑功能材料、新型土木工程材料。本书模块设置丰富，章首有知识目标、思维导图、工程案例导入模块，章末有创新思维培养、工程素质培养、材料与生态、工程能力训练模块，以激发读者兴趣，学习和掌握相关知识。 本书可作为高等院校土木工程类及工程管理类专业相关课程的教材，也可作为工程从业人员的参考书。

王璐，北京科技大学天津学院教师，主编教材2种，副主编教材1种；2023年“土木工程材料思政案例”获“北京科技大学天津学院课程思政案例评选三等奖”，2021年“专创融合的土木工程创新人才培养探索与实践”获“中国建设教育协会优秀教育教学科研成果评选三等奖”；主要研究方向为土木工程材料、工程造价、建筑碳足迹。

前言 第1章绪论1 知识目标1 思维导图1 工程案例导入1 1.1土木工程材料概述4 1.2土木工程材料分类5 1.3土木工程材料的技术标准8 1.4低碳土木工程材料的发展9 创新思维培养10 工程能力训练12 第2章土木工程材料基本性质13 知识目标13 思维导图13 工程案例导入13 2.1材料性质与材料组成、结构的关系14 2.1.1材料性质与材料组成的关系14 2.1.2材料性质与材料结构的关系15 2.2材料的物理性质19 2.2.1材料的密度19 2.2.2材料的孔隙率和空隙率22 2.2.3材料与水相关的性质23 2.2.4材料的热工性质27 2.2.5材料的声光特性28 2.3材料的力学性质30 2.3.1材料的强度30 2.3.2材料的弹性和塑性、脆性和 韧性32 2.3.3材料的硬度和耐磨性33 2.4材料的耐久性、安全性与环境 协调性34 创新思维培养35 工程素质培养37 材料与生态38 工程能力训练38 第3章气硬性胶凝材料40 知识目标40 思维导图40 工程案例导入40 3.1石灰41 3.1.1石灰的生产41 3.1.2石灰的水化硬化42 3.1.3建筑石灰的技术要求43 3.1.4石灰的特性45 3.1.5石灰的主要用途45 3.2石膏46 3.2.1石膏的种类46 3.2.2石膏的生产47 3.2.3建筑石膏的水化硬化48 3.2.4建筑石膏的技术性质48 3.2.5建筑石膏的特性49 3.2.6建筑石膏的主要用途50 3.3其他气硬性胶凝材料51 3.3.1水玻璃52 3.3.2菱苦土53 创新思维培养55 工程素质培养55 材料与生态56 工程能力训练57 第4章水泥58 知识目标58 思维导图58 工程案例导入58 4.1通用硅酸盐水泥59 4.1.1水泥概述59 4.1.2通用硅酸盐水泥的生产60 4.1.3通用硅酸盐水泥的矿物组成60 4.1.4通用硅酸盐水泥的技术性质 与检测63 4.1.5通用硅酸盐水泥的应用65 4.2特性水泥66 4.2.1低热水泥66 4.2.2快硬水泥68 4.2.3膨胀水泥68 4.2.4耐火水泥69 4.2.5防辐射水泥70 4.3专用水泥71 4.3.1道路硅酸盐水泥71 4.3.2油井水泥72 4.3.3海工水泥72 4.4“双碳”背景下水泥的低碳发展72 创新思维培养73 工程素质培养76 材料与生态76 工程能力训练77 第5章混凝土与砂浆78 知识目标78 思维导图78 工程案例导入78 5.1普通混凝土79 5.1.1混凝土的分类79 5.1.2混凝土的组成80 5.1.3混凝土拌合物的基本性能93 5.1.4混凝土的力学性能97 5.1.5混凝土的耐久性103 5.1.6混凝土的质量评定103 5.1.7混凝土的配合比设计103 5.2新型混凝土111 5.2.1超高性能混凝土111 5.2.2再生骨料混凝土113 5.2.3汉麻混凝土114 5.2.4智能混凝土115 5.2.5橡胶混凝土117 5.2.6石墨烯增强混凝土118 5.3建筑砂浆119 5.3.1砂浆的分类119 5.3.2砂浆的技术性质120 5.3.3预拌砂浆122 创新思维培养124 工程素质培养125 材料与生态125 工程能力训练126 第6章建筑金属材料129 知识目标129 思维导图129 工程案例导入129 6.1建筑钢材130 6.1.1钢材的冶炼和分类130 6.1.2钢材的主要技术性能134 6.1.3钢材的加工与处理139 6.1.4钢材的标准与选用141 6.1.5钢材的腐蚀与防护156 6.1.6钢材的防火158 6.2铝合金及制品159 6.3铜及铜合金161 6.4钛及钛合金162 创新思维培养162 工程素质培养163 材料与生态164 工程能力训练165 第7章墙体及屋面材料167 知识目标167 思维导图167 工程案例导入167 7.1砖168 7.1.1烧结砖169 7.1.2蒸压（养）砖174 7.2砌块176 7.2.1普通混凝土小型空心砌块176 7.2.2粉煤灰混凝土小型空心砌块177 7.2.3蒸压加气混凝土砌块177 7.2.4轻集料混凝土砌块179 7.3墙用板材180 7.3.1石膏板180 7.3.2空心水泥墙板182 7.3.3复合材料墙板182 7.4砌筑石材184 7.4.1砌筑石材的分类185 7.4.2砌筑石材的性能187 7.4.3砌筑石材的选用189 7.5屋面材料190 7.5.1屋面瓦190 7.5.2屋面卷材194 7.5.3种植屋面197 7.5.4光伏屋面200 创新思维培养200 工程素质培养201 材料与生态202 工程能力训练203 第8章沥青与沥青混合料204 知识目标204 思维导图204 工程案例导入204 8.1沥青205 8.1.1沥青的分类206 8.1.2沥青的物理化学性质208 8.1.3石油沥青的技术标准212 8.1.4石油沥青的掺配214 8.1.5乳化沥青215 8.1.6改性沥青216 8.2沥青混合料218 8.2.1沥青混合料的组成218 8.2.2沥青混合料的结构219 8.2.3沥青混合料的技术性质220 8.2.4沥青混合料的配合比设计223 创新思维培养229 工程素质培养230 材料与生态231 工程能力训练232 第9章合成高分子材料233 知识目标233 思维导图233 工程案例导入233 9.1合成高分子材料概述234 9.1.1合成高分子材料的分类235 9.1.2合成高分子材料的合成方式236 9.1.3合成高分子材料的基本性质236 9.2合成高分子材料的应用237 9.2.1涂料237 9.2.2塑料239 9.2.3胶黏剂242 9.2.4土工合成材料243 创新思维培养244 工程素质培养245 材料与生态245 工程能力训练246 第10章建筑竹木247 知识目标247 思维导图247 工程案例导入247 10.1建筑木材248 10.1.1木材的分类248 10.1.2木材的性能与应用248 10.1.3木材的防护252 10.2建筑竹材254 10.2.1竹材概述254 10.2.2竹材的特性与优势254 10.2.3竹材在绿色建筑中的应用255 创新思维培养256 工程素质培养257 材料与生态258 工程能力训练259 第11章建筑功能材料260 知识目标260 思维导图260 工程案例导入260 11.1绝热材料261 11.1.1绝热材料的性能261 11.1.2绝热材料的选用262 11.2防水密封材料264 11.2.1防水材料264 11.2.2密封材料269 11.3声学材料270 11.3.1吸声材料270 11.3.2隔声材料273 11.4装饰材料273 11.4.1建筑玻璃273 11.4.2建筑陶瓷274 11.4.3新型绿色装饰材料274 创新思维培养275 工程素质培养277 材料与生态278 工程能力训练278 第12章新型土木工程材料279 知识目标279 思维导图279 工程案例导入279 12.13D打印建材280 12.1.13D打印混凝土基本流程281 12.1.2应用前景282 12.2纤维增强复合材料284 12.2.1纤维增强复合材料的基本 原理284 12.2.2纤维增强复合材料的特点285 12.2.3纤维增强复合材料在建筑结构中的 应用286 12.3生物基材料287 12.3.1合成方法287 12.3.2生物基材料的应用287 12.4气凝胶288 12.5自愈合材料290 12.6自清洁材料290 12.7纳米材料291 12.8智能材料292 12.9建筑光伏一体化材料293 创新思维培养294 工程素质培养294 材料与生态295 工程能力训练296 参考文献297