《土木工程材料》(第3版)根據(jù)教育部高等學(xué)校土木工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會編制的2023版《高等學(xué)校土木工程本科專業(yè)指南》(TML-TMGC-081001-2023)和最新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行編寫。本書主要介紹土木工程材料的基本性質(zhì)、無機(jī)膠凝材料、水泥混凝土與砂漿、鋼材、砌筑材料、木材、瀝青及瀝青混合材料、合成高分子材料、前沿智能材料和其他工程材料。主要內(nèi)容包括常用土木工程材料的基本組成、結(jié)構(gòu)、性能、技術(shù)要求和工程應(yīng)用,以及土木工程材料試驗(yàn)等內(nèi)容。 本書為高等學(xué)校土木類專業(yè)教材,也可作為工程管理、工程造價和其他相近專業(yè)的教材,還可供土木工程行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。
廖宜順,武漢科技大學(xué)副教授,主要研究方向:新型水泥材料、混凝土結(jié)構(gòu)材料、固廢資源化利用。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、湖北省重點(diǎn)研發(fā)計劃青年科技人才項(xiàng)目、湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目和企業(yè)委托項(xiàng)目等10余項(xiàng)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文70余篇。其中,SCI、EI期刊論文20余篇,北大核心期刊論文50余篇。授權(quán)專利5件。,廖國勝,1971年生,武漢科技大學(xué)副教授,主持和參與國家自然科學(xué)基金2項(xiàng)、863攻關(guān)1項(xiàng)、973項(xiàng)目1項(xiàng)、水利部基金1項(xiàng)、長江科學(xué)院開放基金1項(xiàng)、湖北省教育廳基金2項(xiàng)和湖北省科技廳基金2項(xiàng)。獲得國家發(fā)明專利4個。2項(xiàng)科研成果通過湖北省科技廳組織的項(xiàng)目鑒定。,王迎斌,湖北工業(yè)大學(xué)副教授。
目錄 緒論 8 A 土木工程材料的分類 8 B 土木工程材料在建設(shè)工程的地位 9 C 土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 10 D 未來的土木工程材料 12 1 土木工程材料的基本性質(zhì) 16 1.1 材料的物理性質(zhì) 16 1.1.1 材料的基本物理性質(zhì) 16 1.1.2 材料與水有關(guān)的性質(zhì) 19 1.1.3 材料的熱物理性質(zhì) 23 1.2 材料的力學(xué)性質(zhì) 25 1.2.1 材料的強(qiáng)度和比強(qiáng)度 25 1.2.2 材料的變形 27 1.2.3 材料的脆性和韌性 27 1.2.4 材料的硬度和耐磨性 28 1.3 材料的耐久性 28 1.4 材料的安全性 29 【背景知識】 30 練習(xí)題 31 2 無機(jī)膠凝材料 35 2.1 石灰 35 2.1.1 石灰的生產(chǎn) 35 2.1.2 石灰的熟化與硬化 36 2.1.3 石灰的技術(shù)性質(zhì)與質(zhì)量要求 37 2.1.4 石灰的應(yīng)用 38 2.2 建筑石膏 39 2.2.1 石膏的生產(chǎn) 39 2.2.2 建筑石膏的凝結(jié)硬化 40 2.2.3 建筑石膏的技術(shù)要求和技術(shù)性質(zhì) 41 2.2.4 建筑石膏的應(yīng)用 42 2.3 水玻璃 43 2.3.1 水玻璃的生產(chǎn) 43 2.3.2 水玻璃的性質(zhì) 44 2.3.3 水玻璃的應(yīng)用 44 2.4 鎂質(zhì)膠凝材料 45 2.5 水泥 48 2.5.1 硅酸鹽水泥的生產(chǎn)、礦物組成 49 2.5.2 硅酸鹽水泥的水化與凝結(jié)硬化 53 2.5.3 硅酸鹽水泥的技術(shù)要求 58 2.5.4 硅酸鹽水泥石的腐蝕與防止 62 2.5.5 硅酸鹽水泥的特性、應(yīng)用與儲存 66 2.5.6 其他通用硅酸鹽水泥 71 2.5.7 特種水泥 75 【背景知識】 90 練習(xí)題 93 3 水泥混凝土與砂漿 97 3.1 概述 97 3.2 普通混凝土的基本組成材料、分類和性能要求 98 3.2.1水泥 99 3.2.2拌合與養(yǎng)護(hù)用水 100 3.2.3細(xì)骨料-砂 101 3.2.4粗骨料-石子 107 3.3 混凝土拌合物的性能、測定和調(diào)整方法 112 3.3.1混凝土拌合物和易性 112 3.3.2拌合物和易性的測定 113 3.3.3拌合物性能的調(diào)整 114 3.4 硬化混凝土的力學(xué)、變形性能和耐久性 117 3.4.1混凝土的強(qiáng)度 118 3.4.2混凝土的變形性能 126 3.4.3混凝土的耐久性 130 3.5 普通水泥混凝土的配合比設(shè)計 134 3.5.1混凝土配合比的表示方法 134 3.5.2混凝土配合比設(shè)計的目的與任務(wù) 135 3.5.3混凝土配合比設(shè)計中的二個基準(zhǔn)與三個基本參數(shù) 135 3.5.4混凝土配合比設(shè)計的步驟 135 3.6 水泥混凝土的外加劑和礦物摻合料 142 3.6.1減水劑 143 3.6.2早強(qiáng)劑 146 3.6.3引氣劑 147 3.6.4緩凝劑 148 3.6.5泵送劑 148 3.6.6礦物摻合料 149 3.7 砂漿 156 3.7.1砌筑砂漿 157 3.7.2抹面砂漿 162 3.7.3特種砂漿 164 【背景知識】 167 練習(xí)題 168 4 鋼材 172 4.1鋼材的生產(chǎn)和分類 172 4.1.1鋼材的生產(chǎn) 173 4.1.2 鋼的分類 175 4.2 建筑鋼材的技術(shù)性能 176 4.2.1 鋼材的力學(xué)性能 176 4.2.2 鋼材的工藝性能 182 4.2.3 鋼材的化學(xué)成分對鋼材性能的影響 192 4.3 常用建筑鋼材 193 4.3.1 鋼結(jié)構(gòu)用鋼 193 4.3.2 鋼筋混凝土用建筑鋼材 199 4.4 鋼材的腐蝕與防止 205 4.4.1 鋼材腐蝕類型 205 4.4.2 防止鋼材銹蝕的措施 206 【背景知識】 209 練習(xí)題 210 5 砌體材料 215 5.1砌墻磚 215 5.1.1 燒結(jié)磚 215 5.1.2 非燒結(jié)磚 221 5.2 建筑砌塊 223 5.2.1 蒸壓加氣混凝土砌塊 223 5.2.2 普通混凝土小型砌塊 225 5.2.3 輕集料混凝土小型空心砌塊 227 5.2.4 石膏空心砌塊 228 5.3 綠色與節(jié)能型墻體材料 228 5.3.1 固體廢棄物生產(chǎn)綠色墻體材料 229 5.3.2 非黏土質(zhì)新型墻體材料 230 5.3.3 高保溫性復(fù)合墻體材料 230 【背景知識】 231 練習(xí)題 232 6 木材 234 6.1 木材的分類與構(gòu)造 234 6.1.1 木材的分類 234 6.1.2 木材的結(jié)構(gòu) 235 6.2 木材的基本性質(zhì) 237 6.2.1 木材的密度和表觀密度 237 6.2.2 木材與水有關(guān)的性質(zhì) 239 6.2.3 木材的力學(xué)性質(zhì) 242 6.3 木材的特點(diǎn)及應(yīng)用 244 6.3.1 木材的特點(diǎn) 244 6.3.2 木材的綜合應(yīng)用 245 6.4 木材的防腐 251 6.4.1 木材腐蝕的原因 251 6.4.2 防腐措施 251 【背景知識】 253 練習(xí)題 254 7 瀝青及瀝青混合材料 257 7.1 石油瀝青 257 7.1.1 石油瀝青的組分 257 7.1.2 石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 258 7.1.3 石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用 261 7.2 煤瀝青 265 7.3 改性石油瀝青 266 7.3.1 礦物填料改性瀝青 266 7.3.2 橡膠改性瀝青 266 7.3.3 橡膠和樹脂共混改性瀝青 268 7.4 瀝青混合料 268 7.4.1 分類 268 7.4.2 瀝青混合料組成材料及結(jié)構(gòu) 269 【背景知識】 273 練習(xí)題 274 8 合成高分子材料 277 8.1 合成高分子材料概述 277 8.1.1 高分子材料的基本知識 277 8.1.2 高分子材料的分類 277 8.1.3 高分子材料合成方法及命名 279 8.1.4 高分子材料的基本性質(zhì) 280 8.2 建筑塑料 281 8.2.1 塑料的基本概念 281 8.2.2 塑料的基本組成 281 8.2.3 建筑塑料的特性 282 8.2.4 土木工程常用的塑料制品 284 8.3 建筑涂料 285 8.3.1 建筑涂料的基本概念 285 8.3.2 建筑涂料的組成 285 8.3.3 常用的建筑涂料 287 8.4 膠黏劑 289 8.4.1 膠黏劑的基本概念 289 8.4.2 膠黏劑的組成 290 8.4.3 土木工程常用的膠黏劑 291 8.5 土工合成材料 291 8.5.1 土工合成材料的基本概念 291 8.5.2 土工合成材料種類 292 8.5.3 土工合成材料的主要用途 293 練習(xí)題 294 9 前沿智能材料 295 9.1 概述 295 9.2 智能材料的性質(zhì) 296 9.3 智能材料在土木工程中的應(yīng)用 297 9.3.1 在混凝土固化監(jiān)測中的應(yīng)用 297 9.3.2 混凝土大壩上的應(yīng)用 298 9.3.3 在房屋建筑中的應(yīng)用 298 9.3.4 橋梁工程中的應(yīng)用 299 9.3.5 智能混凝土材料的應(yīng)用 300 9.4 智能材料的發(fā)展與瓶頸 302 9.4.1 智能材料的發(fā)展 302 9.4.2 智能材料的研究瓶頸 303 9.5 3D打印混凝土材料的基本性能 303 9.5.1 概述 303 9.5.2 3D打印混凝土技術(shù)的工程應(yīng)用 304 9.5.3 3D打印混凝土材料的可打印性 306 9.5.4 3D打印混凝土材料的選用及配合比 308 9.5.5 3D打印混凝土硬化后的力學(xué)性能 310 9.5.6 3D打印混凝土的發(fā)展與展望 311 【背景知識】 312 練習(xí)題 313 10 其他工程材料 314 10.1 建筑裝飾材料 314 10.1.1 裝飾材料的功能與選擇 314 10.1.2 常用裝飾材料 317 10.2 建筑保溫材料 332 10.2.1 無機(jī)保溫隔熱材料 332 10.2.2 有機(jī)保溫絕熱材料 335 10.2.3 反射性保溫絕熱材料 336 10.3 絕熱材料 337 10.3.1 絕熱材料的性能要求 337 10.3.2 絕熱材料的種類及使用要點(diǎn) 337 10.4 吸聲與隔聲材料 339 10.4.1 吸聲材料 339 10.4.2 隔聲材料與隔聲處理 343 練習(xí)題 344 11 土木工程材料試驗(yàn) 346 11.1 土木工程材料基本物理性質(zhì)試驗(yàn) 346 11.1.1 密度試驗(yàn) 346 11.1.1.1 主要儀器設(shè)備 346 11.1.1.2 試驗(yàn)步驟 346 11.1.2 表觀密度 348 11.1.3 吸水率試驗(yàn) 348 11.2 水泥試驗(yàn) 349 11.2.1 一般規(guī)定 349 11.2.3 水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量試驗(yàn) 352 11.2.4 水泥凈漿凝結(jié)時間測定 355 11.2.5 安定性試驗(yàn) 356 11.2.6 水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn) 358 11.3 混凝土用骨料試驗(yàn) 361 11.3.1 取樣方法 361 11.3.2 砂的篩分析試驗(yàn) 362 11.3.4 砂的堆積密度試驗(yàn) 365 11.3.5 碎石和卵石的篩分析試驗(yàn) 366 11.3.6 碎石和卵石的表觀密度試驗(yàn)(廣口瓶法) 367 11.3.7 碎石和卵石的堆積密度試驗(yàn) 367 11.3.8 含水率試驗(yàn) 369 11.4 普通混凝土試驗(yàn) 369 11.4.1 混凝土拌合物試驗(yàn)室拌和方法 369 11.4.2 混凝土拌合物稠度試驗(yàn) 371 11.4.3 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 374 11.4.4 混凝土劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn) 377 11.4.5混凝土抗折強(qiáng)度試驗(yàn) 379 11.5 砂漿試驗(yàn) 381 11.5.1 取樣 381 11.5.2 試樣制備 381 11.5.3砂漿的稠度試驗(yàn) 382 11.5.4砂漿的分層度試驗(yàn) 383 11.5.5砂漿保水性試驗(yàn) 384 11.5.6 砂漿立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 385 11.6 砌墻磚試驗(yàn) 387 11.6.1 抽樣規(guī)定 387 11.6.2 尺寸檢測 388 11.6.3 外觀質(zhì)量檢查 388 11.6.4 抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 389 11.7 鋼筋試驗(yàn) 392 11.7.1 拉伸試驗(yàn) 392 11.7.2 冷彎試驗(yàn) 395 11.8 石油瀝青試驗(yàn) 396 11.8.1 取樣方法 396 11.8.2 針入度試驗(yàn) 397 11.8.3 延度試驗(yàn) 400 11.8.4 軟化點(diǎn)試驗(yàn) 402 參考文獻(xiàn) 406