① 土木工程材料的課程是干什麼的
學習了解建築材料，了解各種材料的性能，方便以後的使用和計算。
② 土木工程材料
無機氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、砌築材料、木材、合成高分子材料、防水材料、裝飾材料。一、無機氣硬性膠凝材料1、石灰生石灰是將以含碳酸鈣為主的天然岩石，在高溫下煅燒而得，其主要成分為氧化鈣（CaO）。在煅燒時由於火候或溫度控制不均，常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰產漿量小，質量較差，利用率降低，不會帶來危害。過火石灰的水化速度大大減慢，在硬化後才與水發生水化反應，產生較大的體積膨脹，致使硬化後的石灰表面局部產生鼓包、崩裂等現象，工程上稱為「爆灰」。「爆灰」是建築工程質量通病之一。生石灰與水作用生成熟石灰（Ca(OH)2）的過程，稱為熟化。工程上，將生石灰加大量的水（生石灰質量的2～3倍）熟化成石灰乳，然後經篩網流入儲灰池並「陳伏」至少兩周，以消除過火石灰的危害，經沉澱除去多餘的水分得到的膏狀物即為石灰膏。也可將每半米高的生石灰塊，淋上適當的水（生石灰量的60%～80%），經熟化得到的粉狀物稱為消石灰粉。加水量以消石灰粉略濕、但不成團為宜。2、石膏利用建築石膏生產的建築製品主要有：①紙面石膏板。在建築石膏中加入少量膠粘劑、纖維、泡沫劑等與水拌和後連續澆注在兩層護面紙之間，再經輥壓、凝固、切割、乾燥而成。板厚9～25毫米，干容重750～850公斤/米3，板材韌性好，不燃，尺寸穩定，表面平整，可以鋸割，便於施工。主要用於內隔牆、內牆貼面、天花板、吸聲板等，但耐水性差，不宜用於潮濕環境中。②纖維石膏板。將摻有纖維和其他外加劑的建築石膏料漿，用纏繞、壓濾或輥壓等方法成型後，經切割、凝固、乾燥而成。厚度一般為8～12毫米，與紙面石膏板比，其抗彎強度較高，不用護面紙和膠粘劑，但容重較大，用途與紙面石膏板相同。③裝飾石膏板。將配製的建築石膏料漿，澆注在底模帶有花紋的模框中，經抹平、凝固、脫模、乾燥而成，板厚為10毫米左右。為了提高其吸聲效果，還可製成帶穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和裝飾牆面。④石膏空心條板和石膏砌塊。將建築石膏料漿澆注入模，經振動成型和凝固後脫模、乾燥而成。空心條板的厚度一般為60～100毫米，孔洞率30～40%；砌塊尺寸一般為600×600毫米，厚度60～100毫米，周邊有企口，有時也可做成帶圓孔的空心砌塊。空心條板和砌塊均用專用的石膏砌築，施工方便，常用作非承重內隔牆。3、水玻璃在建築行業中用於製造快乾水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；4、鎂質膠凝材料鎂質膠結料中摻加適量的混合材料（如磚粉、粉煤灰等），再與砂和石子按比例配合，可製成菱苦土混凝土製品，其抗壓強度可達30兆帕以上。但這類產品抗水性較差，不宜在潮濕環境中使用。與這類產品接觸的鐵件易銹蝕，使用前應作防銹處理。二、水泥1、通用硅酸鹽水泥通用硅酸鹽水泥是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規定的混合材料製成的水硬性膠凝材料。2、普通硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥，由硅酸鹽水泥熟料、5%-20%的混合材料及適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料。具有強度高、水化熱大，抗凍性好、干縮小，耐磨性較好、抗碳化性較好、耐腐蝕性差、不耐高溫的特性。3、參大量混合材料的硅酸鹽水泥三、混凝土1、普通混凝土普通混凝土normalconcrete一般指以水泥為主要膠凝材料，與水、砂、石子，必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料，按適當比例配合，經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人造石材。混凝土主要劃分為兩個階段與狀態：凝結硬化前的塑性狀態，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之後的堅硬狀態，即硬化混凝土或混凝土。混凝土強度等級是以立方體抗壓強度標准值劃分，目前中國普通混凝土強度等級劃分為14級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80。2、高強高性能混凝土一般把強度等級為C60及其以上的混凝土稱為高強混凝土，C100強度等級以上的混凝土稱為超高強混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料，經常規工藝生產而獲得高強的混凝土。3、粉煤灰混凝土粉煤灰是一種火山灰質材料，本身並無膠凝性能，在常溫下有水存在時，粉煤灰可以與混凝土中的進行二次反應，生成難溶於水的水化硅酸鈣凝膠，這樣不僅降低了溶出的可能，也填充了混凝土內部的孔隙，對混凝土強度和抗滲性都有提高作用。粉煤灰的這種作用稱為火山灰效應。除了火山灰效應外，粉煤灰對混凝土力學性能及耐久性的改善還有另外兩個原因：第一，形貌效應。粉煤灰的主要礦物組成是玻璃體，這些球形玻璃體表面光滑、粒度細、質地緻密、內比表面積小、對水的吸附力小，因此，粉煤灰的加入使混凝土製備需水量減小，降低了混凝土早期乾燥收縮，使混凝土密實性得到很大提高；第二，填充效應。粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，不僅能填充水泥顆粒間的空隙，而且能改善膠凝材料的顆粒級配，並增加水泥膠體的密實度。因此，形貌效應、填充效應和火山灰效應並稱為粉煤灰改善混凝土性能的三大效應。4、輕混凝土由於自重輕，彈性模量低，因而抗震性能好。與普通燒結磚相比，不僅強度高、整體性好，而且保溫性能好。由於結構自重小，特別適合高層和大跨度結構。5、特種混凝土如防水混凝土，防水混凝土抗滲標號是根據其最大作用水頭與建築物最小壁厚的比值來確定的。防水混凝土的施工要求澆築均勻、避免離析、振搗充分、加強潮濕養護，並且嚴格控制水灰比。防水混凝土主要用於經常受壓力水作用的工程和構築物。四、砂漿砂漿：建築上砌磚使用的黏結物質，由一定比例的沙子和膠結材料（水泥、石灰膏、黏土等）加水和成，也叫灰漿，也作沙漿。砂漿是由膠凝材料（水泥、石灰、粘土等）和細骨料（砂）加水拌合而成。常用的有水泥砂漿、混合砂漿（或叫水泥石灰砂漿）、石灰砂漿和粘土砂漿。五、鋼材鋼材應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同，鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同，可以分為冷加工和熱加工兩種。六、砌築材料我國傳統的砌築材料主要是燒結普通磚(實心黏土磚)和石塊，燒結普通磚在我國砌牆材料產品構成中曾占「絕對統治」地位，是世界上燒結普通磚的「王國」。由於燒結普通磚不論從對土地的破壞、資源與能源的耗費以及對環境的污染的任何一個角度來分析，都不符合可持續發展的要求，因此，近年來，我國大力開發了節土、節能、利渣、利廢、多功能、有利於環保的各類砌塊、蒸養磚等砌築材料。七、木材木材是傳統的建築材料，在古建築和現代建築中都得到了廣泛應用。在結構上，木材主要用於構架和屋頂，如梁、柱、櫞、望板、斗拱等。我國許多建築物均為木結構，它們在建築技術和藝術上均有很高的水平，並具獨特的風格。另外，木材在建築工程中還常用作混凝土模板及木樁等。八、合成高分子材料高分子材料可稱為聚合物材料，按照其來源可劃分為合成高分子材料和天然高分子材料兩大類。主要有塑料、橡膠、纖維。九、防水材料防水材料品種繁多，按其主要原料分為4類：①瀝青類防水材料。以天然瀝青、石油瀝青和煤瀝青為主要原材料，製成的瀝青油氈、紙胎瀝青油氈、溶劑型和水乳型瀝青類或瀝青橡膠類塗料、油膏，具有良好的粘結性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡膠塑料類防水材料。以氯丁橡膠、丁基橡膠、三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、聚異丁烯和聚氨酯等原材料，可製成彈性無胎防水卷材、防水薄膜、防水塗料、塗膜材料及油膏、膠泥、止水帶等密封材料，具有抗拉強度高，彈性和延伸率大，粘結性、抗水性和耐氣候性好等特點，可以冷用，使用年限較長。③水泥類防水材料。對水泥有促凝密實作用的外加劑，如防水劑、加氣劑和膨脹劑等，可增強水泥砂漿和混凝土的憎水性和抗滲性；以水泥和硅酸鈉為基料配置的促凝灰漿，可用於地下工程的堵漏防水。④金屬類防水材料。薄鋼板、鍍鋅鋼板、壓型鋼板、塗層鋼板等可直接作為屋面板，用以防水。薄鋼板用於地下室或地下構築物的金屬防水層。薄銅板、薄鋁板、不銹鋼板可製成建築物變形縫的止水帶。金屬防水層的連接處要焊接，並塗刷防銹保護漆。防水塗料分四大類：硬性灰漿、柔性灰漿、丙烯酸酯、單組分聚氨酯。按照材料性狀劃分，防水材料主要有三類：1、防水卷材，主要用於工程施工，如屋頂、外牆、地下室等；2、911聚氨酯防水材料，防水卷材含有揮發性毒氣，施工要求嚴格，且造價昂貴；3、新型聚合物水泥基防水材料，材料由有機高分子液料和無機粉料復合而成，融合了有機材料彈性高和無機材料耐久性好的特點，塗覆後形成高強堅韌的防水塗膜，這種新型材料能與水泥基面完美的結為一體，經久不脫層，是家庭防水的常見選擇材料。十、裝飾材料1、天然石材常用的是大理石、花崗岩。所謂大理石是指沉積的或變質的碳酸鹽岩類的岩石，有大理岩、白雲岩、灰岩、砂岩、頁岩和板岩等。如我國著名的漢白玉就是北京房山產的白雲岩，雲南大理石則是產於大理縣的大理岩，著名的丹東綠則為蛇紋石化硅卡岩。同樣，作為石材開採的各類岩漿岩，如花崗岩、安山岩、輝綠岩、綠長岩、片麻岩等稱之為花崗石。如北京白虎澗的白色花崗石是花崗岩，濟南青是輝長岩，而青島的黑色花崗石則是輝綠岩。2、陶瓷主要用於地面、衛浴。3、金屬五金零件、裝飾製品等。
③ 常用土木工程材料有哪些
無機氣硬性膠凝材料、水泥、混凝土、砂漿、鋼材、砌築材料、木材、合成高分子材料、防水材料、裝飾材料。
一、無機氣硬性膠凝材料
1、石灰
生石灰是將以含碳酸鈣為主的天然岩石，在高溫下煅燒而得，其主要成分為氧化鈣（CaO）。在煅燒時由於火候或溫度控制不均，常會含有欠火石灰或過火石灰。欠火石灰產漿量小，質量較差，利用率降低，不會帶來危害。過火石灰的水化速度大大減慢，在硬化後才與水發生水化反應，產生較大的體積膨脹，致使硬化後的石灰表面局部產生鼓包、崩裂等現象，工程上稱為「爆灰」。「爆灰」是建築工程質量通病之一。
生石灰與水作用生成熟石灰（Ca(OH)2）的過程，稱為熟化。工程上，將生石灰加大量的水（生石灰質量的2～3倍）熟化成石灰乳，然後經篩網流入儲灰池並「陳伏」至少兩周，以消除過火石灰的危害，經沉澱除去多餘的水分得到的膏狀物即為石灰膏。也可將每半米高的生石灰塊，淋上適當的水（生石灰量的60%～80%），經熟化得到的粉狀物稱為消石灰粉。加水量以消石灰粉略濕、但不成團為宜。
2、石膏
利用建築石膏生產的建築製品主要有：
① 紙面石膏板。在建築石膏中加入少量膠粘劑、纖維、泡沫劑等與水拌和後連續澆注在兩層護面紙之間，再經輥壓、凝固、切割、乾燥而成。板厚9～25毫米，干容重750～850公斤/米3，板材韌性好，不燃，尺寸穩定，表面平整，可以鋸割，便於施工。主要用於內隔牆、內牆貼面、天花板、吸聲板等，但耐水性差，不宜用於潮濕環境中。
② 纖維石膏板。將摻有纖維和其他外加劑的建築石膏料漿，用纏繞、壓濾或輥壓等方法成型後，經切割、凝固、乾燥而成。厚度一般為8～12毫米，與紙面石膏板比，其抗彎強度較高，不用護面紙和膠粘劑，但容重較大，用途與紙面石膏板相同。
③ 裝飾石膏板。將配製的建築石膏料漿，澆注在底模帶有花紋的模框中，經抹平、凝固、脫模、乾燥而成，板厚為10毫米左右。為了提高其吸聲效果，還可製成帶穿孔和盲孔的板材，常用作天花板和裝飾牆面。
④ 石膏空心條板和石膏砌塊。將建築石膏料漿澆注入模，經振動成型和凝固後脫模、乾燥而成。空心條板的厚度一般為60～100毫米，孔洞率30～40%；砌塊尺寸一般為600×600毫米，厚度60～100毫米，周邊有企口，有時也可做成帶圓孔的空心砌塊。空心條板和砌塊均用專用的石膏砌築，施工方便，常用作非承重內隔牆。
3、水玻璃
在建築行業中用於製造快乾水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等；
4、鎂質膠凝材料
鎂質膠結料中摻加適量的混合材料（如磚粉、粉煤灰等），再與砂和石子按比例配合，可製成菱苦土混凝土製品，其抗壓強度可達30兆帕以上。但這類產品抗水性較差，不宜在潮濕環境中使用。與這類產品接觸的鐵件易銹蝕，使用前應作防銹處理。
二、水泥
1、通用硅酸鹽水泥
通用硅酸鹽水泥 是以硅酸鹽水泥熟料和適量的石膏、及規定的混合材料製成的水硬性膠凝材料。
2、普通硅酸鹽水泥
普通硅酸鹽水泥，由硅酸鹽水泥熟料、5%-20%的混合材料及適量石膏磨細製成的水硬性膠凝材料。具有強度高、水化熱大，抗凍性好、干縮小，耐磨性較好、抗碳化性較好、耐腐蝕性差、不耐高溫的特性。
3、參大量混合材料的硅酸鹽水泥
三、混凝土
1、普通混凝土
普通混凝土normal concrete 一般指以水泥為主要膠凝材料，與水、砂、石子，必要時摻入化學外加劑和礦物摻合料，按適當比例配合，經過均勻攪拌、密實成型及養護硬化而成的人造石材。 混凝土主要劃分為兩個階段與狀態：凝結硬化前的塑性狀態，即新拌混凝土或混凝土拌合物；硬化之後的堅硬狀態，即硬化混凝土或混凝土。混凝土強度等級是以立方體抗壓強度標准值劃分，目前中國普通混凝土強度等級劃分為14級：C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75及C80。
2、高強高性能混凝土
一般把強度等級為C60及其以上的混凝土稱為高強混凝土，C100強度等級以上的混凝土稱為超高強混凝土。它是用水泥、砂、石原材料外加減水劑或同時外加粉煤灰、F礦粉、礦渣、硅粉等混合料，經常規工藝生產而獲得高強的混凝土。
3、粉煤灰混凝土
粉煤灰是一種火山灰質材料，本身並無膠凝性能，在常溫下有水存在時，粉煤灰可以與混凝土中的進行二次反應，生成難溶於水的水化硅酸鈣凝膠，這樣不僅降低了溶出的可能，也填充了混凝土內部的孔隙，對混凝土強度和抗滲性都有提高作用。粉煤灰的這種作用稱為火山灰效應。
除了火山灰效應外，粉煤灰對混凝土力學性能及耐久性的改善還有另外兩個原因：第一，形貌效應。粉煤灰的主要礦物組成是玻璃體，這些球形玻璃體表面光滑、粒度細、質地緻密、內比表面積小、對水的吸附力小，因此，粉煤灰的加入使混凝土製備需水量減小，降低了混凝土早期乾燥收縮，使混凝土密實性得到很大提高；第二，填充效應。粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在水泥顆粒之中，不僅能填充水泥顆粒間的空隙，而且能改善膠凝材料的顆粒級配，並增加水泥膠體的密實度。因此，形貌效應、填充效應和火山灰效應並稱為粉煤灰改善混凝土性能的三大效應。
4、輕混凝土
由於自重輕，彈性模量低，因而抗震性能好。與普通燒結磚相比，不僅強度高、整體性好，而且保溫性能好。由於結構自重小，特別適合高層和大跨度結構。
5、特種混凝土
如防水混凝土，防水混凝土抗滲標號是根據其最大作用水頭與建築物最小壁厚的比值來確定的。防水混凝土的施工要求澆築均勻、避免離析、振搗充分、加強潮濕養護，並且嚴格控制水灰比。防水混凝土主要用於經常受壓力水作用的工程和構築物。
四、砂漿
砂漿：建築上砌磚使用的黏結物質，由一定比例的沙子和膠結材料（水泥、石灰膏、黏土等）加水和成，也叫灰漿，也作沙漿。砂漿是由膠凝材料（水泥、石灰、粘土等）和細骨料（砂）加水拌合而成。常用的有水泥砂漿、混合砂漿（或叫水泥石灰砂漿）、石灰砂漿和粘土砂漿。
五、鋼材
鋼材應用廣泛、品種繁多，根據斷面形狀的不同，鋼材一般分為型材、板材、管材和金屬製品四大類。鋼材是鋼錠、鋼坯或鋼材通過壓力加工製成的一定形狀、尺寸和性能的材料。大部分鋼材加工都是通過壓力加工，使被加工的鋼（坯、錠等）產生塑性變形。根據鋼材加工溫度不同，可以分為冷加工和熱加工兩種。
六、砌築材料
我國傳統的砌築材料主要是燒結普通磚(實心黏土磚)和石塊，燒結普通磚在我國砌牆材料產品構成中曾占「絕對統治」地位，是世界上燒結普通磚的「王國」。由於燒結普通磚不論從對土地的破壞、資源與能源的耗費以及對環境的污染的任何一個角度來分析，都不符合可持續發展的要求，因此，近年來，我國大力開發了節土、節能、利渣、利廢、多功能、有利於環保的各類砌塊、蒸養磚等砌築材料。
七、木材
木材是傳統的建築材料，在古建築和現代建築中都得到了廣泛應用。在結構上，木材主要用於構架和屋頂，如梁、柱、櫞、望板、斗拱等。我國許多建築物均為木結構，它們在建築技術和藝術上均有很高的水平，並具獨特的風格。
另外，木材在建築工程中還常用作混凝土模板及木樁等。
八、合成高分子材料
高分子材料可稱為聚合物材料，按照其來源可劃分為合成高分子材料和天然高分子材料兩大類。主要有塑料、橡膠、纖維。
九、防水材料
防水材料品種繁多，按其主要原料分為4類：①瀝青類防水材料。以天然瀝青、石油瀝青和煤瀝青為主要原材料，製成的瀝青油氈、紙胎瀝青油氈、溶劑型和水乳型瀝青類或瀝青橡膠類塗料、油膏，具有良好的粘結性、塑性、抗水性、防腐性和耐久性。②橡膠塑料類防水材料。以氯丁橡膠、丁基橡膠、三元乙丙橡膠、聚氯乙烯、聚異丁烯和聚氨酯等原材料，可製成彈性無胎防水卷材、防水薄膜、防水塗料、塗膜材料及油膏、膠泥、止水帶等密封材料，具有抗拉強度高，彈性和延伸率大，粘結性、抗水性和耐氣候性好等特點，可以冷用，使用年限較長。③水泥類防水材料。對水泥有促凝密實作用的外加劑，如防水劑、加氣劑和膨脹劑等，可增強水泥砂漿和混凝土的憎水性和抗滲性；以水泥和硅酸鈉為基料配置的促凝灰漿，可用於地下工程的堵漏防水。④金屬類防水材料。薄鋼板、鍍鋅鋼板、壓型鋼板、塗層鋼板等可直接作為屋面板，用以防水。薄鋼板用於地下室或地下構築物的金屬防水層。薄銅板、薄鋁板、不銹鋼板可製成建築物變形縫的止水帶。金屬防水層的連接處要焊接，並塗刷防銹保護漆。
防水塗料分四大類：硬性灰漿、柔性灰漿、丙烯酸酯、單組分聚氨酯。
按照材料性狀劃分，防水材料主要有三類：
1、防水卷材，主要用於工程施工，如屋頂、外牆、地下室等；
2、911聚氨酯防水材料，
防水卷材
含有揮發性毒氣，施工要求嚴格，且造價昂貴；
3、新型聚合物水泥基防水材料，材料由有機高分子液料和無機粉料復合而成，融合了有機材料彈性高和無機材料耐久性好的特點，塗覆後形成高強堅韌的防水塗膜，這種新型材料能與水泥基面完美的結為一體，經久不脫層，是家庭防水的常見選擇材料。
十、裝飾材料
1、天然石材
常用的是大理石、花崗岩。所謂大理石是指沉積的或變質的碳酸鹽岩類的岩石，有大理岩、白雲岩、灰岩、砂岩、頁岩和板岩等。如我國著名的漢白玉就是北京房山產的白雲岩，雲南大理石則是產於大理縣的大理岩，著名的丹東綠則為蛇紋石化硅卡岩。同樣，作為石材開採的各類岩漿岩，如花崗岩、安山岩、輝綠岩、綠長岩、片麻岩等稱之為花崗石。如北京白虎澗的白色花崗石是花崗岩，濟南青是輝長岩，而青島的黑色花崗石則是輝綠岩。
2、陶瓷
主要用於地面、衛浴。
3、金屬
五金零件、裝飾製品等。
④ 土木工程材料 趙志曼
本書是《高等學校土木工程本科指導性專業規范配套系列教材》之一。主要介紹土木工程中常用的土木工程材料的基本組成、材料性能、質量要求、檢測方法，內容包括無機氣硬性膠凝材料、水泥、砂漿、混凝土、砌築材料和屋面材料、鋼材、合成高分子材料、瀝青材料、木材、絕熱材料、吸聲材料與隔聲材料、裝飾材料、新型防水材料、防火材料等。
本書以 「高等學校土木工程本科指導性專業規范」為基本依據編寫，供高等工科院校土木工程及相關專業作教學用書，也可供從事建築設計、施工、管理、監理等技術人員參考。