《土木工程材料》 教案大綱

《土木工程材料》課程教學(xué)大綱第一部分課程概述一、課程的性質(zhì)《土木工程材料》課程是工程管理專業(yè)和房地產(chǎn)開發(fā)與管理專業(yè)的專業(yè)教育必修課。該課程在專業(yè)學(xué)科體系中，是工程技術(shù)平臺(tái)課程的一門基礎(chǔ)課。二、課程教學(xué)目標(biāo)本課程通過(guò)采用講授法、演示法、練習(xí)法、討論法等教學(xué)方法，利用多媒體與網(wǎng)絡(luò)課堂等教學(xué)手段，使學(xué)生掌握了建筑工程中常用建筑材料的基本組成、性能、質(zhì)量要求及檢驗(yàn)方法等知識(shí)；培養(yǎng)了學(xué)生知識(shí)獲取能力、愛(ài)國(guó)情懷、艱苦奮斗、大國(guó)工匠、工程管理能力和土木工程設(shè)計(jì)的基本能力，具備能夠根據(jù)不同的工程和環(huán)境，正確選擇和應(yīng)用建筑材料，提高工程建設(shè)領(lǐng)域從事材料技術(shù)檢測(cè)能力的素質(zhì)，達(dá)到了工程管理專業(yè)對(duì)工程技術(shù)平臺(tái)課程要求的培養(yǎng)目標(biāo)。三、課程適用的專業(yè)與年級(jí)課程授課對(duì)象：工程管理專業(yè)和房地產(chǎn)開發(fā)與管理專業(yè)，大學(xué)一年級(jí)。四、課程的總學(xué)時(shí)和總學(xué)分《土木工程材料》課程總學(xué)時(shí)為36學(xué)時(shí)?？倢W(xué)分：2分。五、本課程與其他課程的聯(lián)系與分工《土木工程材料》課程是工程管理專業(yè)課程體系中工程技術(shù)類課程的一門基礎(chǔ)課，為《建筑結(jié)構(gòu)概論》、《工程估價(jià)》等課程提供基礎(chǔ)知識(shí)。六、課程使用的教材及參考資料1.主要教材：吳科如、張雄.《土木工程材料》（第三版），同濟(jì)大學(xué)出版社，2013年。汪振雙，韓衛(wèi)衛(wèi)?！锻聊竟こ滩牧稀?，機(jī)械工業(yè)出版社，2023年。2.參考資料：1.陳正.《土木工程材料》，機(jī)械工業(yè)出版社，2020年。2.王立久.《建筑材料學(xué)》（第三版）.中國(guó)水利水電出版社，2013。3.符芳.《土木工程材料》（第三版）.東南大學(xué)出版社，2006。第二部分學(xué)時(shí)分配表學(xué)時(shí)分配表課程總學(xué)時(shí)數(shù)36學(xué)時(shí)章、節(jié)章標(biāo)題學(xué)時(shí)數(shù)第一章（共3節(jié)）建筑材料的基本性質(zhì)4第二章（共6節(jié)）建筑鋼材4第三章（共4節(jié)）木材2第四章（共3節(jié)）砌筑材料2第五章（共4節(jié)）氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料2第六章（共2節(jié)）水泥2第七章（共3節(jié)）建筑砂漿2第八章（共5節(jié)）混凝土8第九章（共4節(jié)）合成高分子材料2第十章（共4節(jié)）防水材料2第十一章（共2節(jié)）絕熱材料和吸聲隔聲材料2第十二章（共4節(jié)）建筑裝飾材料4合計(jì)36第三部分教學(xué)內(nèi)容第一章土木工程材料的基本性質(zhì)教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)材料的密度、表觀密度和堆積密度的概念、計(jì)算公式。二、與構(gòu)造狀態(tài)有關(guān)的物理性質(zhì)材料的孔隙率和空隙率的概念、計(jì)算公式。三、材料與水有關(guān)的性質(zhì)材料的親水性和憎水性的概念。材料的吸水性和吸濕性的概念、計(jì)算公式。四、材料與熱有關(guān)的性質(zhì)材料的導(dǎo)熱性和熱容量的概念、計(jì)算公式。五、材料與聲有關(guān)的性質(zhì)材料的吸聲性和隔聲性的概念、計(jì)算公式。第二節(jié)建筑材料的力學(xué)性質(zhì)一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度強(qiáng)度與比強(qiáng)度的概念。二、彈性與塑性彈性與塑性的概念。三、脆性與韌性脆性與韌性的概念。四、硬度與耐磨性硬度與耐磨性的概念。第三節(jié)建筑材料的耐久性一、耐水性材料的耐水性的概念、計(jì)算公式。二、抗?jié)B性抗?jié)B性的概念、計(jì)算公式三、抗凍性抗凍性的概念、計(jì)算公式四、耐候性教學(xué)要求本章要求掌握材料的密度、表觀密度和堆積密度、強(qiáng)度與比強(qiáng)度、彈性與塑性、脆性與韌性。熟悉材料的吸水性和吸濕性、材料的耐水性、抗?jié)B性和抗凍性。了解材料的孔隙率和空隙率、材料的親水性和憎水性、硬度與耐磨性。第二章建筑鋼材教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)鋼的冶煉和分類一、鋼的冶煉二、鋼的分類第二節(jié)化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響一、碳、硅、錳二、磷、硫第三節(jié)建筑鋼材的技術(shù)性質(zhì)一、力學(xué)性能（一）抗拉性能低碳鋼的抗拉性能應(yīng)力-應(yīng)變圖經(jīng)歷的四個(gè)階段。（二）沖擊韌性（三）耐疲勞性（四）硬度二、工藝性能（一）冷彎性能（二）焊接性能第四節(jié)鋼材的冷加工強(qiáng)化、時(shí)效處理和焊接一、冷加工強(qiáng)化和時(shí)效處理二、焊接第五節(jié)建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)和選用一、鋼結(jié)構(gòu)用鋼（一）碳素結(jié)構(gòu)鋼（二）低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼（三）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼二、鋼筋混凝土用鋼（一）熱軋鋼筋（二）冷拔低碳鋼絲（三）碳素鋼絲、刻痕鋼絲和鋼絞線第六節(jié)鋼材的腐蝕與防護(hù)一、化學(xué)腐蝕二、電化學(xué)腐蝕教學(xué)要求本章要求掌握建筑鋼材的主要力學(xué)性能，冷加工強(qiáng)化和時(shí)效對(duì)鋼材性能的影響。熟悉化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響，鋼筋混凝土用鋼。了解建筑鋼材的工藝性能，鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土中配筋的腐蝕與防護(hù)。第三章木材教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)木材的分類和構(gòu)造一、分類二、構(gòu)造（一）宏觀構(gòu)造（二）微觀構(gòu)造第二節(jié)木材的性質(zhì)一、化學(xué)性質(zhì)二、物理性質(zhì)（一）含水率與吸濕性（二）濕脹與干縮三、力學(xué)性質(zhì)（一）抗拉強(qiáng)度（二）抗壓強(qiáng)度（三）抗彎強(qiáng)度（四）抗剪強(qiáng)度（五）影響木材強(qiáng)度的主要因素第三節(jié)木材的干燥、防腐及防火一、木材的干燥二、木材的防腐三、木材的防火第四節(jié)木材的綜合利用一、膠合板二、膠合夾心板三、纖維板四、刨花板、木絲板和木屑板課程思政：中國(guó)木結(jié)構(gòu)—應(yīng)縣木塔教學(xué)要求本章要求掌握木材的力學(xué)性質(zhì)，綜合利用木材的方法。熟悉影響木材強(qiáng)度的主要因素。了解木材的纖維飽和點(diǎn)、平衡含水率在實(shí)際使用中的意義，木材的干燥、防腐及防火。第四章砌筑材料教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)石材一、巖石的組成與分類二、巖石的構(gòu)造與性能三、常用石材（一）花崗巖（二）輝長(zhǎng)巖（三）玄武巖（四）石灰?guī)r（五）大理巖（六）砂巖四、石材的應(yīng)用與防護(hù)（一）石材的應(yīng)用（二）石材的防護(hù)第二節(jié)墻體材料一、磚二、砌塊三、墻板第三節(jié)屋面材料一、粘土瓦二、水泥類瓦三、板材教學(xué)要求本章要求掌握墻體材料的種類，常用石材在工程中的應(yīng)用，各種屋面材料的應(yīng)用。熟悉巖石在建筑工程中的用途，各種墻體材料的優(yōu)缺點(diǎn)。了解巖石的分類及其特征，一般巖石應(yīng)具有技術(shù)性質(zhì)。第五章氣硬性無(wú)機(jī)膠凝材料教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)石灰一、石灰的原材料二、石灰的生產(chǎn)三、石灰的熟化四、石灰的硬化五、石灰的技術(shù)性質(zhì)（一）可塑性和保水性（二）硬化（三）存儲(chǔ)與運(yùn)輸（四）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)六、石灰的應(yīng)用課程思政—石灰砂漿+有機(jī)材料（中國(guó)智慧）第二節(jié)石膏一、石膏膠凝材料的原材料二、石膏膠凝材料的生產(chǎn)三、建筑石膏的硬化機(jī)理四、建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)（一）凝結(jié)硬化速度快（二）硬化時(shí)體積略膨脹（三）硬化后孔隙率較大，表觀密度和強(qiáng)度較低（四）防火性能良好（五）具有一定的調(diào)溫、調(diào)濕作用（六）耐水性、抗凍性和耐熱性差（七）儲(chǔ)存及保質(zhì)期（八）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)五、建筑石膏的應(yīng)用六、其他品種石膏膠凝材料簡(jiǎn)介第三節(jié)菱苦土一、菱苦土的硬化二、菱苦土的技術(shù)性質(zhì)三、菱苦土的應(yīng)用第四節(jié)水玻璃一、水玻璃的硬化二、水玻璃的技術(shù)性質(zhì)三、水玻璃的應(yīng)用教學(xué)要求本章要求掌握氣硬性膠凝材料，石灰的技術(shù)性質(zhì)，建筑石膏的技術(shù)性質(zhì)，建筑石膏和石灰在工程中的應(yīng)用。熟悉石灰的熟化和石灰的硬化。了解菱苦土的應(yīng)用，水玻璃的應(yīng)用。第六章水泥教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)常用水泥一、水泥生產(chǎn)工藝二、水泥基本組成三、水泥的水化硬化四、水泥品質(zhì)要求（一）凝結(jié)時(shí)間（二）強(qiáng)度（三）體積安定性（四）細(xì)度（五）水化熱（六）水泥化學(xué)品質(zhì)指標(biāo)（七）抗蝕性五、常用水泥的基本特征與用途第二節(jié)特種水泥一、高鋁水泥二、硫鋁酸鹽水泥三、氟鋁酸鹽水泥四、膨脹水泥課程思政—中國(guó)水泥工業(yè)的發(fā)展教學(xué)要求本章要求掌握水硬性膠凝材料，水泥基本組成，水泥品質(zhì)要求，常用水泥的用途。熟悉常水泥基本組成。了解特種水泥的用途。第七章建筑砂漿教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)建筑砂漿基本組成與性質(zhì)一、砂漿組成二、建筑砂漿的基本性能（一）砂漿拌合物的密度（二）新拌砂漿的和易性（三）硬化砂漿的性質(zhì)第二節(jié)常用的建筑砂漿一、砌筑砂漿二、抹面砂漿（一）普通抹面砂漿（二）裝飾砂漿（三）防水砂漿三、其他特種砂漿第三節(jié)新型建筑砂漿一、商品砂漿二、建筑干粉產(chǎn)品簡(jiǎn)介教學(xué)要求本章要求掌握建筑砂漿的組成和基本性能，砌筑砂漿配合比計(jì)算及應(yīng)用。熟悉抹面砂漿的特點(diǎn)。了解新型建筑砂漿。第八章混凝土教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)普通混凝土的組成材料一、水泥二、細(xì)骨料三、粗骨料四、混凝土拌合用水第二節(jié)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）新拌混凝土的凝結(jié)時(shí)間二、硬化混凝土的性能（一）混凝土的抗壓強(qiáng)度（二）混凝土的抗拉強(qiáng)度（三）混凝土的變形（四）混凝土的耐久性第三節(jié)混凝土外加劑一、外加劑的分類與定義二、外加劑一般質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三、常用外加劑的組成與特性（一）減水劑（二）引氣劑（三）早強(qiáng)劑（四）緩凝劑（五）速凝劑四、外加劑應(yīng)用技術(shù)第四節(jié)混凝土配合比設(shè)計(jì)一、混凝土配合比設(shè)計(jì)的基本要求二、混凝土配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)三、混凝土配合比設(shè)計(jì)的步驟四、混凝土配合比設(shè)計(jì)實(shí)例第五節(jié)其他混凝土一、抗?jié)B混凝土二、輕混凝土三、高強(qiáng)、超高強(qiáng)混凝土課程思政—吳中偉院士與混凝土四、流態(tài)混凝土五、聚合物混凝土教學(xué)要求本章要求掌握建筑砂漿的組成和基本性能，混凝土的砂石級(jí)配要求，混凝土的和易性，硬化混凝土的性能，混凝土配合比計(jì)算和試拌調(diào)整。熟悉普通混凝土的組成材料，混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆搗及養(yǎng)護(hù)，常用外加劑的組成與特性。了解其他混凝土的種類。第九章合成高分子材料教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)概述一、塑料的特點(diǎn)（一）質(zhì)量輕，比強(qiáng)度高（二）成本低，加工方便（三）出色的裝飾性能（四）優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性（五）電絕緣性能好（六）減振、吸聲和隔熱性好二、塑料的組成第二節(jié)塑料的分類和基本性能一、塑料的分類二、塑料的基本性能第三節(jié)常用建筑塑料一、加聚樹脂與塑料二、縮聚樹脂和塑料三、常用建筑塑料制品（一）建筑塑料制品分類（二）部分建筑塑料制品第四節(jié)粘合劑一、粘合劑的組合及分類二、粘合原理及影響因素三、建筑中常用粘合劑教學(xué)要求本章要求掌握建筑塑料的特點(diǎn)，建筑塑料制品的應(yīng)用。熟悉常用建筑塑料。了解建筑塑料結(jié)構(gòu)、組分和性能，影響粘合劑粘合強(qiáng)度的因素。第十章防水材料教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)瀝青防水材料一、石油瀝青（一）技術(shù)性能（二）分類標(biāo)準(zhǔn)和選用二、瀝青的改性第二節(jié)防水卷材一、瀝青防水卷材二、高聚物改性瀝青防水卷材三、合成分子防水卷材（一）聚氯乙烯（PVS）防水卷材（二）三元乙丙橡膠防水卷材（三）氯化聚乙烯-橡膠共混防水卷材第三節(jié)防水涂料一、概述二、常用防水涂料第四節(jié)建筑密封材料一、概述二、常用建筑密封材料教學(xué)要求本章要求掌握防水卷材的類型，高聚物改性瀝青防水卷材的應(yīng)用。熟悉石油瀝青的技術(shù)性能，與傳統(tǒng)瀝青防水材料相比較，高分子防水材料的優(yōu)點(diǎn)。了解常用防水涂料，常用建筑密封材料。第十一章絕熱材料和吸聲隔聲材料教學(xué)內(nèi)容第一節(jié)絕熱材料一、絕熱材料的絕熱機(jī)理二、絕熱材料的性能三、常用絕熱材料及其性能第二節(jié)吸聲隔聲材料一、吸聲材料概述二、吸聲材料的類型及其結(jié)構(gòu)形式三、隔聲材料教學(xué)要求本章要求掌握吸聲材料與絕熱材料在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別。熟悉選用絕熱材料主要考慮的性能要求，吸聲材料和隔聲材料應(yīng)用。了解絕熱材料的絕熱機(jī)理，影響絕熱材料絕熱性能的因素，影響多孔性吸聲材料吸聲效果的因素。第十二章建筑裝飾材料教學(xué)內(nèi)容一、室外裝飾材料二、室內(nèi)裝飾材料