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兰州大学 土木工程材料由张敬书主讲

  • 来源:兰州大学
  • 格式:高清三分屏视频
  • 状态:共31讲 正在更新

课程介绍

 
课    程    介    绍
 
  土木工程归根到底是围绕着土木工程材料来开展的生产活动,因而土木工程材料是土木工程的基础和核心,土木工程材料课程也是土木工程专业的重要专业基础课之一。
  土木工程材料在土木工程中应用量巨大,材料费用在工程总造价中占有40%~70%,如何从品种门类繁多的材料中,选择物优价廉的材料,对降低工程造价具有重要意义。土木工程材料的性能影响到土木工程的坚固、耐久和适用。例如砖混结构的建筑物,其坚固性一般优于木结构和砌体结构建筑物,而舒适性不及后者。对于同类材料,性能也会有较大差异,例如用矿渣水泥制作的污水管较普通水泥制作的污水管耐久性好。因此选用性能相适的材料是土木工程质量的重要保证。
  任何一个土木工程都由建筑、材料、结构、施工四个方面组成,这里的“建筑”指建筑物(构筑物),它是人类从事土木工程活动的目的,“材料”、“结构”、“施工”是实现这一目的的手段。其中,材料决定了结构形式,如木结构、钢结构、钢筋混凝土结构等,结构形式一经确定,施工方法也随之而定。土木工程中许多技术问题的突破,往往依赖于土木工程材料问题的解决,新材料的出现,将促使建筑设计、结构设计和施工技术革命性的变化。例如粘土砖的出现,产生了砖木结构;水泥和钢筋的出现,产生了钢筋混凝土结构;轻质高强材料的出现,推动了现代建筑向高层和大跨度方向发展;轻质材料和保温材料的出现对减轻建筑物的自重、提高建筑物的抗震能力、改善工作与居住环境条件等起到了十分有益的作用,并推动了节能建筑的发展;新型装饰材料的出现使得建筑物的造型及建筑物的内外装饰焕然一新,生气勃勃。总之,新材料的出现远比通过结构设计与计算和采用先进施工技术对土木工程的影响大,土木工程归根到底是围绕着土木工程材料来开展的生产活动,土木工程材料是土木工程的基础和核心。
根据建筑物所用的结构材料,大致分为三个阶段。
  (1) 天然材料。天然材料是指取之于自然界,进行物理加工的材料,如天然石材、木材、粘土等。早在原始社会时期,人们为了抵御雨雪风寒和防止野兽的侵袭,居于天然山洞或树巢中,即所谓“穴居巢处”。进入石器、铁器时代,人们开始利用简单的工具砍伐树木和苇草,搭建简单的房屋,开凿石材建造房屋及纪念性构筑物。进入青铜器时代,出现了木结构建筑及“版筑建筑”,建造出了舒适性较好的建筑物。
  (2) 烧土制品。到了人类能够用粘土烧制砖、瓦,用石灰岩烧制石灰之后,土木工程材料才由天然材料进入了人工生产阶段。我国古代建筑有“秦砖汉瓦”、描金漆绘装饰艺术、造型优美的石塔和石拱桥的辉煌,使用的结构材料主要是砖、石和木材。
  (3) 钢筋混凝土。18、19世纪,土木工程材料在其他有关科学技术的配合下,进入了一个新的发展阶段,相继出现了钢材、水泥、混凝土、钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土及其他材料。近几十年来,随着科学技术的进步和土木工程发展的需要,一大批新型土木工程材料应运而生,出现了塑料、涂料、新型建筑陶瓷与玻璃、新型复合材料(纤维增强材料、夹层材料等),但当代主要结构材料仍为钢筋混凝土。
 
教材推荐:
  书  名: 《土木工程材料》 编著者: 湖南大学、天津大学、同济大学、东南大学 
  ISBN: 7-112-04784-6  版本号:  2002年7月第一版 
  出版社:  中国建筑工业出版社 
 
 
课    程    特    色
 
  1、建立了适合土建类及相关专业人才培养目标要求的《土木工程材料》课程多层次教学体系。《土木工程材料》是土建学科知识的重要组成部分,围绕不同专业人才培养目标,注重根据各专业的需要,对课程进行整体优化,合理安排教学内容,形成多层次教学体系,让学生学到最有用的知识。
  2、将理论知识与材料的工程应用知识紧密结合,特别注重各种土木工程材料相关标准、规范的更新和应用;同时,根据最新科研和工程实践成果,及时调整课程教学大纲,调整课程教学的内容和深度,全面介绍学科前沿信息,让学生学到最新的知识。
  3、基于“兰州大学网络学院”网络课堂系统,开发了功能完善的《土木工程材料》课程教学系统,包括课程介绍、教师简介、课程特色、考试大纲、知识结构图、重点难点、课程目标、教学方法、学习要求、教师建议、模拟试题、章节练习、答疑库、例题解析、学科名人、常识介绍、时文选读、相关著作、期刊杂志及学术论文等;网络交流平台使师生交流从课内延伸到课外,通过网络通信讨论和答疑,加强了对学业的分类指导,有效促进了教学效果的提高。
 
 
教    学    大    纲
 
  本课程是土木工程专业学生必修的专业基础课,它与公共基础课及专业紧密衔接,起着承上启下的作用。
  课程基本要求:
  一、土木工程材料的基本性质
1、了解土木工程材料的基本组成、结构和构造,并了解材料结构、构造与材料基本性质的关系。
2、熟练掌握土木工程材料的基本力学性质。
3、掌握土木工程材料的基本物理性质。
4、掌握土木工程材料耐久性的基本概念。
  通过材料基本性质的学习,要求了解材料科学的一些基本概念,并掌握材料各项基本力学性质、物理性质、化学性质、耐久性质等材料性质的意义,以及它们之间的相互关系和在工程实践中的意义。 
  二、建筑钢材
1、了解建筑钢材的微观结构及其与性质的关系。
2、熟练掌握建筑钢材的力学性能(包括强度、弹性及塑性变形,疲劳)的意义,测定方法及影响因素。
3、熟悉建筑钢材的强化机理及强化方法。
4、掌握土木工程中常用建筑钢材的分类及其选用原则。
  三、无机胶凝材料
  1、气硬性胶凝材料
(1)、掌握石膏、石灰等气硬性胶凝材料的硬化机理、性质及使用要点。
  2、水泥
(1)、硅酸盐水泥、掺混合材料硅酸盐水泥:熟悉矿物组成,了解硬化机理,熟练掌握性质、检测方法及选用原则。 
(2)、了解其他水泥品种及其性质和使用特点。 
  四、水泥混凝土与砂浆
  1、水泥混凝土
(1)、掌握普通混凝土组成材料的品种、技术要求及选用(包括砂、石、水泥、水、掺和料及外加剂),熟练掌握各种组成材料各项性质的要求,测定方法及对混凝土性能的影响。
(2)、熟练掌握混凝土拌和物的性质及其测定和调整方法。
(3)、熟练掌握硬化混凝土的力学性质,变形性质和耐久性质及其影响因素。
(4)、熟练掌握普通混凝土的配合比设计方法。
(5)、了解混凝土技术的新进展及其发展趋势。
  2、砂浆
(1)、掌握砌筑砂浆的性质、组成、检测方法及其配比设计方法。
(2)、熟悉抹面砂浆的主要品种性能要求及其配制方法。
  五、砌体材料
1、掌握砌墙砖(包括各种烧结砖及蒸养砖)的性质和应用特点。
2、掌握各种砌块(包括混凝土及加气混凝土砌块) 的性质和应用特点。
  六、沥青及沥青混合料
1、掌握沥青材料的基本组成,工程性质及测定方法,了解沥青的改性及主要沥青制品及其用途。
2、掌握沥青混合料设计(包括矿质材料的设计)与配制方法,及其在工程中的使用要点。
  七、合成高分子材料
1、熟悉合成高分子材料的性能特点及主要高分子材料的品种。
2、熟悉土木工程中合成高分子材料的主要制品及应用(包括塑料及其型材、涂料、粘结剂等)。
  八、木材
1、了解常用针叶树、阔叶树的性质与应用。
2、了解木材的主要物理力学性质及影响因素。
3、理解木材的主要物理力学性质与其构造含水量的关系。
4、了解木材的防腐和防火方法。
  九、建筑功能材料
1、掌握防水及堵水材料的主要类型及性能特点。
2、了解隔热材料的主要类型及性能特点。
3、了解吸声材料的主要类型及性能特点。
4、了解装饰材料的主要类型及性能特点。
5、了解其他功能材料的新进展。