绪论

土木工程材料指土木工程中使用的各种材料及制品，它是构成建筑物的最基本元素，是一切土木工程的物质基础。

土木工程材料是随着人类社会生产力和科学技术水平的提高而逐步发展起来的。人类最早巢居穴处，随着社会生产力的发展，人类进入能制造简单工具的石器、铁器时代，才开始挖土、凿石为洞、伐木搭竹为棚，利用天然材料建造非常简陋的房屋，等等，这是最原始的土木工程。到了人类能够用黏土烧制砖、瓦，用岩石烧制石灰、石膏之后，土木工程材料才由天然材料进入人工生产阶段，为较大规模建造土木工程创造了基本条件。

18—19 世纪，资本主义兴起，促进了工商业及交通运输业的蓬勃发展，原有的土木工程材料已不能与此相适应，在其他科学技术进步的推动下，土木工程材料进入到一个新的发展阶段，钢材、水泥、混凝土及其他材料相继问世，为现代土木工程材料奠定了基础。

进入 20 世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工程学的形成和发展，土木工程材料不仅性能和质量不断提高，而且品种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些具有特殊功能的新型土木工程材料也应运而生。

1）土木工程材料的分类

土木工程材料品种门类繁多，性能各异，用途不同，价格相差较大。同时，土木工程材料用量巨大，因此，正确选择及合理使用土木工程材料，在很大程度上决定着建筑物的安全、适用、美观和成本，又在很大程度上影响着结构形式和施工速度。为了便于选择，首先应对其进行合理分类。

土木工程材料可按不同原则进行分类。

（1）按材料的化学成分划分

根据材料组成物质的种类及化学成分，土木工程材料可分为无机材料、有机材料及有机-无机复合材料三大类，如下所示：

（2）按材料来源划分

根据材料的来源，土木工程材料可分为天然材料及人造材料。

（3）按材料使用部位划分

根据材料的使用部位，土木工程材料可分为承重材料、墙体材料、屋面材料等。

（4）按材料功能划分

根据材料的功能，土木工程材料可分为两大类：

结构材料：主要用作承重的材料，如梁、板、柱所用材料。

功能材料：主要是利用材料的某些特殊功能，如用于装饰、防水抗渗、绝热、保温、吸声、耐热防火、耐磨、耐腐蚀、防爆、防腐蚀等的材料。

一般来说，优良的土木工程材料必须具备足够的强度，能够安全地承受设计荷载；自身的重量（表观密度）以轻为宜，以减少下部结构和地基的负荷；具有与使用环境相适应的耐久性，以便减少维修费用；用于装饰的材料，应能美化房屋并能产生一定的艺术效果；用于特殊部位的材料，应具有相应的特殊功能，如屋面材料要能隔热、防水，楼板和内墙材料要能隔声等。除此之外，土木工程材料在生产过程中还应尽可能保证低能耗、低物耗及环境友好。

2）土木工程材料的标准化

为了适应现代化生产科学管理的需要，专门的机构必须对土木工程材料产品的各项技术制定统一的执行标准，对其产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面作出详尽而明确的规定，作为有关生产、设计应用、管理和研究等部门共同遵循的依据。

世界各国对土木工程材料的标准化都非常重视，均有自己的国家标准。随着我国对外开放和加入世界贸易组织（WTO），常常会涉及这些标准，其中主要有：世界范围统一使用的国际标准，代号为ISO；美国材料试验学会标准，代号为ASTM；德国工业标准，代号为DIN；英国标准，代号为BS；法国标准，代号为NF；日本工业标准，代号为JIS等。熟悉相关的技术标准并了解制定标准的科学依据，也是十分必要的。

《中华人民共和国标准化法》将我国标准分为国家标准、行业标准、地方标准、企业标准4 级。

（1）国家标准

国家标准是指由国家标准化主管机构批准发布，对全国经济、技术发展有重大意义，且在全国范围内统一的标准。国家标准有强制性标准（代号为GB）、推荐性标准（代号为GB /T）。

（2）行业标准

行业标准也是全国性的标准，但是它是由主管生产部（或总局）发布，如建材行业标准（代号为JC），建工行业标准（代号为JG），冶金行业标准（代号为YB），交通行业标准（代号为JT）。

（3）地方标准

地方标准是地方主管部门发布的地方性标准（代号为DB）。

（4）企业标准

企业标准则仅适用于本企业（代号为QB）。凡没有制定国家标准、行业标准的产品，均应制定企业标准。

标准的一般表示方法，是由标准名称、部门代号、编号和批准年份等组成。例如，《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB /T 50082—2009）。对于强制性国家标准，任何技术（或产品）不得低于其规定的要求；对推荐性国家标准，表示也可以执行其他标准的要求；地方标准或企业标准所制定的技术要求应高于国家标准。

3）本课程的内容与学习

本课程作为土木工程类各专业基础课，将通过课堂教学，采用现行的最新标准和规范，系统讲述常用土木工程材料的基本性能及应用。主要内容包括无机气硬性胶凝材料、水泥、砂浆、混凝土、砌筑材料和屋面材料、钢材、合成高分子材料、沥青材料、木材、其他工程材料、土木工程材料试验等。在本课程的学习过程中，要注意了解事物的本质和其内在联系，弄懂形成这些性质的内在原因和这些性质之间的相互关系。对于同一类属的不同品种的材料，不但要学习它们的共性，更重要的是要了解它们各自的特性和具备这些特性的原因。一切材料的性质都不是固定不变的，在使用过程中，甚至在运输和储存过程中，它们的性质都在不断起着变化。为了控制材料在使用前和使用中的变质问题，还必须了解引起变化的外界条件和材料本身的内在原因，从而了解变化的规律，以保证土木工程的耐久性。

除了课堂教学，试验课是本课程必不可少的重要教学环节，其任务是验证基本理论、学习试验方法和技术、培养严谨缜密的科学态度和科学研究能力。进行试验时，要严肃认真，一丝不苟，即使对操作相对比较简单的试验，也不应例外。特别应注意了解试验条件对试验结果的影响，并对试验结果作出正确的分析和判断。通过试验，加深对理论知识的理解，增强对土木工程材料的感性认识。