植物材料——木材、竹子 沥青材料——石油沥青、煤沥青、沥青制品 高分子材料——塑料、涂料、粘合剂、油漆
复合材料：
金属材料与无机非金属材料复合—— 钢筋混凝土、钢纤维混凝土
金属材料与有机材料复合—— 轻质金属夹芯板
无机非金属材料与有机材料复合—— 沥青混合料、玻璃纤维增强塑料
土木工程材料的种类
按用途分
• 材料的堆积体积：粉状或粒状材料，在堆集状态下 的总体外观体积。根据其堆积状态不同，同一材料 表现的体积大小可能不同，松散堆积下的体积较大， 密实堆积状态下的体积较小。
土木工程材料的状态参数
材料的密度
• 材料的密度是指材料在绝对密实状态下单位体积的 质量
• 表观密度（俗称“容重”）Hale Waihona Puke 指材料在自然状态下 单位体积的质量。
中国，1898 19世纪——钢材 20世纪——预应力混凝土、高分子材料 21世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材
土木工程材料的种类
地位和作用
1、建筑材料是发展建筑业的物质基础
• 材料费用一般占建筑工程总造价的50-70%； • “十五”期间我国全社会固定资产投资总规模为22～24万
亿元。固定资产投资的60％～70％将用于建筑设施建设或 工程安装，从而转化为建筑业的产值
矿物组成是无机非金属材料中化合物存在的基本形式。
相组成
材料中结构相近、性质相同的均匀部分称为相（气、 液、固）
土木工程材料的基本性质
材料的结构与构造：宏观结构
宏观结构
是指用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织 按孔隙特征分： 1）致密结构，例如钢铁、有色金属 2）多孔结构，加气混凝土、泡沫塑料
3）微孔结构，如石膏制品、粘土砖瓦等 按组织构造特征分：
土木工程材料
土木工程材料的种类
按化学成分：无机材料
金属材料：
黑色金属材料——钢、铁 有色金属材料——铝、铜、 合金
非金属材料：
天然石材——大理石、花岗石 烧土制品——砖、瓦、陶瓷、 玻璃 胶凝材料——石灰、石膏、水泥、水玻璃 混凝土及硅酸盐制品 ——砂浆、混凝土
有机材料：
土木工程材料的种类
按化学成分：有机和复合材料
结构材料：砖、石材、砌块、钢材、混凝土 防水材料：沥青、塑料、橡胶、金属、
聚乙烯胶泥 饰面材料：墙面砖、石材、彩钢板、
彩色混凝土 吸音材料：多孔石膏板、塑料吸音板、
膨胀珍珠岩 绝热材料: 塑料、橡胶、泡沫混凝土 卫生工程材料：金属管道、塑料、陶瓷
土木工程材料的种类
建筑材料的发展：古代
原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土
• 材料的堆积密度，是指粉状或粒状材料，在堆积状 态下单位体积的质量。
土木工程材料的状态参数
材料的孔隙率
• 材料的孔隙率是指材料内部孔隙的 体积占材料总体积的百分率。
土木工程材料的物理性质
材料的亲水性和憎水性
• 材料与水接触时，有些材料能被水润湿，而 有些材料则不能被水润湿，对这两种现象来 说，前者为亲水性，后者为憎水性
土木工程材料的状态参数
材料的体积 • 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的
物理状态，因而表现出不同的体积。
• 材料的绝对密实体积：干材料在绝对密实状态下的 体积。即材料内部没有孔隙时的体积，或不包括内 部孔隙的材料体积。一般以Ｖ表示材料的绝对密实 体积
• 材料的表观体积：材料在自然状态下的体积，即整 体材料的外观体积（含内部孔隙和水分）。
• 材料具有亲水性或憎水性的根本原因在于材 料的分子结构
• 亲水性材料与水分子之间的分子亲合力，大 于水分子本身之间的内聚力；反之，憎水性 材料与水分子之间的亲合力，小于水分子本 身之间的内聚力。
土木工程材料的物理性质
材料的亲水性和憎水性
材料润湿示意图 （ａ）亲水性材料； （ｂ）憎水性材料
土木工程材料的物理性质
建筑材料的发展：古代
万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆
土木工程材料的种类
建筑材料的发展：古代
布达拉宫 ：石材、石灰砂浆
土木工程材料的种类
建筑材料的发展：古代
罗马园剧场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆
土木工程材料的种类
建筑材料的发展：近现代
18世纪中叶——钢材、水泥 (J.Aspdin,1824） 19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；
石器、铁器时代—— 金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马园剧场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆
土木工程材料的种类
建筑材料的发展：古代
金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏
土木工程材料的种类
• 建筑业产值中的30％～40％又要转化为对建材业的需求， 尤其是对水泥产品的需求
• 2002年，我国共生产水泥约70000万吨，比2001年大幅增长 了12. 7%，占世界产量的三分之一左右，超过亚洲产量的 50%强
• 2008年，我国钢材产量超过5亿吨，超过其他八大钢铁大国 的总和
土木工程材料的种类
土木工程材料的基本性质
材料的结构与构造：微观结构
微观结构 是指材料在原子、分子层次的结构，可用电子 显微镜或X射线来进行分析研究。材料的微观结 构，基本上可分为晶体与非晶体（玻璃体和胶 体）
晶体结构的特征是其内部质点（离子、原子、分子） 按照特定的规则在空间周期性排列。
非晶体也称玻璃体或无定形体，如无机玻璃。玻璃体 是化学不稳定结构，在空间上呈非周期性排列。
地位和作用
2、建筑材料是土木工程安全的基本保证
3、建筑材料对结构设计和施工有决定性影响
土木工程材料的基本性质
材料的组成 化学组成
无机非金属建筑材料：以各种氧化物含量来表示 金属材料：以元素含量来表示 化学组成决定着材料的化学性质，影响其物理性质 和力学性质
矿物组成
材料中具有特定晶体结构、特定物理力学性能的组织 结构称为矿物。
1）堆聚结构，如水泥混凝土，沥青混合料 2）纤维结构，如木材纤维、矿物棉纤维 3）层状结构，如胶合板、夹芯板
4）散粒结构，如混凝土骨料、添充料
土木工程材料的基本性质
材料的结构与构造：细观结构
细观结构 是指用光学显微镜可以观察的结构，介于宏观 与微观之间的结构形式
1）金属材料晶粒的粗细及其金相组织 2）木材的木纤维 3）混凝土中的孔隙及界面