西安交通大学函授土木工程专业在核心课程中对《土木工程材料》的设置非常全面,涵盖了从基础材料性质到各类具体材料的分类、性能、应用及其施工工艺。这些内容不仅为学生提供了扎实的材料知识基础,还帮助他们理解材料在实际工程中的应用,培养解决实际问题的能力。以下是对其内容的详细总结和分析:
一、材料的基本性质
(一)物理性质
内容:介绍材料的密度、表观密度、堆积密度,以及孔隙率、空隙率对材料性能的影响。
水相关性质:讲解材料的亲水性、憎水性、吸水性、吸湿性和耐水性。
热学性质:介绍材料的导热性和热容量。
应用:帮助学生理解材料的物理性质如何影响其在工程中的适用性,例如耐水性材料适用于潮湿环境,而导热性低的材料适用于隔热。
(二)力学性质
内容:讲解材料的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度、抗剪强度,以及强度等级的划分。
变形性质:介绍材料的弹性、塑性、脆性、韧性。
耐磨性和硬度:讲解材料的硬度和耐磨性。
应用:使学生能够根据工程需求选择合适强度和变形特性的材料,例如高强度材料用于承重结构,韧性材料用于抗震设计。
(三)耐久性
内容:分析影响材料耐久性的因素,如物理作用(冻融)、化学作用(腐蚀)、生物作用(霉菌)。
提高措施:介绍合理选用材料和采取防护措施的方法。
应用:帮助学生在设计和施工中选择耐久性高的材料,延长工程使用寿命。
二、无机胶凝材料
(一)气硬性胶凝材料
石灰:介绍石灰的生产、熟化、硬化过程及其性质和应用。
石膏:讲述石膏的种类、特性、硬化机理及其在建筑中的应用,如制作石膏板。
应用:气硬性胶凝材料主要用于室内装饰和非承重结构,因其硬化需要空气中的二氧化碳。
(二)水硬性胶凝材料
硅酸盐水泥:重点讲解水泥的生产原料、生产工艺、矿物组成、水化硬化过程及其性能。
通用硅酸盐水泥:介绍普通硅酸盐水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥等的特性和适用范围。
其他水泥:阐述铝酸盐水泥、快硬水泥、低热水泥等的特点和应用。
应用:水硬性胶凝材料是混凝土的主要成分,广泛应用于各类土木工程,因其能在水中硬化。
三、混凝土及砂浆
(一)混凝土的组成材料
水泥:介绍水泥的作用和要求。
骨料:讲解骨料的分类、级配及其对混凝土性能的影响。
外加剂:阐述外加剂的种类(如减水剂、早强剂)及其作用机理。
应用:帮助学生理解混凝土的组成材料如何影响其性能,从而合理选择原材料。
(二)混凝土的主要技术性质
和易性:讲解混凝土的流动性、黏聚性和保水性及其测定方法。
强度等级:介绍混凝土的强度等级及其影响因素,如水泥强度、水灰比。
耐久性:阐述混凝土的抗渗性、抗冻性、抗侵蚀性及其提高措施。
应用:使学生掌握混凝土性能的调控方法,确保其在工程中的适用性。
(三)混凝土配合比设计
基本要求:讲解配合比设计的基本要求和步骤。
试配与调整:介绍根据工程要求和原材料性能确定配合比的方法。
应用:帮助学生掌握混凝土配合比设计的技能,确保混凝土质量。
(四)建筑砂浆
分类与组成:介绍砂浆的分类、组成材料及其作用。
技术性质:讲解砂浆的流动性、保水性、强度及其影响因素。
应用:帮助学生理解砂浆在砌筑、抹面、装饰中的应用,掌握其配合比设计。
四、墙体材料
(一)砌墙砖
烧结砖:介绍烧结普通砖、多孔砖、空心砖的生产工艺、规格和性能。
非烧结砖:讲述蒸压灰砂砖、粉煤灰砖的特点和使用范围。
应用:帮助学生理解不同砖的性能差异及其在墙体中的应用。
(二)砌块
混凝土砌块:介绍小型空心砌块、轻集料砌块、加气混凝土砌块的性能和应用。
砌筑方法:阐述砌块的砌筑方法和质量要求。
应用:使学生掌握砌块在现代建筑中的应用,提高施工效率。
(三)墙板
类型与特点:介绍纸面石膏板、硅酸钙板、钢丝网架水泥板等墙板的类型和特点。
应用:帮助学生理解墙板在装配式建筑中的应用,提高施工速度和质量。
五、建筑钢材
(一)钢材的分类和性能
分类:介绍碳素钢、合金钢的分类方法。
力学性能:讲解钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性。
工艺性能:阐述钢材的冷弯性能、可焊性。
应用:帮助学生理解钢材性能如何影响其在工程中的应用。
(二)建筑钢材的品种和应用
常用钢材:介绍热轧钢筋、冷轧钢筋、预应力钢丝等的品种和应用。
锈蚀与防护:讲述钢材锈蚀的原因和防止方法。
应用:使学生掌握钢材在结构工程中的应用,确保结构安全。
六、沥青及沥青混合料
(一)沥青材料
组成与分类:介绍石油沥青的组成、结构和分类。
技术性质:讲解沥青的黏滞性、塑性、温度稳定性、大气稳定性及其测定方法。
改性沥青:阐述乳化沥青、改性沥青的特点和应用。
应用:帮助学生理解沥青材料的性能如何影响其在道路和防水工程中的应用。
(二)沥青混合料
组成结构:介绍沥青混合料的组成结构和分类。
技术性质:讲解混合料的高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及其影响因素。
配合比设计:阐述混合料的配合比设计方法和施工工艺。
应用:使学生掌握沥青混合料在道路工程中的应用,确保道路质量。
七、其他土木工程材料
(一)木材
分类与性质:介绍木材的分类、构造和物理力学性能,如含水率、强度、变形。
防腐与防火:讲解木材的防腐、防火处理方法。
应用:帮助学生理解木材在建筑中的应用,如木结构、装饰。
(二)建筑塑料
种类与性能:介绍塑料门窗、管材、地板等的种类和性能。
应用:使学生掌握塑料制品在建筑中的应用,提高建筑的耐久性和舒适性。
(三)建筑玻璃
类型与性能:介绍平板玻璃、钢化玻璃、夹层玻璃、中空玻璃的性能和特点。
幕墙构造:阐述玻璃幕墙的构造和安装方法。
应用:帮助学生理解玻璃在建筑中的应用,提升建筑的美观性和节能性。
总结
西安交通大学函授土木工程专业的《土木工程材料》课程内容全面且系统,涵盖了材料的基本性质、无机胶凝材料、混凝土及砂浆、墙体材料、建筑钢材、沥青及沥青混合料以及其他材料。这些内容不仅为学生提供了扎实的材料知识基础,还通过实践教学培养了他们的动手能力和解决实际问题的能力。通过学习这门课程,学生能够:
理解材料的物理、力学和耐久性等基本性质,掌握其对工程性能的影响。
掌握无机胶凝材料(如水泥)的生产、性能和应用,为混凝土设计提供理论支持。
熟悉混凝土及砂浆的组成、性能和配合比设计方法,确保其在工程中的适用性。
了解墙体材料(如砖、砌块、墙板)的性能和应用,掌握其施工方法。
掌握建筑钢材的分类、性能和应用,确保钢结构设计的安全性。
理解沥青及沥青混合料的性能和施工工艺,为道路工程提供技术支持。
了解木材、塑料、玻璃等其他材料的性能和应用,丰富工程设计的材料选择。
这些知识和技能将为学生未来从事土木工程工作带来实质需求。