土木工程材料

刘伟、孙红芳、王琰帅

目录

  • 1 课程介绍
    • 1.1 课程大纲
    • 1.2 课程考核
    • 1.3 任课老师
    • 1.4 课程群号及二维码
  • 2 绪论
    • 2.1 0.1 土木工程材料的范畴和分类
    • 2.2 0.2 土木工程材料的标准化
    • 2.3 0.3 土木工程材料的发展方向
    • 2.4 0.4 土木工程材料的教学目标
    • 2.5 0.5 土木工程材料的课程特点与学习方法
    • 2.6 0.6 视频:教材主编讲绪论
    • 2.7 0.7 测验1:绪论
  • 3 第一章   土木工程材料基本性质
    • 3.1 1.1  材料的物理性质
    • 3.2 1.2 材料的力学性质
    • 3.3 1.3 材料的耐久性、安全性与环境协调性
    • 3.4 1.4 材料的组成、结构对性能的影响
    • 3.5 1.5 课程学习视频(源自校外MOOC)
    • 3.6 1.6 试验视频:基本性质试验
    • 3.7 1.7 测验2:基本性质
    • 3.8 1.8 作业
  • 4 第三章(1)  气硬性胶凝材料
    • 4.1 3.1 石灰
      • 4.1.1 3.1.1  石灰的生产与分类
      • 4.1.2 3.1.2 石灰的硬化与性质
      • 4.1.3 3.1.3 石灰的应用
    • 4.2 3.2 石膏
      • 4.2.1 3.2.1 石膏的种类
      • 4.2.2 3.2.2 建筑石膏的水化硬化
      • 4.2.3 3.2.3 建筑石膏的性能与技术要求
      • 4.2.4 3.2.4 建筑石膏的应用
    • 4.3 3.3 其他气硬性胶凝材料
      • 4.3.1 3.3.1 水玻璃
      • 4.3.2 3.3.2 镁质胶凝材料
    • 4.4 3.1-3.3  课程学习视频
    • 4.5 3.1-3.3  测验3:石灰、石膏
    • 4.6 3.1-3.3  作业:石灰、石膏
  • 5 第三章(2)  水硬性胶凝材料
    • 5.1 3.4 通用硅酸盐水泥
      • 5.1.1 3.4.1 定义及生产概况
      • 5.1.2 3.4.2 水化硬化
      • 5.1.3 3.4.3 技术要求
      • 5.1.4 3.4.4 性能特点及应用
      • 5.1.5 3.4.5 水泥石的腐蚀
    • 5.2 3.4 课程学习视频
    • 5.3 3.4 试验视频
    • 5.4 3.4  测验4:水泥
    • 5.5 3.4 作业:水泥
  • 6 第四章  混凝土-组成材料
    • 6.1 4.1  普通混凝土组成材料
      • 6.1.1 4.1.1 水泥的选用
      • 6.1.2 4.1.2 骨料
      • 6.1.3 4.1.3 水
      • 6.1.4 4.1.4 外加剂
      • 6.1.5 4.1.5 矿物外加剂
    • 6.2 4.1 课程学习视频
    • 6.3 4.1 试验视频
    • 6.4 4.1 测验5:混凝土组成
    • 6.5 4.1 作业:混凝土组成
  • 7 第四章  混凝土-新拌混凝土性能
    • 7.1 4.2 新拌混凝土性能
      • 7.1.1 4.2.1 和易性的含义
      • 7.1.2 4.2.2 和易性的测试方法
      • 7.1.3 4.2.3 和易性的影响因素
      • 7.1.4 4.2.4 混凝土的凝结时间
    • 7.2 4.2 课程学习视频
    • 7.3 4.2 试验视频
    • 7.4 4.2 测试6:新拌混凝土性能
    • 7.5 4.2 作业:新拌混凝土性能
  • 8 第四章  混凝土- 混凝土强度
    • 8.1 4.3.1  混凝土的强度
      • 8.1.1 4.3.1.1  强度概念
      • 8.1.2 4.3.1.2 影响强度的因素
    • 8.2 4.3.1 课程学习视频
    • 8.3 4.3.1 试验视频
    • 8.4 4.3.1 测验7:混凝土强度
    • 8.5 4.3.1 作业:混凝土强度
  • 9 第四章  混凝土-变形性能
    • 9.1 4.3.2 混凝土的变形性能
    • 9.2 4.3.2 课程学习视频
    • 9.3 4.3.2 混凝土裂缝修补视频
    • 9.4 4.3.2 测验8:混凝土变形性能
    • 9.5 4.3.2 作业:混凝土变形性能
  • 10 第四章 混凝土-耐久性专题
    • 10.1 4.3.3 混凝土耐久性专题
    • 10.2 4.3.3 课程学习视频
    • 10.3 4.3.3 试验视频与深圳海砂楼
    • 10.4 4.3.3 测验9:混凝土耐久性
    • 10.5 4.3.3 作业:混凝土耐久性
  • 11 第四章 混凝土-混凝土质量控制与配合比设计
    • 11.1 4.4 混凝土的质量控制与强度评定
    • 11.2 4.5 混凝土配合比设计
    • 11.3 4.4-4.5 课程学习视频
    • 11.4 4.5-4.5 测验10:混凝土质量控制与配合比设计
    • 11.5 4.4-4.5 作业:混凝土质量控制与配合比设计
  • 12 第二章 建筑金属材料-定义及技术性能
    • 12.1 2.1 定义和分类
    • 12.2 2.2 主要技术性能
    • 12.3 2.3 组成与结构
    • 12.4 2.1-2.3 课程学习视频
    • 12.5 2.1-2.3 试验视频
    • 12.6 2.1-2.3 测验11:金属材料01
    • 12.7 2.1-2.3 作业:金属材料01
  • 13 第二章 建筑金属材料-组成及加工等
    • 13.1 2.4 加工处理
    • 13.2 2.5 工程用钢材
    • 13.3 2.6 腐蚀与防护
    • 13.4 2.4-2.6 课程学习视频
    • 13.5 2.4-2.6 测验12:金属材料02
    • 13.6 2.4-2.6 作业:金属材料02
  • 14 第五章 砌筑材料
    • 14.1 5.1 砂浆
    • 14.2 5.2 砌体
    • 14.3 5.1-5.2 测验13:砌筑材料
    • 14.4 5.1-5.2 作业:砌筑材料
  • 15 第六章 沥青和沥青混合料
    • 15.1 6.1 沥青
    • 15.2 6.2 沥青混合料
    • 15.3 6.1-6.2 测验14:沥青和沥青混合料
    • 15.4 6.1-6.2 作业:沥青和沥青混合料
  • 16 第七和八章 高分子和木材
    • 16.1 7.0 高分子
    • 16.2 8.0 木材
    • 16.3 7.0-8.0 测验15:高分子和木材
    • 16.4 7.0-8.0 作业:高分子和木材
  • 17 复习
    • 17.1 复习(2020.06.30)
0.2 土木工程材料的标准化

1. 中国标准

1988年12月29日第七届全国人民代表大会常务委员会第五次会议通过 2017年11月4日第十二届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议修订)。

图0.2-1 标准化法封面

(1)标准的定义

《标准化法》第一章 总则  第二条:本法所称标准(含标准样品),是指农业、工业、服务业以及社会事业等领域需要统一的技术要求。

按照功能可以将标准划分为:术语、符号、分类、试验方法、规范、规程和指南等类型,习惯上统称为标准。不同类型标准之间也存在区别,依据国家标准《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》GB/T 1.1-2009和《标准编写规则 第1-7部分 系列标准》GB/T 20001.1-7-201* ,标准、规范、规程及指南等不同类型的标准的定义如下:

标准( Standard):为了在一定的范围内获得最佳秩序,经协商一致制定并由公认机构批准,共同使用的和重复使用的一种规范性文件。土木工程行业,当针对产品、方法、符号、概念等时,一般采用标准。如《土工试验方法标准》、《道路工程术语标准》、《建筑抗震鉴定标准》、《建筑工

规范(Specification):规范产品、过程或服务需要满足的要求的条件。土木工程行业,当针对工程勘察、规划、设计、施工等技术事项做的规定时,通常采用规范。如《混凝土结构设计规范》、《钢结构工程施工质量验收规范》、《工程测量规范》等。

规程(Code of practice:为设备、构件或产品的设计、制造、安装、维护或使用而推荐惯例或程序的文件。土木工程行业,当针对操作、工艺、管理等技术要求时,一般采用规程。如《建筑机械使用安全操作规程》、《水泥企业工艺管理规程》、《钢筋气压焊接规程》。

指南(Guideline):以适当的背景知识提供某主题的普遍性、原则性、方向性的指导,或者同时给出相关建议或信息的标准。其必备要素是“需要考虑的因素”,这是指南标准区别于其他类型标准的一个显著特征。指南标准能够帮助标准使用者起草相关标准或技术文件,或者形成与该主题有关的技术解决方案。如《混凝土结构耐久性设计指南》、《绿色建筑后评估技术指南》等。


(2)标准的分类

《标准化法》第一章 总则  第二条:标准包括国家标准、行业标准、地方标准和团体标准、企业标准。国家标准分为强制性标准,推荐性标准,行业标准、地方标准是推荐性标准强制性标准必须执行。国家鼓励采用推荐性标准。 


(3)标准的制定

《标准化法》第二章 标准的制定:

(ⅰ)  强制性国家标准:第十条 对保障人身健康和生命财产安全、国家安全、生态环境安全以及满足经济社会管理基本需要的技术要求,应当制定强制性国家标准。 国务院标准化行政主管部门负责强制性国家标准的立项、编号和对外通报。

扩展阅读:中华人民共和国国家标准,如《混凝土结构设计规范(2015版)》GB 50010-2010,发布单位为:国务院标准化行政主管部门“国家市场监督管理总局”,建设行业一般与建设行政主管部门“住房与城乡建设部”联合发布 

国家市场监督管理总局对外保留 国家标准化委员会(Standardization Administration)牌子。以国家标准化管理委员会名义,下达国家标准计划,批准发布国家标准,审议并发布标准化政策、管理制度、规划、公告等重要文件;开展强制性国家标准对外通报;协调、指导和监督行业、地方、团体、企业标准工作;代表国家参加国际标准化组织、国际电工委员会和其他国际或区域性标准化组织;承担有关国际合作协议签署工作;承担国务院标准化协调机制日常工作。


(推荐性国家标准:第十一条 对满足基础通用、与强制性国家标准配套、对各有关行业起引领作用等需要的技术要求,可以制定推荐性国家标准。推荐性国家标准由国务院标准化行政主管部门制定。   

扩展阅读:中华人民共和国国家标准,如《建筑结构制图标准》GB /T 50105-2010,发布单位为:国务院标准化行政主管部门“国家市场监督管理总局”,建设行业一般与建设行政主管部门“住房与城乡建设部”联合发布 

(行业标准:第十二条 对没有推荐性国家标准、需要在全国某个行业范围内统一的技术要求,可以制定行业标准。行业标准由国务院有关行政主管部门制定,报国务院标准化行政主管部门备案。

扩展阅读:中华人民共和国行业标准,如《自密实混凝土应用技术规程》 JGJ/T 283-2012,其行政主管部门为“住房与城乡建设部”。与土木工程相关的其它国务院有关行政主管部门还有:中国建筑材料工业协会”“国家铁路总局”,“交通部”,“水利部”等,具体请参考:行业标准代号一览表 

            

(地方标准:第十三条 为满足地方自然条件、风俗习惯等特殊技术要求,可以制定地方标准。地方标准由省、自治区、直辖市人民政府标准化行政主管部门制定;设区的市级人民政府标准化行政主管部门根据本行政区域的特殊需要,经所在地省、自治区、直辖市人民政府标准化行政主管部门批准,可以制定本行政区域的地方标准。 (扩展阅读:深圳市属于设区的市级人民政府,可以制定地方标准,例如:深圳市既有房屋结构安全隐患排查技术标准 SJG41-2017

(团体标准:第十八条 国家鼓励学会、协会、商会、联合会、产业技术联盟等社会团体协调相关市场主体共同制定满足市场和创新需要的团体标准,由本团体成员约定采用或者按照本团体的规定供社会自愿采用。扩展阅读中国工程建设标准化协会,简称中国建设标协,China Association for Engineering Construction Standardization,缩写CECS,如:《石粉在混凝土中应用技术规程》T/CECS645-2019

(ⅵ) 企业标准:第十九条 企业可以根据需要自行制定企业标准,或者与其他企业联合制定企业标准。扩展阅读:如:华为企业技术标准,《高密度PCB(HDI)检验标准》Q/DKBA3178. 2-2004

  

(4)标准的技术要求级别及法律责任

 (ⅰ)  技术要求级别

《标准化法》第二章 标准的制定  第二十一条: 推荐性国家标准、行业标准、地方标准、团体标准、企业标准的技术要求不得低于强制性国家标准的相关技术要求。       

技术要求:企业标准、团体标准 >地方标准 >行业标准 > 推荐性国家标准 >强制性国家标准

(ⅱ)  法律责任

《标准化法》第五章 法律责任:

第三十六条 生产、销售、进口产品或者提供服务不符合强制性标准,或者企业生产的产品、提供的服务不符合其公开标准的技术要求的,依法承担民事责任

第三十七条 生产、销售、进口产品或者提供服务不符合强制性标准的,依照《中华人民共和国产品质量法》、《中华人民共和国进出口商品检验法》、《中华人民共和国消费者权益保护法》等法律、行政法规的规定查处,记入信用记录,并依照有关法律、行政法规的规定予以公示;构成犯罪的,依法追究刑事责任

依据2017年11月4日第十二届全国人民代表大会常务委员会第三十次会议修订的《标准化法》第二条,国家标准分为强制性标准,推荐性标准,行业标准、地方标准是推荐性标准。因此,依据第三十六条和三十七条,现在只有强制性国家标准(GB),具有法律赋予的法定地位。传统的强制性行业标准(标准编号不含 ****/T)不再具有必然的法律约束。

而依据修订前1988年颁布的《标准化法》第七条国家标准、行业标准分为强制标准和推荐性标准。保障人体健康,人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制标准,其他标准是推荐性标准。省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定的工业产品的安全、卫生要求的地方标准,在本行政区域内是强制性标准。强制性行业标准和地方标准也具有法律赋予的法定地位(现在没有了)。

2017年11月之后,新颁布(含修订)的行业标准和地方标准,均为推荐性标准(标准编号含**/T)。


2. 国际先进标准

国外先进标准是国际上有权威的区域性标准、世界主要经济发达国家的国家标准和通行的团体标准,以及其他国际上先进的标准。其他国家的国家标准以及国际上通行的团体标准在我国均没有法律地位。

国外先进标准、反映了国际上当前的先进技术水平。积极采用国际标准和国外先进标准是我国的一项重要技术经济政策,是技术引进的重要组成部分。它对促进技术进步,提高质量和社会经济效益,扩大对外贸易,提高标准化水平,具有重要作用。

(1)国际或区域性标准

(ⅰ)   国际标准化组织 (ISO)

(ⅱ)   欧洲标准化委员会 (CEN)

(ⅲ)   北欧委员会 (NT)


(2)其他国家的国家标准

(ⅰ)  美国国家标准(ANSI)

(ⅱ)  俄罗斯国家标准(ROCT)


(ⅲ)  德国国家标准(DIN)

(ⅳ)  法国国家标准(NF)

(ⅴ)  日本工业标准(JIS)

(ⅵ)   英国国家标准(BS)

(ⅵ)   意大利国家标准(UNI)



(3)协会/团体标准

(ⅰ)  美国材料与试验协会标准(ASTM)

(ⅱ)  美国混凝土协会标准(ACI)

(ⅲ)  国际材料与结构研究实验联合会(RILEM)

(ⅳ)  美国国家公路与运输协会标准(AASHTO)

(ⅴ)  国际结构混凝土联合会(fib)

(ⅵ)  美国机械工程师协会标准(ASME)


3. 土木工程材料的标准化

早期的工程建设标准化主要反映在建筑尺寸的配合关系上。中国古代为使木结构建筑各部分构件和建筑物总体尺寸协调一致,曾采用模数尺寸,如宋代的材份、清代的斗口。现在工程建设标准是工程质量和安全管理的核心,也对规范市场秩序起非常重要的作用。土木工程建设过程中,工程的设计方法、施工方法都与材料密切相关,因此土木工程材料标准是工程建设标准中很重要的一部分。 

我国绝大多数的土木工程材料都制定有产品的技术标准,这些标准一般包括:产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等方而的内容。 

土木工程材料的技术标准是产品质量的技术依据。生产企业按标准生产合格的产品,使用部门,按标准选用合适的材料,检测部门按标准进行产品检测。此外,技术标准也还是供需双方进行产品质虽验收的依据,是保证工程质量的先决条件。

需要强调的是:《标准化法》第二章 标准的制定  第二十一条: 推荐性国家标准、行业标准、地方标准、团体标准、企业标准的技术要求不得低于强制性国家标准的相关技术要求。因此,任何技术(或产品)不得低于强制性国家标准所规定的要求,行业标准、地方标准或企业标准所指制定的技术(或产品)要求应高于国家标准(即国家标准是最低要求)