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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四

2、級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,

3、第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,第,2,章 土木工程材料,教,教學目標,,學目標,,,了解土木工程材料的分類，掌握常見材料的基本性能和用途，重點掌握木材、磚、鋼材、水泥、混凝土、建筑砂漿的種類和用途，對其它材料作一般了解。了解材料工業(yè)的發(fā)展趨勢。,,,,,,,,教學目標,具有對施工現(xiàn)場常用土木工程材料的辨識能力及分析能力,,,為日后對施工現(xiàn)場常用土木工程材料及制品的選用、進場驗收、檢測、保管工作打好基礎。,知識目標,技能目標,第一節(jié),,土木工程材料概述,,第二節(jié),木材,,第三

4、節(jié),氣硬性,膠凝材料,,第四節(jié),,水硬性膠凝材料,,第五節(jié) 建筑鋼材,,第六節(jié) 磚、瓦、砂、石,,第七節(jié) 瀝青及瀝青混合料,,第八節(jié) 建筑功能材料,目錄,,土木工程材料概述,任何土木工程建（構(gòu)）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、機場、隧道等）都是用材料按一定的要求建造的，土木工程中所用的各種材料統(tǒng)稱土木工程材料。,土木工程材料的地位,,土木工程材料的性質(zhì),土木工程材料的物理性質(zhì),,,1.,材料的密度、表觀密度和堆積密度,,,2.,材料的孔隙和空隙,,土木工程材料概述,,土木工程材料的性質(zhì),材料的力學性質(zhì),,,1.,強度與比強度,,,2.,材料的彈性與塑性,,,3.,脆性和韌性,,,4.

5、,硬度和耐磨性,,,5.,材料的徐變和應力松弛,,土木工程材料概述,,土木工程材料的性質(zhì),材料與水有關(guān)的性質(zhì),,,1.,材料的親水性與憎水性,,,2.,材料的吸濕性和吸水性,,,3.,耐水性,,,4.,抗?jié)B性,,,5.,抗凍性,,土木工程材料概述,,土木工程材料的性質(zhì),材料的熱性質(zhì),,,1.,熱容性,,,2.,導熱性,,,3.,熱變形性,,,土木工程材料概述,,土木工程材料的性質(zhì),材料的耐久性,,材料在使用過程中能抵抗周圍各種介質(zhì)侵蝕而不破壞，也不易失去原有性能的性質(zhì)稱為耐久性。,,土木工程材料概述,,,,,土木工程材料的種類,:,,,,土木工程材料的種類,:,,無機材料：金屬材料、非金屬材料

6、,金屬材料：,黑色金屬（鐵、鋼）、有色金屬（鋁、銅及合金等）及其合金制造的型材、管材、板材和金屬制品等。,,,,土木工程材料的種類,:,非金屬材料：天然石材、燒土制品、玻璃膠凝材料混凝土、砂漿、無機涂料、石棉、礦棉、纖維制品和熔巖制品等。,,,,土木工程材料的種類,:,,有機材料,植物材料,瀝青材料,高分子材料,,,,土木工程材料的種類,:,,復合材料,玻璃鋼防腐管道,水泥砂漿混凝土,,,,土木工程材料的種類,:,,土木工程結(jié)構(gòu)材料,概念：,指構(gòu)成土木工程受力構(gòu)件和結(jié)構(gòu)所用的材料，如梁、板、柱、基礎、框,,架、墻體、拱圈、瀝青混凝土路面、無機結(jié)合料穩(wěn),,定基層及底基層和其它受力構(gòu)件、結(jié)構(gòu)等所用

7、的材料。,,,技術(shù)性能要求：,強度和耐久性。,港珠澳大橋,,,,土木工程材料的種類,:,,土木工程功能材料,概念：土木工程功能材料主要是指擔負某些建筑功能的非承重用材料，如防水材料、絕熱材料、吸聲和隔聲材料、采光材料、裝飾材料等。,,,一般來講，土木工程結(jié)構(gòu)物的可靠度與安全度主要由土木工程材料組成的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)體系所決定，而土木工程結(jié)構(gòu)物的使用功能與品質(zhì)主要決定于土木工程功能材料。此外，對某一種具體材料來說，它可能兼有多種功能。,,丘浚故居,,,,,木材,,由于木材具有其獨特的優(yōu)良特性，所以，木材在建筑工程尤其是裝飾領域中，始終保持著重要的地位。 但是，林木生長緩慢，我國又是森林資源貧乏

8、的國家之一 ，因此，在建筑工程中，一定要經(jīng)濟合理地使用木材，做到長材不短用，優(yōu)材不劣用，并加強對木材的防腐、防火處理，以提高木材的耐久性，延長使用年限。,,木材,,,木材的構(gòu)造,,,,樹木由樹冠、樹干和樹根三部分組成。,,樹干由樹皮、形成層、木質(zhì)部（即木材）和髓心組成,,木材,,,木材的主要性質(zhì),,,,木材的主要性質(zhì)包括物理性質(zhì)和力學性質(zhì)，如含水量，熱脹冷縮、溫度、強度（抗拉、抗彎、抗壓和抗剪）。,,,木材的強度主要有抗壓、抗拉、抗剪及及抗彎強度，而抗壓、抗拉、抗剪強度,,又有順紋、橫紋之分。,含水率高，強度降低。,木材的剪切,含水率對木材強度的影響,,,,木材的干燥、防腐與防火,,2010,

9、年,11,月,13,日凌晨，清華標志性建筑清華學堂起火，木結(jié)構(gòu)基本被毀，圖為清華學堂著火前后。,,木材,,,工程木材分類,,,工程木材分為原木、鋸材、人造板材。,,,,鐵路枕木,橡木原木,,氣硬性膠凝材料,,,石膏,,,石膏是一種以硫酸鈣為主要成分的氣硬性膠凝材料，石膏性能優(yōu)良。我國石膏資源豐富，居世界首位。土木工程中使用最多的石膏品種是建筑石膏，建筑石膏具有良好的可塑性、很好的防火性能、隔熱性能和吸聲性能，具有良好的裝飾性和可加工性。,,氣硬性膠凝材料,,,石灰,,,,石灰是在土木工程中使用較早的礦物膠凝材料之一。石灰石的主要成分是碳酸鈣，將石灰石煅燒，碳酸鈣將分解成為生石灰。,,氣硬性膠凝

10、材料,,,石灰,,,,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,凡由硅酸鹽水泥熟料、,0- 5%,石灰石或?；郀t礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（波特蘭水泥）。,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,水泥的性能,,為了滿足土木工程應用的要求，水泥需具備三方面的性能：物理力學性能 、施工性能、耐久性能。,,,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,水泥的凝結(jié)時間,,凝結(jié)時間為水泥加水開始到水泥漿失去流動性，即從可塑性發(fā)展到固體狀態(tài)所需要的時間。包括：初凝時間 、終凝時間 。,,,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,水泥凝結(jié)時間測定方法：,,用標準稠度的水泥凈漿，在規(guī)定的溫濕度下，用凝結(jié)時間測定儀來測

11、定。,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,特種水泥,,特種水泥包括：快硬硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥、白色硅酸鹽水泥 、高鋁水泥 、膨脹水泥,,,,水硬性膠凝材料,,,水泥,,,水泥儲存、運輸和保管,,,不同品種、不同標號的水泥應分別存放，不可混雜。對袋裝水泥，地面墊板要高出地面,30cm,，四周離墻,30cm,．，堆放高度一般不超過,10,袋。存放散裝水泥時，地面要抹水泥砂漿。,,,混凝土,,,普通混凝土,,,普通混凝土組成,,,1—,石子,2—,砂,,3—,水泥漿,4—,氣孔,,混凝土,,,普通混凝土,,,普通混凝土的主要技術(shù)指標,,1.,混凝土拌合物的和易性：,,,和易性也可稱工作性 ，是

12、指混凝土在攪拌、運輸、澆灌、搗實等過程中易于工作，能保持質(zhì)量均勻而不發(fā)生離析的性能。,,,,,混凝土,,,普通混凝土,,,普通混凝土的主要技術(shù)指標,,2.,混凝土的強度 ：按照,《,普通混凝土力學性能試驗方法標準,》,（,GB/T50081-2002,），制作邊長為,150mm,的立方體在標準養(yǎng)護,[,溫度（,20±2,）℃、相對濕度在,95%,以上,],條件下，養(yǎng)護至,28d,齡期，用標準試驗方法測得的極限抗壓強度，稱為混凝土標準立方體抗壓強度。,,影響混凝土強度等級的因素主要有水泥等級和水灰比、集料、齡期、養(yǎng)護溫度和濕度等。,,,混凝土,,,普通混凝土,,,普通混凝土的主要技術(shù)指標,,3.

13、,混凝土的強度等級：,混凝土強度等級采用符號,C,與立方體抗壓強度標準值（單位為,MPa,）來表示。 按照,《,混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范,》,（,GB50010-2010,）規(guī)定，普通混凝土劃分為十四個等級，即：,C15,，,C20,，,C25,，,C30,，,C35,，,C40,，,C45,，,C50,，,C55,，,C60,，,C65,，,C70,，,C75,，,C80,。,,,混凝土,,,普通混凝土,,,普通混凝土的主要技術(shù)指標,,4.,混凝土的耐久性 是指抵抗環(huán)境介質(zhì)作用并長期保持其良好的使用性能,,和外觀完整性的能力。主要包括抗?jié)B、抗凍、抗侵蝕、碳化、堿骨料反應等性,,能。,,混凝土,,

14、,鋼筋混凝土,,,,鋼筋混凝土（簡寫為,RC,），工程上常被簡稱為鋼筋砼。是指通過在混凝土中加入鋼筋與之共同工作來改善混凝土力學性質(zhì)的一種組合材料。,,混凝土,,,預應力混凝土,,,預應力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受外力荷載作用前，先人為地對它施加壓力，由此產(chǎn)生的預應力狀態(tài)用以減小或抵消外荷載所引起的拉應力，即借助于混凝土較高的抗壓強度來彌補其抗拉強度的不足，達到推遲受拉區(qū)混凝土開裂的目的。,,砂漿,,,,砌筑砂漿,,,,用于磚石砌體的砂漿，起粘結(jié)磚石和傳遞荷載的作用。在結(jié)構(gòu)工程中，把單塊的磚、石、砌塊等膠結(jié)起來構(gòu)成砌體。,,砂漿,,,,抹面砂漿,,,凡涂抹在建筑物或土木工程構(gòu)件表面的砂漿，可統(tǒng)

15、稱為抹面砂漿。一般可將抹面砂漿分為以下主要幾種 ：普通抹面砂漿 、裝飾砂漿 、防水砂漿,,砂漿,,,,其它特種砂漿。,,,,主要有絕熱砂漿、吸聲砂漿、耐酸砂漿、防,X,射線砂漿、抗中子輻射砂漿。,鋼結(jié)構(gòu)立體停車場,,建筑鋼材,,,,,在土木工程中，應用量最大的金屬材料是鋼材，土木工程用的鋼材是指用于鋼結(jié)構(gòu)的各種型材（如圓鋼、角鋼、工字鋼）、鋼板、管材和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼絲等。,中國國家體育館,中國國家體育館,,建筑鋼材,,,鋼材冶煉,,,,煉鐵,,煉鋼,,軋制,,建筑鋼材,,,鋼材力學性能,,,,強度,,鋼材在外力作用下抵抗變形和斷裂的能力。,,反映它的指標主要有屈服強度、抗拉強度

16、 。強度是工程設計和選材的重要依據(jù)，也是材料購銷和檢驗工作中的重要指標。,,建筑鋼材,,,鋼材力學性能,,,,塑性,,塑性是鋼材在外力作用下，產(chǎn)生變形而不破壞的能力。塑性的好壞直接影響鋼材的加工、成形及使用。,,建筑鋼材,,,鋼材力學性能,,,,沖擊韌性,,沖擊韌性是指鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，是衡量鋼材抵抗動荷載能力的指標，它是強度和塑性的綜合表現(xiàn)，是判斷鋼材在動荷載作用下是否出現(xiàn)脆性破壞的主要指標之一。,,建筑鋼材,,,鋼材力學性能,,,,疲勞,,疲勞是指鋼材在循環(huán)應力和交變應力作用下，局部產(chǎn)生永久性積累損傷，一定循環(huán)次數(shù)后產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生斷裂的過程。,,建筑鋼材,,,鋼

17、材冷加工與冷作硬化,,,冷加工包括冷軋、冷彎、冷拔等延伸性加工，也包括剪、沖、鉆、刨等切削性加工。,,鋼材的冷作硬化是指當鋼材冷加工超過其彈性極限卸載后產(chǎn)生殘余塑性變形，再次加載時，強度提高，同時塑性、韌性降低的現(xiàn)象。,,建筑鋼材,,,土木工程常用鋼材,,,鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材,,,1,.,鋼板 ：鋼板有厚鋼板、薄鋼板、扁鋼,,2,熱軋型鋼：常用的有角鋼、工字鋼、槽鋼、,H,型鋼、,T,型鋼、鋼管等。,,,建筑鋼材,,,土木工程常用鋼材,,,鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材,,3.,冷彎薄壁型鋼,,,建筑鋼材,,,土木工程常用鋼材,,,鋼筋混凝土常用鋼材,,土木工程結(jié)構(gòu)中常用的鋼材有鋼筋、鋼絲和鋼絞線三類。鋼筋是土木

18、工程中使用最多的鋼材品種之一。,,,鋼筋,鋼絞線,,磚、瓦、石、砂,,,磚,,,磚的分類,,按生產(chǎn)工藝：燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚,,按所用材料：粘土磚和巖土砌塊、粉煤灰磚和粉煤灰砌塊、煤矸石磚和煤矸石砌塊、淤泥磚和淤泥砌塊、頁巖磚和頁巖砌塊、固體廢棄物磚和固體廢棄物砌塊等,,按有無孔洞：空心磚、多孔磚和實心磚,,,,磚、瓦、石、砂,,,磚,,,燒結(jié)多孔磚、多孔砌塊,,,,燒結(jié)多孔磚,頁巖燒結(jié)空心砌塊,,磚、瓦、石、砂,,,磚,,,燒結(jié)多孔磚、多孔砌塊,,,,,煤矸石頁結(jié)磚,爐渣磚,,磚、瓦、石、砂,,,瓦,,,,,,,,粘土瓦,彩鋼瓦,,,,玻璃鋼瓦,,磚、瓦、石、砂,,,砂,,砂的顆粒級配,,,,,

19、,,,骨料顆粒級配示意圖,,,(a),單一顆粒（,b,）兩種粒徑（,c,）多種粒徑粘土瓦,,,,磚、瓦、石、砂,,,砂,,砂的含水狀態(tài),,,,,,,,砂粒含水狀態(tài),,,(a),完全干燥狀態(tài)（,b),風干狀態(tài) （,c,）飽和狀態(tài)（,d),完全濕潤狀態(tài),,,,磚、瓦、石、砂,,,石,,石：指天然石材：采自天然巖石（經(jīng)過加工或未經(jīng)加工）的石材 。,,包括：毛石 、料石 、飾面石材 、 色石渣 、石子 。,,,,,,,,,石材,,塊狀石材,料石,毛石,,,,石材,,塊狀石材,花崗巖,大理石,青石板,,,,石材,,散狀石材,色渣石,卵石,碎石,,瀝青及瀝青混合料,,石油瀝青,,石油瀝青的

20、主要性質(zhì),,,,,瀝青及瀝青混合料,,瀝青混合料,,瀝青混合料是由瀝青和礦質(zhì)材料,(,砂、石子、填充料等,),在加熱或常溫時按適當比例配制而成的混合料的總稱。,,,其中,熱拌熱鋪的密級配碎石,瀝青混凝土經(jīng)久耐用，強度高，整體性好，是修筑高級瀝青路面的代表性材料，應用得最廣,,,,,,瀝青及瀝青混合料,,瀝青混合料,,,,,瀝青路面,工程上對瀝青混合料的主要要求：,,1.,良好的力學性能,,2.,良好的抗滑性能,,3.,施工和易性,,4.,高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。,,建筑功能材料,,建筑防水材料,,防水卷材,,,常用的有以下兩種：高聚物改性瀝青防水卷材、,合成高分子防水卷材,,,,,,,SBS,

21、改性瀝青防水卷材,PVC,塑料防水卷材,,建筑功能材料,,建筑絕熱材料,,絕熱材料是指用于建筑圍護或者熱工設備、阻抗熱流傳遞的材料或者材料復合體。常用絕熱材料有：無機絕熱材料 、有機絕熱材料,,,,,,,,,絕熱材料,絕熱材料是保溫和隔熱材料的總稱。,,傳統(tǒng)的保溫隔熱材料是以提高氣相空隙率，降低導熱系數(shù)和傳導系數(shù)為主。,窯爐用絕熱耐熱陶瓷纖維毯,絕熱保溫涂料片材,,建筑功能材料,,建筑吸聲材料,,吸聲材料是具有較強的吸收聲能、減低噪聲性能的材料。借自身的多孔性、薄膜作用或共振作用而對入射聲能具有吸聲作用,,常用吸聲材料：多孔吸聲材料、薄板振動吸聲結(jié)構(gòu)、共振吸聲結(jié)構(gòu)、穿孔板組合共振吸聲結(jié)構(gòu) 、懸

22、掛空間吸聲體 、簾幕吸聲體 、柔性吸聲材料等,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,建筑功能材料,,建筑裝飾材料,,建筑裝飾材料，又稱建筑飾面材料，是指鋪設或涂裝在建筑物表面起裝飾和美化環(huán)境作用的材料。,,,,,,建筑功能材料,,建筑裝飾材料,,建筑裝飾材料的功能,,,1.,裝飾功能,,,2.,保護功能,,,3.,室內(nèi)環(huán)境改善功能,,,,,,建筑功能材料,,建筑裝飾材料,,建筑裝飾材料的種類,,,1.,天然石材,,,2.,建筑陶瓷,,,3.,建筑玻璃,,,4.,建筑裝飾涂料,,,5.,其它裝飾材料,,,,,,復合材料,,鋼絲網(wǎng)水泥類夾芯復合板材（泰柏板）,復合材料包括有機材料與

23、無機材料的復合、金屬材料與非金屬材料的復合以及同類材料之間的復合等。,1,－外側(cè)砂漿層；,2,－內(nèi)側(cè)砂漿層；,3,－泡沫塑料層；,4,－連接鋼絲；,,5,－鋼絲網(wǎng),,,泰柏板結(jié)構(gòu)示意圖,,,,復合材料,,彩鋼夾芯板材,,,彩鋼夾芯板材以硬質(zhì)泡沫塑料或結(jié)構(gòu)巖棉為芯材，在兩側(cè)粘上彩色壓型鍍鋅鋼板,。,,,,復合材料,,碳纖維材料,優(yōu)點：,自重小、剛度大、抗拉能力強、,能,恢復和提高結(jié)構(gòu)的承載能力和抗裂性能,。,,缺點：,抗剪強度很低,、,延伸率小,、,脆性材料,。,碳纖維加固材料,,,,復合材料,,玻璃纖維增強塑料,玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）：,以玻璃纖維或其制品作為增強材料，以合成樹脂作為基體材

24、料的一種增強塑料。,,優(yōu)點：,加工容易，不銹不爛，不需油漆、質(zhì)量穩(wěn)定、經(jīng)久耐用。,增強玻璃纖維的橋梁,美國著名科技雜志,《,科技新時代,(Popular Science)》,近日評選出,,“,2008,年度,100,項最佳科技成果”，湖南大學土木工程學院肖巖教授領,,銜設計建造的耒陽竹橋被評為,2008,年度最佳工程創(chuàng)新之一，成為繼“水,,立方”北京國家游泳中心,2006,年獲此殊榮之后我國獲得此獎的又一項目，,,也是今年我國獲此獎的唯一一個項目。該雜志還篩選出肖巖教授等四位,,年度發(fā)明家并刊載了他們個人的發(fā)明故事。,,《,科技新時代,》,是美國月刊雜志。創(chuàng)刊于,1872,年，一直是全球銷量,

25、,第一的生活科技信息雜志，共,11,個版本以,9,種文字在世界各地同步發(fā)行。,,,湖南耒陽市這座竹結(jié)構(gòu)單車道橋梁，跨度,10,米，橋面凈寬,3.5,米，采用,9,,根,10,米長梁，實際承載能力約,90,噸。從這些參數(shù)上看，這座橋與普通的,,橋梁沒有太大的區(qū)別。可是，這卻是世界上首座竹結(jié)構(gòu)橋梁，除橋面采,,用預制混凝土板外，其余承重構(gòu)件均用竹材料做成。,因為學校要在樓房原址上興建其他工程，但拆除現(xiàn)有的房屋過于浪費，所以選擇了將其整體平移到,200,米外的新址。此次平移并未使用導軌，而是采用了簡單的滾輪。通俗地講，移動的原理就是用鋼梁將房屋抬起來，之后在房屋下墊起滾輪，滾輪下面鋪設軌道，之后將房屋移動到新址?，F(xiàn)場施工人員并不多，基礎打好后，甚至只要,6,個工人師傅就可以移動樓房。,《,湖大在長沙建成世界,,首座現(xiàn)代竹結(jié)構(gòu)別墅,,能抗,8,級地震,》,,,,《6,個工人師傅靠滾輪,,平移重,150,噸樓房,》,