單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,,第二章 土木工程材料,本章內(nèi)容,,2.1 土木工程材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系,,2.2 土木工程材料的主要屬性、特點(diǎn),,2.3 日新月異的土木工程材料,土木工程材料,,任何土木工程建（構(gòu)）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等）都是用材料按一定的要求,打造成的，土木工程中所使用的各種材料都統(tǒng)稱為土木工程材料。,,長期以來人類一直在從事著土木工程材料的各類研究工作，并不斷開發(fā)新的材料。幾乎世界上的各種材料都可用作土木工程材料,。,,2.1材料與工程結(jié)構(gòu)的關(guān)系,材料的選擇與土木工程設(shè)計(jì)方案、施工方案、工程經(jīng)濟(jì)性及使用性能密切相關(guān)。,,材料對工程造價(jià)、結(jié)構(gòu)形式、工程壽命有決定性影響。,材料的,品種,很多，一般分為,金屬材料和非金屬材料,兩大類。金屬材料包括黑色金屬（鋼、鐵）與有色金屬；而非金屬材料，按其化學(xué)成分，則有無機(jī)（礦物質(zhì)）與有機(jī)之別。,,材料也可按,功能,分類，一般分為,結(jié)構(gòu)材料,（承受荷載作用的材料，如基礎(chǔ)、柱、梁所用的材料）和,功能材料,（具有其它功能的材料，如起圍護(hù)作用的材料；起,防水作用,的材料；起,隔熱,作用的材料；起,抗腐,作用的材料等）。,,材料還可按,用途,分類，如建筑結(jié)構(gòu)材料；橋梁結(jié)構(gòu)材料；水工結(jié)構(gòu)材料；路面結(jié)構(gòu)材料；建筑墻體材料；建筑裝飾材料；建筑防水材料；建筑保溫材料等。,2.2材料的主要屬性、特點(diǎn),2.2.1 磚、瓦、石,磚的分類：,標(biāo)準(zhǔn)磚,多孔磚,砌塊,2.1.1 磚,原料容易取得,,生產(chǎn)工藝簡單,,價(jià)格低，體積小，便于組合,,使用期長,,質(zhì)感柔和，使人易于接近,,傳統(tǒng)實(shí)心粘土磚優(yōu)點(diǎn)：,毀田取土量大,,耗能高,,磚自重大,,施工勞動強(qiáng)度高、功效低,缺點(diǎn)：,對策：推廣利用工業(yè)廢料制磚或生產(chǎn)空心磚,,減少環(huán)境污染，保護(hù)大片糧田，節(jié),,約大量燃料煤,輕質(zhì)、高強(qiáng)度、空心、大塊,磚的分類,按照生產(chǎn)工藝 燒結(jié)磚,,非燒結(jié)磚,,,按有無孔洞 實(shí)心磚,,空心磚,,多孔磚,,按所用原材料粘土磚 頁巖磚,,煤矸石磚,,粉煤灰磚,,爐渣磚,,灰砂磚,實(shí)心磚 空心磚 多孔轉(zhuǎn),粉煤灰,,,,,煤矸石,非燒結(jié)磚,利用不適合種田的,山泥、廢土、砂,等，加入少量,水泥或石灰,作固結(jié)劑及微量外加劑和適量水混合攪拌壓制成型，自然養(yǎng)護(hù)或蒸養(yǎng)一定時(shí)間即成,,減少了土地毀壞，節(jié)約能源，環(huán)保，變廢為寶,視頻,路面磚,裝飾磚,瓦是屋面材料。,,瓦,屋面材料,,按成分分類：,粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦,、鋼絲網(wǎng)水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦。,,按形狀分類：平瓦、波形瓦。,,等級劃分：優(yōu)等品、一等品、合格品,,,2.1.3 石,,凡采自天然巖石，經(jīng)過加工或未經(jīng)加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材,。,石的種類：,,1、毛石,,2、料石,,3、飾面石材,,4、色石渣,,石子,2.1.3 石,抗壓強(qiáng)度高,,耐磨性好,,耐水性好,,耐久性好,,就地取材,,生產(chǎn)成本低,,加工后具有良好的裝飾性,優(yōu)點(diǎn):,石的種類,1.毛石,,也稱片石，使采石場由爆破直接獲得的形狀不規(guī)則的石塊,,用途：砌筑基礎(chǔ)、堤 壩、擋土墻、毛石混凝土的骨料,2.料石,,人工或機(jī)械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經(jīng)鑿琢而成,3.飾面石材,,分類：花崗巖、大理石,,用途：裝飾石材，用于內(nèi)外墻、柱面、地面、欄桿、臺階等處的裝修,,,.石子,,多用于混凝土的粗骨料，路橋工程、鐵道工程的路基道渣。,,,分類：碎石——天然石經(jīng)破碎篩分得到，,,,粒徑>5mm,,卵石——自然作用形成，,粒徑,,>5mm,砂,砂一般分為：天然砂和人工砂。,,砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬钠骄旨?xì)程度。通常有粗砂、中砂、細(xì)砂之分。,黃砂,遼代山西應(yīng)縣木塔,2.2.2 木材,木材的優(yōu)點(diǎn)：,輕質(zhì)高強(qiáng),,易于加工（鋸、刨、鉆等）,,高強(qiáng)的彈性和韌性,,能承受沖擊和振動作用,,導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能低,,木紋美麗，裝飾性能好,構(gòu)造不均勻，各向異性,,以吸濕、吸水，從而產(chǎn)生較大的濕漲、干縮變形,,易燃、易腐,,,缺點(diǎn)：,抗壓,,抗 拉,,抗彎,抗剪,,順紋,橫紋,順紋,橫紋,,順紋,橫紋,1,1/10～1/3,2～3,1/20～1/3,1.5～2,1/7～1/3,1/2～1,木材各種強(qiáng)度的關(guān)系,2.2.3 混凝土,一、,混凝土,,簡寫砼，是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一。,混凝土是由膠結(jié)材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的人造石材。,,二、發(fā)展歷史,,1824年Aspdin發(fā)明了波特蘭水泥（硅酸鹽水泥），以水泥作為膠凝材料的混凝土開始問世,,1850年鋼筋混凝土問世,,1928年預(yù)應(yīng)力混凝土問世,混凝土運(yùn)輸車,2.2.3 混凝土,1、普通混凝土,,由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細(xì)骨料（砂）和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。,,三、混凝土的種類,2.2.3 混凝土,2.2.3 混凝土,2、特種混凝土,,(1) 輕集料混凝土（輕質(zhì)砼、輕骨料砼）、,,(2) 纖維增強(qiáng)混凝土（簡稱FRC）,,(3) 聚合物混凝土,,(4) 道路混凝土（碾壓砼）,,(5) 自密實(shí)混凝土,2.2.3鋼材,,,一、鋼材的分類,,建筑鋼材的產(chǎn)品種類一般分為型材、板材、管材和金屬制品四類。,2.2.1 鋼材,1、型材,,主要有角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、吊車軌道、金屬門窗、鋼板樁型鋼等。,槽鋼,鋼管,角鋼,工字鋼,H型鋼,2.2.1 鋼材,2、板材,,主要指鋼結(jié)構(gòu)用鋼，建筑結(jié)構(gòu)中主要采用中厚板與薄板。,,3、管材,,主要用于桁架、塔桅等鋼結(jié)構(gòu)中。,,4、金屬制品,,土木工程中主要使用的產(chǎn)品有鋼絲、鋼絲繩以及預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線。,二、土木工程用鋼材,土木工程鋼材可劃分為鋼結(jié)構(gòu)用材和鋼筋混凝土用材兩大類。,1、鋼結(jié)構(gòu)用鋼材,,我國鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的鋼類主要有普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼。主要有Q235(A3鋼)、Q315(16Mn鋼),輕鋼廠房,2.2.3 鋼材,2、鋼筋混凝土用鋼材,鋼筋混凝土用的鋼材主要指鋼筋,。,鋼筋等級：,,一級鋼,,二級鋼,,三級鋼,,四級鋼,二級鋼,一級鋼,2.2.3 鋼材,鋼筋,2.2.3 鋼材,2.2.5 瀝青、瀝青制品與其他防水材料,,,天然瀝青,,改性瀝青,,,瀝青復(fù)合胎柔性防水卷材,,2.3 日系月異的土木工程材料,一、往輕質(zhì)高強(qiáng)方向發(fā)展,,,混凝土：,C10,,→,C25,→,C60,→,C80,→,C100,→,,C200,,輕骨料,（陶粒、浮石等）混凝土和,多孔,（主要是加氣）混凝土得到迅速發(fā)展，其重度為,14,－,18KN/m3,,預(yù)應(yīng)力混凝土,,,,二、往綠色環(huán)保方向發(fā)展,,三、智能工程材料的研發(fā),,四、工程材料生產(chǎn)建工的工業(yè)化與產(chǎn)品化,2.3 日系月異的土木工程材料,二、往綠色環(huán)保方向發(fā)展,,,綠色材料是指在,原料采取、產(chǎn)品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料,等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負(fù)荷最小和有利于人類健康的材料。,