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1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,,第二章 土木工程材料,本章内容,,2.1 土木工程材料与工程结构的关系,,2.2 土木工程材料的主要属性、特点,,2.3 日新月异的土木工程材料,土木工程材料,,任何土木工程建（构）筑物（包括道路、桥梁、港口、码头、矿井、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种材料都统称为土木工程材料。,,长期以来人类一直在从事着土木工程材料的各类研究工作，并不断开发新的材料。几乎世界上的各种材料都可用作土木工程材料,。,,2.1材料与工程结构的关系,材料的选择与土木工程设计方案、施工方案、工程经济性及使用性能密切相关。,,材
2、料对工程造价、结构形式、工程寿命有决定性影响。,材料的,品种,很多，一般分为,金属材料和非金属材料,两大类。金属材料包括黑色金属（钢、铁）与有色金属；而非金属材料，按其化学成分，则有无机（矿物质）与有机之别。,,材料也可按,功能,分类，一般分为,结构材料,（承受荷载作用的材料，如基础、柱、梁所用的材料）和,功能材料,（具有其它功能的材料，如起围护作用的材料；起,防水作用,的材料；起,隔热,作用的材料；起,抗腐,作用的材料等）。,,材料还可按,用途,分类，如建筑结构材料；桥梁结构材料；水工结构材料；路面结构材料；建筑墙体材料；建筑装饰材料；建筑防水材料；建筑保温材料等。,2.2材料的主要属性、特
3、点,2.2.1 砖、瓦、石,砖的分类：,标准砖,多孔砖,砌块,2.1.1 砖,原料容易取得,,生产工艺简单,,价格低，体积小，便于组合,,使用期长,,质感柔和，使人易于接近,,传统实心粘土砖优点：,毁田取土量大,,耗能高,,砖自重大,,施工劳动强度高、功效低,缺点：,对策：推广利用工业废料制砖或生产空心砖,,减少环境污染，保护大片粮田，节,,约大量燃料煤,轻质、高强度、空心、大块,砖的分类,按照生产工艺 烧结砖,,非烧结砖,,,按有无孔洞 实心砖,,空心砖,,多孔砖,,按所用原材料粘土砖 页岩砖,,煤矸石砖,,粉煤灰砖,,炉渣砖,,灰砂砖,实心砖 空心砖 多孔转,粉煤灰,,,
4、,,煤矸石,非烧结砖,利用不适合种田的,山泥、废土、砂,等，加入少量,水泥或石灰,作固结剂及微量外加剂和适量水混合搅拌压制成型，自然养护或蒸养一定时间即成,,减少了土地毁坏，节约能源，环保，变废为宝,视频,路面砖,装饰砖,瓦是屋面材料。,,瓦,屋面材料,,按成分分类：,粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦,、钢丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦。,,按形状分类：平瓦、波形瓦。,,等级划分：优等品、一等品、合格品,,,2.1.3 石,,凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材,。,石的种类：,,1、毛石,,2、料石,,3、饰面石材,,4、色石渣,,石子,2.1.3 石,抗压强度高,,
5、耐磨性好,,耐水性好,,耐久性好,,就地取材,,生产成本低,,加工后具有良好的装饰性,优点:,石的种类,1.毛石,,也称片石，使采石场由爆破直接获得的形状不规则的石块,,用途：砌筑基础、堤 坝、挡土墙、毛石混凝土的骨料,2.料石,,人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成,3.饰面石材,,分类：花岗岩、大理石,,用途：装饰石材，用于内外墙、柱面、地面、栏杆、台阶等处的装修,,,.石子,,多用于混凝土的粗骨料，路桥工程、铁道工程的路基道渣。,,,分类：碎石——天然石经破碎筛分得到，,,,粒径>5mm,,卵石——自然作用形成，,粒径,,>5mm,砂,砂一般分为：天然砂和人工砂。,
6、,砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。,黄砂,辽代山西应县木塔,2.2.2 木材,木材的优点：,轻质高强,,易于加工（锯、刨、钻等）,,高强的弹性和韧性,,能承受冲击和振动作用,,导电和导热性能低,,木纹美丽，装饰性能好,构造不均匀，各向异性,,以吸湿、吸水，从而产生较大的湿涨、干缩变形,,易燃、易腐,,,缺点：,抗压,,抗 拉,,抗弯,抗剪,,顺纹,横纹,顺纹,横纹,,顺纹,横纹,1,1/10～1/3,2～3,1/20～1/3,1.5～2,1/7～1/3,1/2～1,木材各种强度的关系,2.2.3 混凝土,一、,混凝土,,简写砼，是当代最主要的
7、土木工程材料之一。,混凝土是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。,,二、发展历史,,1824年Aspdin发明了波特兰水泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶凝材料的混凝土开始问世,,1850年钢筋混凝土问世,,1928年预应力混凝土问世,混凝土运输车,2.2.3 混凝土,1、普通混凝土,,由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。,,三、混凝土的种类,2.2.3 混凝土,2.2.3 混凝土,2、特种混凝土,,(1) 轻集料混凝土（轻质砼、轻骨料砼）、,,(2) 纤维增强混凝土（简称FRC）,,(3) 聚合物混凝土,,
8、(4) 道路混凝土（碾压砼）,,(5) 自密实混凝土,2.2.3钢材,,,一、钢材的分类,,建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。,2.2.1 钢材,1、型材,,主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金属门窗、钢板桩型钢等。,槽钢,钢管,角钢,工字钢,H型钢,2.2.1 钢材,2、板材,,主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与薄板。,,3、管材,,主要用于桁架、塔桅等钢结构中。,,4、金属制品,,土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预应力钢丝及钢绞线。,二、土木工程用钢材,土木工程钢材可划分为钢结构用材和钢筋混凝土用材两大类。,1、钢结构用钢材,,我国钢结构
9、用钢材的钢类主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。主要有Q235(A3钢)、Q315(16Mn钢),轻钢厂房,2.2.3 钢材,2、钢筋混凝土用钢材,钢筋混凝土用的钢材主要指钢筋,。,钢筋等级：,,一级钢,,二级钢,,三级钢,,四级钢,二级钢,一级钢,2.2.3 钢材,钢筋,2.2.3 钢材,2.2.5 沥青、沥青制品与其他防水材料,,,天然沥青,,改性沥青,,,沥青复合胎柔性防水卷材,,2.3 日系月异的土木工程材料,一、往轻质高强方向发展,,,混凝土：,C10,,→,C25,→,C60,→,C80,→,C100,→,,C200,,轻骨料,（陶粒、浮石等）混凝土和,多孔,（主要是加气）混凝土得到迅速发展，其重度为,14,－,18KN/m3,,预应力混凝土,,,,二、往绿色环保方向发展,,三、智能工程材料的研发,,四、工程材料生产建工的工业化与产品化,2.3 日系月异的土木工程材料,二、往绿色环保方向发展,,,绿色材料是指在,原料采取、产品制造、使用或者再循环以及废料,等环节中对地球环境负荷最小和有利于人类健康的材料。,
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