《土木工程概论 第2章 土木工程材料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程概论 第2章 土木工程材料（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二章 土木工程材料,2.1 土木工程材料的一般性质,一、土木工程材料的分类 1、按材料组成：,2.1 土木工程材料的一般性质,第二章 土木工程材料,非 金 属 材 料,材料分类,无机材料,金 属 材 料,有机材料,有色金属,黑色金属,砂、石、砖、瓦、水泥、石灰、混凝土、砂浆、无机纤维、玻璃,木材、沥青、油漆、有机纤维、塑料,生铁、铸铁、碳素钢、合金钢,铝、铅、铜、锌、锡等及其合金,2、按材料的作用：,2.1 土木工程材料的一般性质,第二章 土木工程材料,土木工程材料,承重材料,围护材料,胶结材料,装饰材料,承受各种作用力，主要有：钢材、混凝土、木材、石材、砖、砌块等。,保持空间和通道使用功能
2、，主要有：砖、砌块、轻质混凝土、保温材料等。,创造优美和舒适环境，主要有：石材、玻璃、油漆、木材、墙地面饰面材料等。,水泥、石灰、石膏、沥青,二、土木工程材料的性质,2.1 土木工程材料的一般性质,第二章 土木工程材料,材料性质,物理性质,力学性质,密度、含水率、吸水性、透水性、导热性、耐火性、收缩膨胀等。,耐久性,强度、变形、弹性、塑性、韧性等。,强度、变形、弹性、塑性、韧性等。,2.2 主要土木工程材料简介,一、钢材 1、材料： 结构工程中所用的钢材的主要成分是铁（ Fe, 约占99%)和少量的碳( C）。当碳的含量 不超过0.22%时称为 低碳钢。 若含有少量锰( Mn), 硅( Si)
3、, 钒(V)等元素,就成为 低合金钢 。 2、种类： 型钢 、 板材 、 管材 和 线材 。 型钢 、 板材 、 管材可通过焊接、铆接、螺栓连接的方式组合，做成钢结构。 线材主要指钢筋、钢丝和钢绞线，主要用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,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 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,型钢与钢结构,2.2 主要土木工程材料简介,二章 土木工程材料,钢结构厂房与连接节点,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,彩色压
4、型钢板,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,光面钢筋,变形钢筋,预应力钢丝,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,预应力钢绞线及锚具。,OVM15、OVM13张拉端锚具,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,钢筋的邦扎与连接,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,预应力混凝土楼板施工图片,一、钢材 3、特点：材料均质，强度高，塑性好，便于加工和安装，耐火性差，易于锈蚀，维护费用高。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,二、混凝土 1、材料：是一种由水泥、水、粗骨料（石子）、细骨料（砂）按一定比例掺和而成的 “ 人工石材
5、” 。常简写为“砼”。 2、种类： 按强度分为普通强度混凝土（C50以下）和高强度混凝土（C50及以上）。 按组成成分及性能特点可分为：普通混凝土、轻骨料混凝土、加气混凝土、耐酸（碱）混凝土、耐热混凝土等。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,二、混凝土 3、混凝土外加剂：在混凝土拌和物中掺入不超过水泥重量的5%、且能使混凝土按要求改变性质的物质称为混凝土 外加剂。 如：减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂抗冻剂、着色剂、脱模剂等。 4、特点：可模性、耐久性、耐火性、整体性都很好，易于就地取材，价格较低，抗压强度比砖、石、木等都高；但其自重较大，抗拉强度低，施工比较复杂，工序
6、多，工期长，抗拉强度低，易产生裂缝。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,水泥的定义 水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材的材料 。,袋装水泥,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,混凝土的运输和浇筑,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,支模、浇筑、振捣、养护、成型,三、木材 1、材料：建筑中的木材主要取自树木的树干。常用的树种是针叶树，如松木、杉木等。 2、种类：工程中常用的木料有 圆木、方木、条木、板材 等。 3、特点：自重轻，制作容易，造价便宜，施工快，但存在易燃、易
7、腐蚀和结构变形大等缺点。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,分树皮、木质部和髓心三部分木材主要使用木质部分 木材顺纹强度(作用力方向与纤维方向平行) 木材横纹强度(作 用力方向与纤维方向垂直）影响木材强度的主要因素含水率(一般含水率高，强度降低)温度(温度高，强度降低)荷载作用时间(持续荷载时间长，强度下降)木材缺陷(木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等),木 材,工程木材分为原木+锯材+人造板材 原木：已经除去皮(也有不去皮的)，根、树梢而未加工成规定材品的木材锯材：已经加工锯成一定尺寸的木料板材(宽度为厚度的三倍或三倍以上)方材人造板材：由木材或含有一定纤维量的其他作物原料，
8、用一般物理和化学方法加工而成比天然木材板面宽，表面平整光洁，无节子，不翘曲开裂， 经加工处理可有防水、防火、防腐、防酸性能常用人造板材：胶合板，纤维板，刨花板、木丝板、木屑板,木 材,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,木结构建筑在北欧和北美地区应用广泛。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,大跨木结构屋盖,四、砌体 1、材料：由石材、粘土、混凝土、工业废料等材料做成的块材。 2、种类：石砌体、砖砌体、中小混凝土块砌体等。 3、特点：易于就地取材、价格低、施工简便、隔热保温及耐火性耐久性好，但强度低、自重一般较大，且粘土砖与农田争地，应限制使用。,2.2 主要土
9、木工程材料简介,第二章 土木工程材料,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,砖分为实心砖和空心砖，空心砖有分为承重和非承重两种,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,混凝土砌块与砖相比具有质量轻、施工速度快、可利用工业及矿物废料等优点，目前应用广泛。,五、其他材料除以上常用主要材料外，玻璃、塑料、纤维等材料也得到了较好的应用，新材料的出现和应用推动了土木工程的不断发展。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,玻璃纤维、碳纤维材料在工程加固领域应用广泛。,2.2 主要土木工程材料简介,第二章 土木工程材料,玻璃丝增强塑料薄膜等材料广泛应用于模结构建筑中，
10、图为世界上最高的膜结构建筑阿联酋迪拜酒店。,棕榈岛 帆船酒店,为满足工程对材料多种性能的要求，利用复合材料是必然趋势一、钢丝网水泥类夹芯复合板材芯材 + 两侧钢丝网 + 两侧抹面聚氨酯、聚苯乙烯、脲醛树脂等泡沫塑料 水泥砂浆或其他饰面 轻质岩棉或玻璃棉等夹材 间以斜穿芯材的之字形钢丝相互连接保温、隔热、轻质施工中具有木结构的灵活性两侧混凝土的表面质量 泰柏板的保温、隔声、抗冻融性好抗震能力强和建造能耗低适当加筋有 一定的承载力墙板、各种保温板材、 屋面板（集保温、防水和自承重功能于一身）,、 新 型 复 合 材 料,以硬质泡沫塑料或结构岩棉为芯材，在两侧粘上彩色压型镀锌钢板，其中外 露的彩色钢
11、板表面涂以高级彩色塑料涂层 (增加耐久性和抗腐蚀能力）重量轻，易安装、易移动、导热系数抵，能精确加工，结构合理，隔音和连接密封好，防潮、防水、防结露和装饰效果好。结构岩棉芯材耐火性能良好大型公共建筑的墙体、原有楼房加层、各种厂房和办公房的墙体和屋面,、 彩 钢 夹 芯 板 材,环境保护和可持续发展的需要新型建筑材料的作用越来越重要，为保证工程的优良使用功能，避免新型建材发展造成新的环境损害，源源不断地提供材料 战略方针是“可持续发展”1992年6月联合国里约热内卢世界各国首脑会议上确认 1988年第一届国际材料科学研究会首次提出“绿色材料”概念“绿色建材”的发展原则和目标：依据循环再生、协调共
12、生、持续自然的原则，尽量减少自然资源消耗，尽量再生利用和净化废弃物，保护生态环境，确保人类社会的可持续发展,、 绿 色 建 材 (生 态 建 材),“绿色建材”含义：采用清洁的生产技术 无 毒少用天然资源 无 污 染多用工业或城市固体废弃物 无 放 射 性（和农植物秸秆） 有利于 环 保有利于人体健康生产过程 建材本身 建材功能,、“绿 色 建 材” 的 基 本 概 念,原料少用天然资源，多用尾矿、废渣、垃圾等废弃物低能耗、无环境污染的生产技术生产无毒无害：不得用甲醛、芳香族、碳氢化合物、含铅、镉、铬及其化合物的颜 料、添加剂和制品产品不损害且有益于人体健康产品多功能：抗菌灭菌、除霉除臭、隔热保温、防火调温、消磁防射线、抗静电等产品可循环和回收利用：废弃物无二次污染,、“绿 色 建 材” 的 基 本 特 征,发展“绿色建材”，改变粗放型生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的生产方式是21世纪我国建材工业的必然出路 非常重视可持续发展，在1992年联合国首脑会议上郑重承诺 1994年国家环保局在6类18种产品首先实行环境标志，设立中国环境标志、产品认证委员会首先对水性涂料实行环境标志，制定环境标志的评定标准上海、北京已开展对 “绿色建材”的研制、认证和标准制定,、绿 色 建 材 在 国 内 外 的 发 展,
