土木工程材料(2.2近代土木工程材料)課件

1、土木工程材料(2.2近代土木工程材料)第二章 土木工程材料傳統(tǒng)土木工程材料近代土木工程材料現(xiàn)代土木工程材料土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼材19世紀初橋梁和房屋20世紀30年代預應力鋼筋混凝土結構飛越性發(fā)展19世紀中葉大跨承重奠定基礎土木工程材料(2.2近代土木工程材料)土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 評價：評價： 材質均勻、強度高、塑性好、便于加工安裝；材質均勻、強度高、塑性好、便于加工安裝；缺點是耐火性差，易于銹蝕，維護費用較高。缺點是耐火性差，易于銹蝕，維護費用較高。土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 土木工程鋼材可劃分為鋼結構用材和鋼筋混凝土用材兩大類。 （1）鋼結

2、構用鋼材 A碳素結構鋼一般結構鋼及工程用熱軋板、管、帶、型、棒材。 B低合金結構鋼普通低合金結構鋼一般是在普通碳素鋼的基礎上，少量添加若干合金元素而成，在諸如大跨度橋梁、大型柱網構架、電視塔、大型廳館中成為主體結構材料。土木工程材料(2.2近代土木工程材料) （2 2）鋼筋混凝土用鋼材）鋼筋混凝土用鋼材 鋼筋混凝土用的鋼材主要指鋼筋，鋼筋是土木工鋼筋混凝土用的鋼材主要指鋼筋，鋼筋是土木工程中使用最多的鋼材品種之一。程中使用最多的鋼材品種之一。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼材分類型材：型鋼、鋼軌、鋼板、鋼管等土木工程材料(2.2近代土木工程材料)線材：鋼筋或鋼絲（碳素鋼絲、刻痕鋼絲、

3、鋼膠線）土木工程材料(2.2近代土木工程材料)我國是最早用鐵建造結構的國家之一如： 967年建于南漢朝的廣州光孝塔東鐵塔； 1061年建于宋朝的玉泉寺踏，高17.9m，共13層?，F(xiàn)位于湖北當陽縣； 1105年建于宋朝的鐵塔寺，高13m，共9層。上述列舉的古建筑說明了我國古代的冶金和營造技術達到了高度水平。廣州六榕塔初建于南朝，內曾供奉賢劫千佛像，故又名千佛塔。從宋至清經過約11余次修建，但仍保持宋代風格。塔頂有元代所鑄千銅柱，上有1000多尊浮雕小佛，及云彩繚繞的天宮寶塔圖。 土木工程材料(2.2近代土木工程材料)19世紀80年代結構型鋼的出現(xiàn)加快了鋼結構在建筑工程中的發(fā)展。成功的范例有： 1

4、883年，美國在芝加哥建造的11層保險公司大樓，大樓的主要承重結構體系最先采用鐵框架（部分鋼梁）做成。 1895年用鋼框架建成了61m高14層的信托大樓（Reliance Building)1891年建成的莫納德洛克（年建成的莫納德洛克（Monadnock Building)大樓室內鑄鐵樓梯大樓室內鑄鐵樓梯土木工程材料(2.2近代土木工程材料)中國銀行大廈，高度369米，香港，第七高帝國大廈，高度381米，紐約，第五高西爾斯大廈高度443米，美國，第三高土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中

5、和水中凝結硬化，可將其它材料性漿體，能在空氣中和水中凝結硬化，可將其它材料膠結成整體，并形成堅硬石材的材料膠結成整體，并形成堅硬石材的材料 。水泥 “兩磨一燒”土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 優(yōu)點： 原料易得、成本較低、良好的工程使用性能以及與環(huán)境有較好的相容性。三大基礎材料之一。 分類（不同分法）： 用途及性能：通用、專用、特性水泥 水硬性物質名稱：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸酸鹽水泥等 土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 其它品種水泥 快硬硅酸鹽水泥：適用于緊急搶修、低溫施工工程和高標號混凝土預制件，不適合大體積混凝土工程。 快凝快硬硅酸鹽水泥：用于軍事、機場跑

6、道、橋梁、隧道和涵洞等工程。 白色硅酸鹽水泥：用于內外裝修 高鋁水泥：快硬、高強、耐熱及耐腐蝕，用于工程緊急的工程。 膨脹水泥：各種管道土木工程材料(2.2近代土木工程材料)混凝土水土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 混凝土起源 1824年Aspdin發(fā)明硅酸鹽水泥，1850年和1928年先后出現(xiàn)了鋼筋混凝土和預應力混凝土，目前混凝土是用量最大，使用最廣泛的土木工程材料。土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 簡寫砼，是當代最主要的土木工程材料之一。混凝土是由膠結材料，骨料和水按一定比例配制，經攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材。 類型：水泥混凝土、輕混凝土、瀝青混凝土等。 強度

7、：混凝土的強混凝土的強度等級一般度等級一般為：為：4020 CC如何測定？如何測定？土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 評價：評價：優(yōu)點：可模性、耐久性、優(yōu)點：可模性、耐久性、耐火性、整體性都好，易耐火性、整體性都好，易于就地取材，價格較低，于就地取材，價格較低，強度比磚、石材都高，能強度比磚、石材都高，能與鋼筋粘結做成各種強度與鋼筋粘結做成各種強度高的鋼筋砼結構；高的鋼筋砼結構；缺點：自重較大、施工缺點：自重較大、施工復雜、工序多、工期長、復雜、工序多、工期長、易產生裂縫。易產生裂縫。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)混凝土的種類不同分類方法水泥混凝土瀝青混凝土石膏混凝土聚合物混凝土

8、膠凝材料施工工藝重混混凝土普通混凝土輕混凝土結構混凝土道路混凝土水工混凝土耐熱混凝土耐酸混凝土防輻射混凝土噴射混凝土泵送混凝土振動灌漿混凝土表觀密度使用功能土木工程材料(2.2近代土木工程材料)不同施工工藝噴射混凝土振動灌漿混凝土泵送混凝土土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋混凝土泵送的記錄！世界上最高的摩天大樓，混凝土灌注量達鋼筋混凝土泵送的記錄！世界上最高的摩天大樓，混凝土灌注量達160，000立方米之巨。為確保連續(xù)泵送并達到立方米之巨。為確保連續(xù)泵送并達到385米這樣一個高度，米這樣一個高度，開發(fā)者基于安全因素，采用開發(fā)者基于安全因素，采用六臺超高壓混凝土泵六臺超高壓混凝土泵及六根

9、分離式及六根分離式布料布料桿灌注混凝土。桿灌注混凝土。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)不同使用功能結構混凝土道路混凝土水工混凝土龍灘開澆世界第一高碾壓混凝土大壩現(xiàn)場土木工程材料(2.2近代土木工程材料)特種混凝土 輕骨料混凝土 纖維增強混凝土 聚合物混凝土 碾壓混凝土 自密實混凝土 抗?jié)B能力佳，抗沖、耐磨、抗蝕能力強的硅粉混凝土；有環(huán)保效益和經濟效益的粉煤灰混凝土；特細混凝土、透明混凝土和其它一些特種混凝土。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)國內部分鋼纖維種類平直微扭形弓形 凹凸形、方齒形、端固形、扁異形、合易形端鉤形波紋形 直紋形土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋混凝土 是

10、在混凝土中配置鋼筋形成的復合建筑材料。 既可以充分利用混凝土的抗壓強度， 又可以發(fā)揮混凝土對鋼筋的保護作用， 充分利用鋼筋的抗拉、抗彎強度土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 砼抗拉強度低，與鋼筋粘結組成鋼筋砼結構。砼抗拉強度低，與鋼筋粘結組成鋼筋砼結構。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)素砼梁與鋼筋砼梁破壞示意圖土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋與砼共同工作的原因 混凝土硬化后鋼筋與混凝土產生良好的粘結力，兩者從而可靠地結合，在荷載的作用下能夠共同變形共同變形； 兩種材料的溫度線脹系數(shù)頗為接近。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋混凝土的優(yōu)點 合理發(fā)揮材料的性能 耐久性好

11、 耐火性好 整體性好 就地取材 靈活性大土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋混凝土的缺點 自重大 抗裂性較差 保溫效果差 施工受氣候影響大，修復困難土木工程材料(2.2近代土木工程材料)預應力鋼筋混凝土的出現(xiàn) 預應力鋼筋混凝土是在外荷載作用下，預先建立有內應力的混凝土。混凝土的預壓應力一般是在結構或者構件受拉區(qū)域，通過對預應力筋進行張拉，錨固，放松，借助鋼筋的彈性回縮，使受拉區(qū)混凝土事先獲得預壓應力來實現(xiàn)的。 土木工程材料(2.2近代土木工程材料)鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土鋼筋綁扎完成等待澆注澆注完成基礎底板工程預應力混凝土在預制橋梁中廣泛應用土木工程材料(2.2近代土木工程材料)土木

12、工程材料(2.2近代土木工程材料)遠眺廣州中信遠眺廣州中信大廈（廣場）大廈（廣場）土木工程材料(2.2近代土木工程材料)第二章 土木工程材料傳統(tǒng)土木工程材料近代土木工程材料現(xiàn)代土木工程材料現(xiàn)代土木工程材料 19世紀鋼材和混凝土使得土木工程的規(guī)模產生了飛越性的發(fā)展；20世紀的高分子材料、新型金屬材料和各種復合材料則使得土木工程的規(guī)模和外觀發(fā)生了根本性的變化。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)瀝青、瀝青制品與其它防水材料 極其復雜的高分子的碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬（氧、硫、氮）的衍生物所組成的混合物。較常用是石油瀝青石油瀝青和煤瀝青煤瀝青，其次是天然瀝青天然瀝青。 通過橡膠、樹脂和礦

13、物填料改變石油加工廠制備的瀝青的性能，改性后瀝青改性后瀝青的綜合性能可以大大提高。 橡膠系橡膠系防水卷材、塑料系塑料系防水卷材和膠塑膠塑共混型共混型防水卷材三類。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)工人正在搬運“鳥巢”瀝青防水卷材遇水膨脹止水條國家大劇院（鳥巢）瀝青混凝土路面施工現(xiàn)場土木工程材料(2.2近代土木工程材料)玻璃、陶瓷制品2008年奧運會國家游泳中心的方案（水立方）土木工程材料(2.2近代土木工程材料)u 玻璃、陶瓷制品玻璃、陶瓷制品 玻璃：具有采光和防護功能，是良好的吸聲、隔熱及裝飾材料。又分為平板玻璃、裝飾玻璃、安全玻璃、新型建筑玻璃、玻璃磚、玻璃纖維。 陶瓷：由適當成分的粘

14、土經成型及燒結而成的較密實材料，主要品種有：陶瓷錦磚（馬賽克）、陶瓷墻地磚、陶瓷釉面磚、衛(wèi)生陶瓷。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)人民大會堂廣東廳的微晶玻璃裝飾板用于室內裝修的印花玻璃香港中銀大廈的玻璃外墻土木工程材料(2.2近代土木工程材料)陶瓷外墻磚廣州陳氏書院的陶塑脊飾玻璃空心磚玻璃馬賽克瓦土木工程材料(2.2近代土木工程材料)土木工程材料(2.2近代土木工程材料)人造板材 采用小木塊、碎木屑、刨花等木質材料為基材，使用膠凝材料、膠粘劑或夾層材料加工而成的各種人造板材。 完全不使用天然木質材料的無機材料人造板。 常用：膠合板、纖維板、刨花板、木絲板、木屑板。土木工程材料(2.2近代

15、土木工程材料)石棉橡膠板竹木地板木地板制作中人造板土木工程材料(2.2近代土木工程材料)塑料及制品 以有機高分子化合物為基本材料，加入各種改性添加劑后，在一定的溫度和壓力下塑制而成的材料。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)絕熱材料 保溫、隔熱材料的總稱，主要用于：建筑物的墻壁、屋面保溫；熱力設備及管道的保溫；制冷工程的隔熱。 無機絕熱材料：石棉及制品、礦渣棉及制品、巖棉及制品、膨脹珍珠巖及制品。 有機絕熱材料：軟木板、泡沫塑料、多孔混凝土、蜂窩板。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)絕熱材料微觀結構輕質、疏松多孔的，且孔隙最好不連通，可為松散顆?；蚶w維狀聚苯乙烯泡沫夾心板內墻噴涂聚胺酯泡

16、沫層土木工程材料(2.2近代土木工程材料)吸聲隔音材料 吸聲材料著眼于聲源一側反射聲能的大小，對入射聲能的衰減吸收，吸聲能力即吸聲系數(shù)用小數(shù)表示。常用吸聲材料分為無機、有機、多孔和纖維材料四種。 隔聲材料著眼于入射聲源另一側的透射聲能的大小，是透射聲能衰減到入射聲能的比例，隔音量用分貝表示。隔聲材料分為隔絕空氣聲和隔絕固體聲兩種。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)高架路隔聲板礦棉吸聲板穿孔FC板阻燃輕質吸聲材料多孔、疏松、透氣土木工程材料(2.2近代土木工程材料)裝飾材料 集材料、工藝、造型設計、色彩、美學于一身的材料，不僅要求具有裝飾功能、保護功能及其他特殊功能，還同時要滿足不同的使用要

17、求（絕熱、防火、隔音）以及保護主體結構，延長建筑壽命，對人體無害。 按裝飾部位可以分為：外墻、內墻、地面和吊頂裝飾材料。土木工程材料(2.2近代土木工程材料)地面裝修室內涂料外墻涂料裝修吊頂裝修土木工程材料(2.2近代土木工程材料)新型復合板材 在傳統(tǒng)板材基礎上產生的新一代材料；是一種復合材料，可以是有機和無機材料、金屬和非金屬材料以及同類材料之間的復合；使得土木材料的品種和功能更加多樣化。土木工程材料(2.2近代土木工程材料) 泰柏板有良好的保溫功能，隔聲性能好，抗凍性能好，抗振能力強和建造能耗低等優(yōu)點。阻燃聚苯板為板芯“之”形連接鋼絲鋼絲網泡沫塑料層內外側為砂漿抹面土木工程材料(2.2近代

18、土木工程材料) 彩鋼夾心板材以硬質泡沫塑料或結構巖棉為芯材，在兩側粘上彩色壓型鍍鋅鋼板，外露的彩色鋼板表面涂以高級彩色塑料涂層。950型巖棉夾芯復合板960型瓦楞聚笨復合板V125型瓦楞聚笨復合板土木工程材料(2.2近代土木工程材料)為什么發(fā)展綠色建筑 按人均計算，我國屬于貧資源國，煤炭、石油、天然氣、可耕地、水資源和森林資源的人均擁有量僅為世界平均值的1/2、1/9、1/23、1/3、1/4、1/6。 我國水泥產量已連續(xù)近19年居世界第一，目前占世界總產量的50%左右；2004年水泥產量已達約9.4億噸；2005年全國混凝土用量21億立方米，2010年將達到25億立方米。 土木工程材料(2.

19、2近代土木工程材料)為什么發(fā)展綠色建筑 我國至今仍有磚瓦企業(yè)約8萬家，占地500多萬畝，每年燒磚7000多億塊標準磚，取土14億立方米，相當于毀壞土地100多萬畝。 2004年全國袋裝水泥6.4億噸計算，消耗包裝牛皮紙相當于10個大興安嶺一年的木材采伐量。因包裝袋內殘留水泥一項，全國每年要損失近2000萬噸水泥，價值50多億元。 建材工業(yè)是對天然資源和能源資源消耗最高、破壞土地最多、對大氣污染最為嚴重的行業(yè)之一，是對不可再生資源依存度非常高的行業(yè)。 土木工程材料(2.2近代土木工程材料)綠色建材 1988年日本學者首次提出綠色材料的概念。 1992年，學術界明確提出綠色材料定義：在材料采取、產品制造、使用或者再循環(huán)以及廢料處理等環(huán)節(jié)中對地球環(huán)境負荷最小和有利于人類健康的材料。土木工程材料(