2_土木工程材料.ppt課件

1、傳統(tǒng)土木工程資料傳統(tǒng)土木工程資料近代土木工程資料近代土木工程資料 現(xiàn)代土木工程資料現(xiàn)代土木工程資料1第二章 土木工程資料土木工程資料 土木工程中所運(yùn)用的資料都統(tǒng)稱為土木工程資料 任何土木工程建筑物都是用資料按要求打呵斥的人類不斷從事土木工程資料研討任務(wù)并開發(fā)新資料幾乎世界上的各種資料都可用作土木工程資料土木工程資料的要求強(qiáng)度變形分量施工方便防火、耐高溫經(jīng)濟(jì)土木工程資料的強(qiáng)度拉壓彎扭剪本章內(nèi)容2.1 傳統(tǒng)土木工程資料2.2 近代土木工程資料 2.3 現(xiàn)代土木工程資料 磚的優(yōu)缺陷：優(yōu)點(diǎn)原料容易獲得消費(fèi)工藝簡(jiǎn)單，價(jià)錢低體積小、便于組合缺陷耗土量大；能耗高自重強(qiáng)度比高不便機(jī)械化施工2.1.1 2.1.

2、1 磚磚2.1.1 2.1.1 磚磚磚的分類：磚的分類：p磚按照消費(fèi)工藝分為燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚；p按所用原資料分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；p按有無孔洞分為空心磚、多孔磚和實(shí)心磚。p實(shí)心磚是由粘土燒制而成，分為青磚和紅磚。青磚、紅磚2.1.1 2.1.1 磚磚為了改良普通粘土磚塊小、自艱苦、耗土多等缺陷，正向輕質(zhì)、高強(qiáng)度、空心、大塊的方向開展。比如推行運(yùn)用利用工業(yè)廢料制磚或消費(fèi)空心磚等。 除粘土外，也可利用粉煤灰、煤矸石和頁巖等為原料燒制磚，這是由于它們的化學(xué)成分與粘土相近，但因其顆粒細(xì)度不及粘土，故塑性差，制磚時(shí)常需摻入一定量的粘土，以添加可塑性。利用煤矸石和粉煤灰

3、等工業(yè)廢渣燒磚，不僅可以減少環(huán)境污染，節(jié)約大片良田粘土，而且可以節(jié)省大量燃料煤。 瓦是屋面資料。 按資料可分為粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦等； 按外形可分為平瓦和波形瓦。 粘土瓦只能運(yùn)用于較大坡度的屋面。由于材質(zhì)脆、自艱苦、片小，施工效率低，需求大量木材等缺陷，在現(xiàn)代建筑屋面資料中的比例已逐漸下降 2.1.2 2.1.2 瓦瓦2.1.3 2.1.3 石石優(yōu)點(diǎn)抗壓強(qiáng)度高5MPa耐磨耐久性好資源豐富消費(fèi)本錢低缺陷抗拉強(qiáng)度低2.1.4 2.1.4 砂砂普通分為：天然砂和人工砂。由自然條件作用主要是巖石風(fēng)化而構(gòu)成，粒徑在5 mm以下的巖石顆粒，稱為天然砂。人工砂是由巖石軋碎而成，由于本錢高、片狀及粉狀物

4、多，普通不用。 砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝煌钠骄旨?xì)程度。通常有粗砂、中砂、細(xì)砂之分。2.1.5 2.1.5 灰灰灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是無機(jī)膠凝資料。n凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變成鞏固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱膠凝資料。n膠凝資料可分為無機(jī)與有機(jī)兩大類。石膏、石灰、水泥屬無機(jī)膠凝資料；瀝青和各種樹脂屬有機(jī)膠凝資料。2.1.5 2.1.5 灰灰n土木工程中運(yùn)用最多的石膏種類是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的漿體具有良好的可塑性。n建筑石膏具有很好的防火性能、隔熱性能和吸音性能，具有良好的裝飾性和可加工性。建筑石膏的運(yùn)用很廣，除用于室內(nèi)抹面、

5、粉刷外，更主要的用途是制成各種石膏制品。2.1.5 2.1.5 灰灰 石灰是在土木工程中運(yùn)用較早的礦物膠凝資料之一。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。石灰在土木工程中作用：石灰乳和砂漿：石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于砌筑或抹灰工程。石灰穩(wěn)定土 將消石灰粉或生石灰粉摻人各種粉碎或原來松散的土中，經(jīng)拌合、壓實(shí)及養(yǎng)護(hù)后得到的混合料，稱為石灰穩(wěn)定土。2.1.6 2.1.6 木材木材n主要優(yōu)點(diǎn)：n輕質(zhì)高強(qiáng)n易于加工n彈性韌性好n導(dǎo)電導(dǎo)熱性能的n美觀n主要缺陷：n構(gòu)造不均勻n易吸水n易燃易腐2.1.6 2.1.6 木材木材影響木材強(qiáng)度的主要要素為含水率普通含水

6、率高，強(qiáng)度降低，溫度溫度高，強(qiáng)度降低，荷載作用時(shí)間繼續(xù)荷載時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度下降及木材的缺陷木節(jié)、腐朽、裂紋、翹曲、病蟲害等。木材的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，如含水率、熱脹干縮、密度、強(qiáng)度(抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等四種強(qiáng)度)，其中抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度又有順紋和橫紋之分。順紋和橫紋強(qiáng)度有很大的差別。2.2 2.2 近代土木工程資料近代土木工程資料2.2.1 鋼材生鐵在煉爐中冶煉，含碳量降低到2以下，并使其雜質(zhì)控制在指定范圍即得到鋼。鋼錠或鋼坯經(jīng)過壓力加工軋制、擠壓、拉拔等及相應(yīng)的工藝后得到鋼材。土木工程所運(yùn)用的鋼材大多為普通碳素構(gòu)造鋼的低碳鋼和屬普通鋼類的低合金構(gòu)造鋼。鋼材在土木工程中的運(yùn)用鋼材在土

7、木工程中的運(yùn)用2.2.1 鋼材1、型材 主要有角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、吊車軌道、鋼板樁型鋼槽鋼槽鋼鋼鋼管管角鋼角鋼工字鋼工字鋼H型鋼型鋼2.2.1 鋼材2、板材主要指鋼構(gòu)造用鋼，建筑構(gòu)造中主要采用中厚板與薄板。3、管材主要用于桁架、塔桅等鋼構(gòu)造中。4、金屬制品土木工程中主要運(yùn)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、土木工程用鋼材二、土木工程用鋼材土木工程鋼材可劃分為鋼構(gòu)造用材和鋼筋混凝土用材兩大類。1、鋼構(gòu)造用鋼材我國(guó)鋼構(gòu)造用鋼材的鋼類主要有普通碳素構(gòu)造鋼和低合金構(gòu)造鋼。主要有Q235(A3鋼)、Q315(16Mn鋼)輕鋼廠房2.2.1 鋼材鋼筋等級(jí)：一級(jí)鋼二級(jí)鋼三級(jí)鋼四級(jí)鋼2 2

8、、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。二級(jí)鋼一級(jí)鋼2.2.1 鋼材鋼筋2.2.1 鋼材2.2.2 水泥 水泥是粉狀的水硬性膠凝資料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中和水中凝結(jié)硬化，可將其它資料膠結(jié)成整，并構(gòu)成鞏固石材的資料 。水泥制造過程及分類水泥的凝結(jié)硬化過程p水泥加水拌和后成為水泥漿體。p水泥外表開場(chǎng)與水發(fā)生化學(xué)反響，逐漸構(gòu)成水化物膜層。p凝膠體膜層擴(kuò)展構(gòu)成網(wǎng)狀構(gòu)造，水泥漿體不斷逐漸變稠，粘度不斷增高，失去塑性。p水化產(chǎn)物不斷生成并填充顆粒之間空隙，構(gòu)造更加密實(shí)，水泥漿體逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度而進(jìn)入硬化階段。其它種類水泥快硬硅酸鹽水泥，快凝快硬硅酸鹽水泥 硬化、強(qiáng)度開展非

9、常迅速，適用于搶修工程和耐火資料；水化熱大，不適宜于大體積混凝土白色硅酸鹽水泥：參與石膏高鋁水泥：早期強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕膨脹水泥：強(qiáng)度開展快，抵抗混凝土硬化過程中的收縮變形2.2.2 水泥2.2.3 混凝土簡(jiǎn)寫砼，是當(dāng)代最主要的土木工程資料之一?；炷潦怯赡z結(jié)資料，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、開展歷史 1824年Aspdin發(fā)明了波特蘭水泥硅酸鹽水泥 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 混凝土混凝土的性質(zhì)包括和易性、強(qiáng)度、變形及耐久性等。和易性是指拌合物便于施工工序的操作強(qiáng)度反映混凝土抵抗荷載的才干變

10、形包括非荷載作用和荷載作用下的變形。非荷載作用下的變形有化學(xué)收縮、干濕變形及溫度變形等。耐久性是指混凝土在實(shí)踐運(yùn)用條件下抵抗各種破壞要素作用，長(zhǎng)期堅(jiān)持強(qiáng)度和外觀完好性的才干?；炷恋哪途眯?.2.3 混凝土混凝土的優(yōu)點(diǎn)原料豐富價(jià)錢低廉消費(fèi)工藝簡(jiǎn)單抗壓強(qiáng)度高耐久性好強(qiáng)度等級(jí)范圍寬 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；砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥收縮；水泥和水構(gòu)成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料外表并填充骨料間的空隙。四、混凝土的種類四、混凝土的種類2.2.3 混凝土2、特種混凝土(1) 輕集料混凝土輕質(zhì)、輕骨料砼 light aggregate

11、 concrete(2) 纖維加強(qiáng)混凝土fiber reinforced concrete (3) 聚合物混凝土 polymer concrete (4) 碾壓混凝土 Roller Compacted Concrete)(5) 自密實(shí)混凝土 Self-compacted Concrete )2.2.3 混凝土輕集料混凝土： 輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫性能好，耐火性能好，抗震性能好，耐久性能好，綜合的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果好。纖維加強(qiáng)混凝土：聚合物混凝土彩色路面彩色聚合物混凝土透水降噪路面 2.2.3 混凝土鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土2.2.3 混凝土自密實(shí)混凝土自密實(shí)混凝土流動(dòng)性好流動(dòng)性好其它

12、特種混凝土其它特種混凝土鋼管混凝土鋼管混凝土2.3.1 高強(qiáng)度混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80或更高; 摻入超細(xì)活性摻合料膠結(jié)資料填充料=+粗粒料細(xì)粒料水泥砂漿混凝土特殊混凝土摻和料混凝土水水泥高強(qiáng)混凝土 051015202530354045Structural steelConcreteHigh strengthconcreteLightweight HSCStrength-Weight Ratio2.3.3纖維混凝土2.3.2 高性能混凝土High Performance Concrete 1990美國(guó)NIST&ACI定義：符合需求性能及均勻性性能：易澆筑、搗實(shí)不析離；力學(xué)性能佳；早期強(qiáng)度高、韌性佳及體積穩(wěn)定性好；惡劣環(huán)境條件下壽命長(zhǎng)即HPC要求強(qiáng)度高、流動(dòng)性佳、耐久性好。2.3.4 綠色建材Green Building Materials在原料采用、產(chǎn)品制造、運(yùn)用或者再循環(huán)以及廢料處置等在原料采用、產(chǎn)品制造、運(yùn)用或者再循環(huán)以及廢料處置等環(huán)節(jié)，對(duì)地球負(fù)荷最小和有利于人類安康的建筑資料。環(huán)節(jié)，對(duì)地球負(fù)荷最小和有利于人類安康的建筑資料。Healthy Building Materia