土木工程概論02土木工程材料[]課件

1、第2章土木工程材料 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。材料的劃分一般分為：金屬材料和非金屬材料 按化學(xué)成分：無機材料與有機材料按功能分：結(jié)構(gòu)材料和功能材料按用途分：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結(jié)構(gòu)材料功能材料2.1 土木工程材料簡述 磚：砌筑材料 磚是一種常用的砌筑材料。制磚的原料容易取得，生產(chǎn)工藝比

2、較簡單，價格低、體積小便于組合，粘土磚還有防火、隔熱、隔聲、吸潮等優(yōu)點。所以至今仍然廣泛地用于墻體、基礎(chǔ)、柱等砌筑工程中。 但是由于生產(chǎn)傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗高、磚自重大，施工生產(chǎn)中勞動強度高、工效低，因此有逐步改革并用新型材料取代的必要。有的城市已禁止在建筑物中使用粘土磚。那么拿什么來取代它呢？你有什么好辦法？ 按生產(chǎn)工藝：燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚 按所用原材料：粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等 按有無孔洞：空心磚、多孔磚和實心磚 利用粉煤灰、煤矸石和頁巖等為原料燒制磚，制磚時常需摻入一定量的粘土，以增加可塑性。 工業(yè)廢渣燒磚，是三廢利用、變廢為寶的有效途徑。 近年來國內(nèi)外

3、都在研制非燒結(jié)磚。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)一定時間即成。標(biāo)準(zhǔn)磚 瓦：屋面材料2.1 土木工程材料簡述 瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括頁巖、煤矸石等粉料）為主要原料，經(jīng)泥料處理、成型、干燥和焙燒而制成。粘土瓦的生產(chǎn)工藝與粘土磚相似，但對粘土的質(zhì)量要求較高，如含雜質(zhì)少，塑性高，泥料均化程度高等。中國目前生產(chǎn)的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。 粘土瓦只能應(yīng)用于較大坡度的屋面。由于材質(zhì)脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺點，在現(xiàn)代建筑屋面材料中的比例已逐漸下降。瓦是屋面材料。由于建筑工業(yè)的發(fā)展，對屋面材料也提出了新的發(fā)展要求。目前，瓦的種類

4、較多，按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網(wǎng)水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；按形狀分有平瓦和波形瓦兩類。石子毛石（片石）料石飾面石材色石渣 石2.1 土木工程材料簡述凡采自天然巖石，經(jīng)過加工或未經(jīng)加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材。由于天然石材具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性和耐久性，經(jīng)加工后表面美觀富于裝飾性，資源分布廣蘊藏量豐富，便于就地取材，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點，是古今土木工程中修建城垣、橋梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然石材經(jīng)加工后具有良好的裝飾性，是現(xiàn)代土木工程的主要裝飾材料之一。毛石：也稱片石，是采石場由爆破直接獲得的形狀不規(guī)劃的石塊。根據(jù)平整程度又將其分為亂毛石和平毛

5、石兩類。毛石可用于砌筑基礎(chǔ)、堤壩、擋土墻等，亂毛石也可用作毛石混凝土的骨料。料石：由人工或機械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經(jīng)鑿琢而成。根據(jù)表面加工的平整程度分為毛料石、粗料石、半細(xì)料石和細(xì)料石四種。料石一般由致密均勻的砂巖、石灰?guī)r、花崗巖加工而成。飾面石材：用于建筑物內(nèi)外墻面、柱面、地面、欄桿、臺階等處裝修用的石材稱為飾面石材。飾面石材從巖石種類分主要有大理石和花崗巖兩大類。 色石渣：色石渣也稱色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花崗巖等石材經(jīng)破碎篩選加工而成，作為骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、干粘石、斬假石等建筑物面層的裝飾工程。 石子：粒徑大于 5mm的巖石顆粒，分碎石和

6、卵石。在混凝土組成材料中，石子為粗骨料，也常用作路橋工程、鐵路工程的路基道碴等。砂是組成混凝土和砂漿的主要組成材料之一，是土木工程的大宗材料。根據(jù)粗細(xì)程度不同又有粗砂、中砂、細(xì)砂之分。 砂由自然條件作用（主要是巖石風(fēng)化）而形成，粒徑在5mm以下的巖石顆粒。由巖石軋碎而成，由于成本高、片狀及粉狀物多，一般不用。人工砂：天然砂：2.1 土木工程材料簡述 灰2.1 土木工程材料簡述灰是指石灰和石膏，是無機膠凝材料。土木工程中用膠凝材料將散粒材料（如砂和石子）或塊狀材料（如磚和石塊）粘結(jié)為一個整體。土木工程中使用最多的石膏品種是建筑石膏，建筑石膏的應(yīng)用很廣，除用于室內(nèi)抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各

7、種石膏制品。石灰是在土木工程中使用較早的礦物膠凝材料之一。石灰石的主要成分是碳酸鈣，將石灰石煅燒，碳酸鈣將分解成為生石灰。 水泥 水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中和水中凝結(jié)硬化，可將其它材料膠結(jié)成整體，并形成堅硬石材的材料 。2.1 土木工程材料簡述水泥按其用途及性能分為三類： 通用水泥, 專用水泥, 特性水泥。水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為： 硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥，磷酸鹽水泥，以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥。2.1 土木工程材料簡述 瀝青、瀝青制品與其他防水材料 瀝青、瀝青制品：應(yīng)用于道路工程、防水材料（房

8、屋建筑）、防腐材料。 防水材料：瀝青類、高聚合物改性瀝青、橡膠、合成高分子。 玻璃、陶瓷制品 玻璃：具有采光和防護(hù)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(dāng)成分的粘土經(jīng)成型及燒結(jié)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。2.1 土木工程材料簡述2.1 土木工程材料簡述2.2 土木工程結(jié)構(gòu)材料 主要有鋼材、混凝土、砌體、木材四大類。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 A碳素結(jié)構(gòu)鋼一般結(jié)構(gòu)鋼及工程用熱軋板、管、帶、型、棒材。 B低合金結(jié)

9、構(gòu)鋼普通低合金結(jié)構(gòu)鋼一般是在普通碳素鋼的基礎(chǔ)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(wǎng)構(gòu)架、電視塔、大型廳館中成為主體結(jié)構(gòu)材料。2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料槽鋼鋼管2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料H型鋼角鋼工字鋼2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料淮南廣播電視局鋼網(wǎng)架揚州客車廠鋼網(wǎng)架2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料 （2）鋼筋混凝土用鋼材 鋼筋混凝土用的鋼材主要指鋼筋，鋼筋是土木工程中使用最多的鋼材品種之一。2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料 線材（鋼筋、鋼絲等）在工程中的應(yīng)用2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料 評價： 材質(zhì)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

10、，維護(hù)費用較高。2.1 土木工程結(jié)構(gòu)材料混凝土（砼） 簡寫砼，是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一?；炷潦怯赡z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。 類型：水泥混凝土、輕混凝土、瀝青混凝土等。 強度：混凝土的強度等級一般為：如何測定？ 砼抗拉強度低，與鋼筋粘結(jié)組成鋼筋砼結(jié)構(gòu)。 評價：優(yōu)點：可模性、耐久性、耐火性、整體性都好，易于就地取材，價格較低，強度比磚、石材都高，能與鋼筋粘結(jié)做成各種強度高的鋼筋砼結(jié)構(gòu)；缺點：自重較大、施工復(fù)雜、工序多、工期長、易產(chǎn)生裂縫。砌體 概念：由石材、粘土、混凝土、工業(yè)廢料等材料做成的塊材和水泥、石灰膏等膠凝材料與砂、水混合做成的砂漿，疊合粘結(jié)而成的復(fù)合材料。 類型石砌體實（空）磚砌體中小混凝土塊砌體硅酸鹽塊砌體等 評價所有砌體，強度都低。砌體優(yōu)點是易于就地取材，價格低廉，施工簡便，隔熱保溫性以及耐火