02第二章-工程材料與制品解析

1、第二章第二章 工程材料與制品工程材料與制品 建筑材料的定義建筑材料的定義* *指土木工程所用材料和制品的總稱。（土木工程材料）傳統(tǒng)七大建材砂石、膠凝材、混凝土、磚瓦、鋼材、木材、瀝青學習建筑材料的意義學習建筑材料的意義1.建筑材料是土木工程的物質基礎。（廣州白天鵝賓館所用裝飾材料的品種多達4500余種）2.建筑材料影響和制約工程質量、功能與經濟性能。3.建筑材料的發(fā)展歷程是時代象征、文明標志。一般來說，土木工程對材料的基本要求安全適用 諸如隔熱、保溫、隔聲、防水等美觀 光澤、質感、色澤、圖案、花紋耐久與經濟幾個實例（1）95年9月的“錦普大廈事件”，由于該工程使用了安定性不合格的水泥，上海市建

2、委下令將大廈從1114層實行定向爆破，推倒重建，直接經濟損失268萬元。（2）95年6月的“三豐慘劇”。95年6月29日韓國的三豐百貨大樓頃刻倒塌，死亡400余人，原因之一，偷工減料。（3）分別建于84、89年的濟南、濰坊機場因水泥質量問題，未用多少年跑道就不能使用。（4）北京三元里等八個立交橋和天津八里臺等三個立交橋，使用不到10年，就出現較大裂縫；上海站的軌枕僅八年就破損2/3。（5）209國道湖北鄖陽縣土柳路段通車僅二個月，路面就大面積破損，316國道湖北隨洲白鶴山段尚未通車既發(fā)生斷板材23塊、裂縫12條。幾個實例新型建材促進結構工程發(fā)展新型建材促進結構工程發(fā)展古羅馬萬神殿，半球穹頂直徑

3、43.5m，重12000噸； 波蘭鋼筋砼世紀大廳肋形拱頂直徑65m，重1500噸； 墨西哥鋼混薄壁構件飯店雙曲拋物面薄殼屋蓋直徑32m、厚4cm，重僅100噸； 德國玻璃纖維增強水泥園藝展覽廳雙曲拋物面屋蓋，直徑31m、厚1cm，重25噸； 近年出現彩板輕鋼僅厚1mm，現場加工成大跨度屋面，重量進一步減輕； 建筑膜搭建厚度僅為0.2mm的新型膜結構每平方米重量20Kg； 緒論 縱觀我國歷史，勞動人民在土木工程材料的生產和使用方面，曾經取得重大的成就。在金屬冶煉、木材防腐和陶瓷工藝等方面，都曾居世界領先地位。每當出現新的建筑材料時，土木工程就有飛躍式的發(fā)展。土木工程的三次飛躍發(fā)展是磚瓦的出現、鋼

4、材的大量運用、混凝土的興起。建筑材料簡史建筑材料簡史1.古代：穴居巢處2.石器、鐵器時代：簡單工具，鑿石成洞、伐木為棚3.筑土、壘石階段4.天然材料人工生產：燒制磚瓦和石灰5.18、19世紀：鋼材水泥，鋼筋混凝土6.20世紀：預應力混凝土、其它功能材料我國：冶金、木材防腐、陶瓷、石材、長城、都江堰、故宮在歐洲，公元前2世紀已有采用天然火山灰、石灰、碎石拌制天然混凝土用于建筑。1824年，英國人Josepb Aspdin發(fā)明了水泥，稱為波特蘭水泥（即我國的硅酸鹽水泥）。鋼材在建筑工程中的應用也是出現在19世紀中葉，1850年法國人制造了第一只鋼筋混凝土小船，1872年在紐約出現了第一所鋼筋混凝土

5、房屋。水泥和鋼材這兩種材料的問世，為后來建造高層建筑和大跨度橋梁提供了物質基礎。 18000年前的北京周口店山頂洞人，就居住在天然巖洞中。距今約6000年的西安半坡遺址，卻已是采用木骨泥墻建房，并發(fā)現有制陶窯場。建于公元前7世紀的萬里長城，所用的磚石材料就達1億多立方米。 戰(zhàn)國時期（公元前475公元前221），筒瓦、板瓦已廣泛使用，并出現了大塊空心磚和墻壁裝修用磚。 任何土木工程建（構）筑物任何土木工程建（構）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、（包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等）都是用材料按一定礦井、隧道等）都是用材料按一定的要求打造成的的要求打造成的,土木工程中所使用土木工程中所使用

6、的各種材料統(tǒng)稱為土木工程材料。的各種材料統(tǒng)稱為土木工程材料。材料的品種材料的品種 一般分為金屬材料和非金屬材料兩大類：一般分為金屬材料和非金屬材料兩大類： 金屬材料金屬材料: 非金屬材料非金屬材料:材料也可按功能分類材料也可按功能分類 一般分為一般分為（承受荷載作用的材料，（承受荷載作用的材料，如基礎、柱、梁所用的材料）和如基礎、柱、梁所用的材料）和（具有（具有其它功能的材料，如起圍護作用的材料；起防水其它功能的材料，如起圍護作用的材料；起防水作用的材料；起裝飾作用的材料；起保溫隔熱作作用的材料；起裝飾作用的材料；起保溫隔熱作用的材料等）。用的材料等）。材料還可按用途分類材料還可按用途分類 如

7、建筑結構材料；橋梁結構材料；水工結構如建筑結構材料；橋梁結構材料；水工結構材料；路面結構材料；建筑墻體材料；建筑裝飾材料；路面結構材料；建筑墻體材料；建筑裝飾材料；建筑防水材料；建筑保溫材料等。材料；建筑防水材料；建筑保溫材料等。 按材料的化學成分可將材料分為三大類：按材料的化學成分可將材料分為三大類：1、無機材料、無機材料金屬材料金屬材料非金屬材料非金屬材料黑色金屬（鐵、鋼）、有色金屬（鋁、銅及合金等）天然石材（砂、石及各種巖石加工成的石材），燒土制品（磚、瓦、陶瓷），玻璃膠凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂漿2、有機材料、有機材料木材、竹材等石油瀝青、煤瀝青及其制品塑料、涂料、

8、膠粘劑植物材料植物材料瀝青材料瀝青材料高分子材料高分子材料3、復合材料、復合材料 鋼筋混凝土、聚合物混凝土、玻鋼筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃鋼、紙面或纖維石膏板璃鋼、紙面或纖維石膏板按材料的化學成分分類按材料的化學成分分類金屬材料與有機材料復合：輕質金屬夾芯板金屬材料與無機非金屬材料復合：鋼纖維混凝土等無機非金屬材料與有機材料復合：玻璃鋼、聚合物混凝土、瀝青混合料等復合材料高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑等瀝青材料：石油瀝青、煤瀝青、瀝青制品等植物材料：木材、竹材等有機材料混凝土及硅酸鹽制品：混凝土、砂漿及硅酸鹽制品膠凝材料：石灰、石膏、水泥、水玻璃等燒土制品：磚、瓦、玻璃等天然石材：砂、石及石

9、材制品等非金屬材料有色金屬：鋁、銅等其他合金黑色金屬：鋼、鐵、不銹鋼等金屬材料無機材料土木工程材料第一節(jié) 磚、瓦、砂、石、灰 磚、瓦、砂、石、灰可統(tǒng)稱為地方材料，由于其磚、瓦、砂、石、灰可統(tǒng)稱為地方材料，由于其工程用量大，原料價格低，一般都在當地或附近采購。工程用量大，原料價格低，一般都在當地或附近采購。磚、瓦、砂、石、灰這些材料是最基本的建筑材料。磚、瓦、砂、石、灰這些材料是最基本的建筑材料。無論是在古代，還是在現代的建筑領域中，磚、瓦、無論是在古代，還是在現代的建筑領域中，磚、瓦、砂、石、灰處于不可替代的地位。就好比水是由氫元砂、石、灰處于不可替代的地位。就好比水是由氫元素和氧元素組成的，

10、建筑都是由磚、瓦、砂、石、灰素和氧元素組成的，建筑都是由磚、瓦、砂、石、灰等基本的建筑材料組成的。等基本的建筑材料組成的。 在古埃及，充滿著智慧和勤勞的古埃及人民不可在古埃及，充滿著智慧和勤勞的古埃及人民不可思議地創(chuàng)造了世界的七大奇跡之一的金字塔。金字塔思議地創(chuàng)造了世界的七大奇跡之一的金字塔。金字塔由砂、石、灰等古老而基本的材料建成，完全沒有含由砂、石、灰等古老而基本的材料建成，完全沒有含有當今科技的混凝土和鋼筋。我們祖先也是充滿著智有當今科技的混凝土和鋼筋。我們祖先也是充滿著智慧和勤勞的，當時我們的造橋技術處于領先地位，能慧和勤勞的，當時我們的造橋技術處于領先地位，能橫跨很寬的河流而中間不用

11、橋墩。這不僅體現了較好橫跨很寬的河流而中間不用橋墩。這不僅體現了較好的結構特性，而且還表明磚、砂、石、灰等材料制作的結構特性，而且還表明磚、砂、石、灰等材料制作水平高和運用合理。例如我國的趙州橋，它經歷了幾水平高和運用合理。例如我國的趙州橋，它經歷了幾百年滄桑仍然屹立在那里。百年滄桑仍然屹立在那里。金字塔趙州橋河南登封蒿岳寺塔磚磚是一種常用的砌筑材料。磚瓦的生產和使用在我國磚是一種常用的砌筑材料。磚瓦的生產和使用在我國歷史悠久，有歷史悠久，有“秦磚漢瓦秦磚漢瓦”之稱。之稱。 優(yōu)點：制磚的原料容易取得，生產工藝比較簡單，價優(yōu)點：制磚的原料容易取得，生產工藝比較簡單，價格低、體積小便于組合，粘土磚

12、還有防火、隔熱、隔格低、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、基聲、吸潮等優(yōu)點。所以至今仍然廣泛地用于墻體、基礎、柱等砌筑工程中。礎、柱等砌筑工程中。 缺點：但是由于生產傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗缺點：但是由于生產傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗高、磚自重大，施工生產中勞動強度高、工效低，因高、磚自重大，施工生產中勞動強度高、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。有的城市已禁止在禁止在 建筑物中使用粘土磚。建筑物中使用粘土磚。磚的分類:按照生產工藝按照生產工藝: :可分為燒結磚和非燒結磚可分為燒結

13、磚和非燒結磚; ; 按所用原材料按所用原材料 : :可分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、可分為粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等；粉煤灰磚、爐渣磚和灰砂磚等； 按有無孔洞按有無孔洞 : :分為空心磚、多孔磚和實心磚。分為空心磚、多孔磚和實心磚。 各種磚的示意圖:燒結空心磚燒結空心磚蒸壓灰砂磚蒸壓灰砂磚陶粒混凝土小型空心砌塊陶?；炷列⌒涂招钠鰤K瓦瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括頁巖、煤矸石等粉瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括頁巖、煤矸石等粉料）為主要原料，經泥料處理、成型、干燥和焙燒而料）為主要原料，經泥料處理、成型、干燥和焙燒而制成。中國瓦的生產比磚早。西周時期就形成了獨立制成。中

14、國瓦的生產比磚早。西周時期就形成了獨立的制陶業(yè)，西漢時期工藝上又取得明顯的進步，瓦的的制陶業(yè)，西漢時期工藝上又取得明顯的進步，瓦的質量也有較大提高，因稱質量也有較大提高，因稱“秦磚漢瓦秦磚漢瓦”。粘土瓦的生產工藝與粘土磚相似，但對粘土的質量要粘土瓦的生產工藝與粘土磚相似，但對粘土的質量要求較高，如含雜質少，塑性高，泥料均化程度高等。求較高，如含雜質少，塑性高，泥料均化程度高等。中國目前生產的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。中國目前生產的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。粘土瓦只能應用于較大坡度的屋面。由于材質脆、自粘土瓦只能應用于較大坡度的屋面。由于材質脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺點

15、，重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺點，在現代建筑屋面材料中的比例已逐漸下降。在現代建筑屋面材料中的比例已逐漸下降。瓦的分類:瓦是屋面材料。由于建筑工業(yè)的發(fā)展，對屋面材料也瓦是屋面材料。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，瓦的種類較多提出了新的發(fā)展要求。目前，瓦的種類較多: :按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、鋼絲網水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃鋼瓦、瀝青瓦等；按形狀分按形狀分, ,有平瓦和波形瓦兩類。有平瓦和波形瓦兩類。 春秋瓦當圖東周瓦當圖普通瓦砂 砂是組成混凝土和砂漿的主要

16、組成材料之一，是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。土木工程的大宗材料。 砂一般分為天然砂和人工砂兩類。由自然條件作砂一般分為天然砂和人工砂兩類。由自然條件作用（主要是巖石風化）而形成的，粒徑在用（主要是巖石風化）而形成的，粒徑在5mm5mm以下的巖以下的巖石顆粒，稱為天然砂。人工砂是由巖石軋碎而成，由石顆粒，稱為天然砂。人工砂是由巖石軋碎而成，由于成本高、片狀及粉狀物多，一般不用。于成本高、片狀及粉狀物多，一般不用。 砂的粗細程度: 砂的粗細程度是指不同粒徑的砂粒混合在一起的平砂的粗細程度是指不同粒徑的砂粒混合在一起的平均粗細程度。通常有粗砂、中砂、細砂之分。砂的顆

17、粒均粗細程度。通常有粗砂、中砂、細砂之分。砂的顆粒級配是指砂子大小顆粒的搭配比例。級配是指砂子大小顆粒的搭配比例。 如圖可以看出，如果是同樣粗細的砂，空隙最大如圖可以看出，如果是同樣粗細的砂，空隙最大 圖（圖（a a） ，兩種粒徑的砂搭配起來，空隙有所減小，兩種粒徑的砂搭配起來，空隙有所減小 圖（圖（b b） ，三種粒徑的砂搭配，空隙更小，三種粒徑的砂搭配，空隙更小 圖（圖（c c） 。 骨料顆粒級配示意圖:(a)單一顆粒 (b)兩種粒徑 (c)多種粒徑由此可見，砂子的空隙率取決于砂料各級粒徑的搭配程度。由此可見，砂子的空隙率取決于砂料各級粒徑的搭配程度。砂的存在狀態(tài):砂在自然狀態(tài)下往往含有一

18、定的水分，其含水砂在自然狀態(tài)下往往含有一定的水分，其含水狀態(tài)有四種。狀態(tài)有四種。1 1完全干燥狀態(tài)完全干燥狀態(tài) 圖（圖（a a） 在在10510555下下烘干，達恒重時的狀態(tài)。烘干，達恒重時的狀態(tài)。2. 2. 風干狀態(tài)風干狀態(tài) 圖（圖（b b） 也叫氣干狀態(tài)，指砂也叫氣干狀態(tài)，指砂子含水率和周圍濕度達動態(tài)平衡時的狀態(tài)。子含水率和周圍濕度達動態(tài)平衡時的狀態(tài)。3. 3. 飽和面干狀態(tài)飽和面干狀態(tài) 圖（圖（c c） 顆粒表面干燥，顆粒表面干燥，內部孔隙吸水達飽和時的狀態(tài)。內部孔隙吸水達飽和時的狀態(tài)。4. 4. 完成濕潤狀態(tài)完成濕潤狀態(tài) 圖（圖（d d） 顆粒內部吸水飽顆粒內部吸水飽和且表面附有吸附水

19、的狀態(tài)。和且表面附有吸附水的狀態(tài)。砂的各種存在狀態(tài)的示意圖:顯然，砂的含水狀態(tài)直接影響混凝土或砂漿拌合用水及砂顯然，砂的含水狀態(tài)直接影響混凝土或砂漿拌合用水及砂的用量。的用量。 石 凡采自天然巖石，經過加工或未經加工的石材，凡采自天然巖石，經過加工或未經加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材。統(tǒng)稱為天然石材。天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天天然石材是最古老的土木工程材料之一。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，然石材具有很高的抗壓強度，良好的耐磨性和耐久性，經加工后表面美觀富于裝飾性，資源分布廣蘊藏量豐經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，生產成本低等

20、優(yōu)點，是古今土木富，便于就地取材，生產成本低等優(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。天然石材經加工后具有良好的裝飾性，是現要材料。天然石材經加工后具有良好的裝飾性，是現代土木工程的主要裝飾材料之一。代土木工程的主要裝飾材料之一。 石的分類:一、毛石一、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。根據平整程度又將其分為亂毛石和平毛石兩類。塊。根據平整程度又將其分為亂毛石和平毛石兩類。二、料石二、料石: :由人工或機械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經鑿由

21、人工或機械開采出的較規(guī)則的六面體石塊，再略經鑿琢而成。根據表面加工的平整程度分為毛料石、粗料石、半細料石琢而成。根據表面加工的平整程度分為毛料石、粗料石、半細料石和細料石四種。和細料石四種。三、三、 飾面石材飾面石材: :用于建筑物內外墻面、柱面、地面、欄桿、臺階等用于建筑物內外墻面、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。石和花崗巖兩大類。四、色石渣四、色石渣: :也稱色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花也稱色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花崗巖等石材經破碎篩選

22、加工而成崗巖等石材經破碎篩選加工而成. .五、五、 石子石子: :在混凝土組成材料中，砂稱為細骨料，石子稱為粗骨料，在混凝土組成材料中，砂稱為細骨料，石子稱為粗骨料，石子除用作混凝土粗骨粒外，路橋工程、鐵道工程的路基道渣等也石子除用作混凝土粗骨粒外，路橋工程、鐵道工程的路基道渣等也常用。石子分碎石和卵石常用。石子分碎石和卵石. . 云南云灰大理石 天然石材貼面的房屋內墻 花崗石外墻 碎石 按巖石的形成分類按巖石的形成分類 根據組成砌筑石材的巖石形成地質條件不同，根據組成砌筑石材的巖石形成地質條件不同，砌筑石材可分為砌筑石材可分為巖漿巖石材、沉積巖石材和變質巖漿巖石材、沉積巖石材和變質巖石材。巖

23、石材。 1 1、巖漿巖：、巖漿巖：巖漿巖根據巖漿冷卻條件的不同，巖漿巖根據巖漿冷卻條件的不同，又分為深成巖、噴出巖和火山巖三種。又分為深成巖、噴出巖和火山巖三種。 建筑上常用的深成巖有：花崗巖、閃長巖、建筑上常用的深成巖有：花崗巖、閃長巖、輝長巖、玄武巖、輝綠巖、安山巖等。輝長巖、玄武巖、輝綠巖、安山巖等。 2 2、沉積巖：、沉積巖：建筑上常見沉積巖有：石灰?guī)r、建筑上常見沉積巖有：石灰?guī)r、砂巖、頁巖、礫巖、石膏、硅藻石、硅藻土、蛋砂巖、頁巖、礫巖、石膏、硅藻石、硅藻土、蛋白石等。白石等。 3 3、變質巖：、變質巖： 建筑上常用的變質巖有：大理巖、片麻巖、石英建筑上常用的變質巖有：大理巖、片麻巖

24、、石英巖、板巖等。巖、板巖等。按外形分類按外形分類 按外形建筑用石材分為料石和毛石。按外形建筑用石材分為料石和毛石。 料石：料石：砌筑用料石，按其加工面的平整程度砌筑用料石，按其加工面的平整程度可分為細料石、半細料石、粗料石和毛料石四種?？煞譃榧毩鲜?、半細料石、粗料石和毛料石四種。 料石外形規(guī)則，截面的寬度、高度不小于料石外形規(guī)則，截面的寬度、高度不小于200 200 mmmm，長度不宜大于厚度的，長度不宜大于厚度的4 4倍。料石根據加工程度分倍。料石根據加工程度分別用于建筑物的外部裝飾、勒腳、臺階、砌體、石別用于建筑物的外部裝飾、勒腳、臺階、砌體、石拱等。拱等。 毛石：毛石：砌體用毛石呈塊狀

25、，其中部厚度不應砌體用毛石呈塊狀，其中部厚度不應小于小于200 mm200 mm。毛石又有亂毛石和平毛石之分，亂毛。毛石又有亂毛石和平毛石之分，亂毛石是指形狀不規(guī)則的石塊，平毛石是指形狀不規(guī)則，石是指形狀不規(guī)則的石塊，平毛石是指形狀不規(guī)則，但有兩個平面大致平行的石塊。毛石主要用于基礎、但有兩個平面大致平行的石塊。毛石主要用于基礎、擋土墻、毛石混凝土等。擋土墻、毛石混凝土等。圖圖 例例圖圖 例例灰 所謂灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是無機膠凝材料，土木所謂灰是指石灰和石膏。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（如磚工程中用膠凝材料將散粒材料（如砂和石子）

26、或塊狀材料（如磚和石塊）粘結為一個整體。和石塊）粘結為一個整體。一、石膏一、石膏我國石膏資源豐富，已探明天然石膏儲量為我國石膏資源豐富，已探明天然石膏儲量為471.5471.5億噸，居億噸，居世界之首。世界之首。土木工程中使用最多的石膏品種是建筑石膏，建筑石膏加水土木工程中使用最多的石膏品種是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的漿體具有良好的可塑性。建筑石膏的應用很廣，除用于后拌制的漿體具有良好的可塑性。建筑石膏的應用很廣，除用于室內抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各種石膏制品。室內抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各種石膏制品。二、石灰二、石灰石灰是在土木工程中使用較早的礦物膠凝材料之一。石灰石石灰

27、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。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。 石膏雕塑石膏板裝飾的墻面石膏天花板裝飾的劇院第二節(jié) 鋼材 土木工程中應用量最大的金屬材料是鋼材，它廣土木工程中應用量最大的金屬材料是鋼材，它廣泛應用于鐵路、橋梁、建筑工程等各種結構工程中，泛應用于鐵路、橋梁、建筑工程等各種結構工程中，在國民經濟建設中發(fā)揮著重要作用。土木工程用的鋼在國民經濟建設中發(fā)揮著重要作用。土木工程用的鋼材是指用于鋼結構的各種型材（如圓鋼、角鋼、工字材是指用于鋼結構的各種型材（如圓鋼、角鋼、工字鋼等）、鋼板、管

28、材和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼等）、鋼板、管材和用于鋼筋混凝土中的各種鋼筋、鋼絲等。鋼絲等。槽 鋼工字鋼角 鋼鋼 管鋼 絲 土木工程所使用的鋼材大多為普通碳素結構鋼的土木工程所使用的鋼材大多為普通碳素結構鋼的低碳鋼和屬普通鋼類的低合金結構鋼。普通低合金結低碳鋼和屬普通鋼類的低合金結構鋼。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，如硅、錳、釩、鈦、鈮等，加入這些合金元素而成，如硅、錳、釩、鈦、鈮等，加入這些合金元素可使這些鋼的強度、耐腐蝕性、耐磨性、低溫金元素可使這些鋼的強度、耐腐蝕性、耐磨性、低溫沖擊韌性等得到顯著提

29、高和改善。沖擊韌性等得到顯著提高和改善。 土木工程中使用的鋼材可劃分為鋼結構用鋼材土木工程中使用的鋼材可劃分為鋼結構用鋼材（型材）和鋼筋混凝土用鋼材（線材）兩大類。型材（型材）和鋼筋混凝土用鋼材（線材）兩大類。型材主要指壓制成的各種型鋼、鋼板、鋼管等。線材主要主要指壓制成的各種型鋼、鋼板、鋼管等。線材主要指鋼筋或鋼絲。指鋼筋或鋼絲。 第三節(jié) 木材 木材是一種古老的工程材料。由于具有一些獨特的優(yōu)木材是一種古老的工程材料。由于具有一些獨特的優(yōu)點，在出現眾多新型土木工程材料的今天，木材仍在點，在出現眾多新型土木工程材料的今天，木材仍在工程中占有重要地位，特別在裝飾領域。工程中占有重要地位，特別在裝飾

30、領域。優(yōu)點：如輕質高強；易于加工（如鋸、刨、鉆等）；優(yōu)點：如輕質高強；易于加工（如鋸、刨、鉆等）；有較高的彈性和韌性；能承受沖擊和振動作用；導電有較高的彈性和韌性；能承受沖擊和振動作用；導電和導熱性能低；木紋美麗；裝飾性好等。和導熱性能低；木紋美麗；裝飾性好等。缺點：如構造不均勻，各向異性；易吸濕、吸水，因缺點：如構造不均勻，各向異性；易吸濕、吸水，因而產生較大的濕脹、干縮變形；易燃、易腐等。不過，而產生較大的濕脹、干縮變形；易燃、易腐等。不過，這些缺陷經加工和處理后，可得到很大程度的改善。這些缺陷經加工和處理后，可得到很大程度的改善。木材的分類木材的分類 木材是由樹木加工而成的，樹木分為針葉

31、樹和闊葉木材是由樹木加工而成的，樹木分為針葉樹和闊葉樹兩大類。樹兩大類。針葉樹樹干通直而高大，易得大材，紋理平順，材針葉樹樹干通直而高大，易得大材，紋理平順，材質均勻，木質較軟而易于加工，故又稱軟木材。常用樹質均勻，木質較軟而易于加工，故又稱軟木材。常用樹種有松、杉、柏等。闊葉樹樹干通直部分一般較短，材種有松、杉、柏等。闊葉樹樹干通直部分一般較短，材質較硬，較難加工，故又質較硬，較難加工，故又 名硬木材。常用樹種有榆木、名硬木材。常用樹種有榆木、水曲柳、柞木等。水曲柳、柞木等。木材的構造木材的構造 木材的構造決定著木材的性能，針葉樹和闊葉樹構木材的構造決定著木材的性能，針葉樹和闊葉樹構造不完全

32、相同。樹木可分為樹皮、木質部和髓心三個部造不完全相同。樹木可分為樹皮、木質部和髓心三個部分。而木材主要使用木質部。分。而木材主要使用木質部。木材的主要性質木材的主要性質 木材的性質包括物理性質和力學性質、如含水率；木材的性質包括物理性質和力學性質、如含水率；熱脹干縮；密度；強度熱脹干縮；密度；強度( (抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等四抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等四種強度種強度) )，其中抗拉、抗壓、抗剪強度又有順紋和橫紋，其中抗拉、抗壓、抗剪強度又有順紋和橫紋之分。順紋和橫紋強度有很大的差別。木材各種強度之分。順紋和橫紋強度有很大的差別。木材各種強度的關系見表。的關系見表。抗壓抗拉抗彎抗剪順紋橫紋順紋橫

33、紋順紋橫紋11/101/3231/201/31.521/71/31第四節(jié) 水泥水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿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硬化，可將其它材料膠結體，能在空氣中和水中凝結硬化，可將其它材料膠結成整，并形成堅硬石材的材料。水泥不但大量應用于成整，并形成堅硬石材的材料。水泥不但大量應用于土木工程，還廣泛用于工業(yè)、農業(yè)和國防體建設等工土木工程，還廣泛用于工業(yè)、農業(yè)和國防體建設等工程。程。水泥的定義和分類：按其用途及性能分專用水泥特性水泥通用水泥硫鋁酸鹽水泥按其主要水硬性物質名稱分硅酸鹽水泥鋁酸鹽水泥磷酸鹽水泥氟鋁酸鹽水泥硅酸鹽水泥

34、 ： 根據國家標準（根據國家標準（GB175GB1759292）規(guī)定，凡由硅酸鹽水）規(guī)定，凡由硅酸鹽水泥熟料、泥熟料、0 05 5石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨石灰石或粒化高爐礦渣、適量石膏磨細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（波特蘭細制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥（波特蘭水泥）。水泥）。硅酸鹽系水泥為干粉狀物，加適量的水并拌合后硅酸鹽系水泥為干粉狀物，加適量的水并拌合后便形成可塑性的水泥漿體，水泥漿體在常溫下會逐漸便形成可塑性的水泥漿體，水泥漿體在常溫下會逐漸變稠直到開始失去塑性，這一現象稱為水泥的初凝；變稠直到開始失去塑性，這一現象稱為水泥的初凝；隨著塑性的消失，水泥漿開始產生

35、強度，此時稱為水隨著塑性的消失，水泥漿開始產生強度，此時稱為水泥的終凝；水泥漿由初凝到終凝的過程稱為水泥的凝泥的終凝；水泥漿由初凝到終凝的過程稱為水泥的凝結。水泥漿終凝后，其強度會隨著時間的延長不斷增結。水泥漿終凝后，其強度會隨著時間的延長不斷增長，并形成堅硬的水泥石，這一過程稱為水泥的硬化。長，并形成堅硬的水泥石，這一過程稱為水泥的硬化。 在實際施工中，往往會遇到一些有特殊要求的工在實際施工中，往往會遇到一些有特殊要求的工程，如緊急搶修工程、耐熱耐酸工程、新舊混凝土搭程，如緊急搶修工程、耐熱耐酸工程、新舊混凝土搭接工程等。對這些工程，前面介紹的幾種水泥均難于接工程等。對這些工程，前面介紹的幾種水泥均難于滿足要求，需要采用其他品種的水泥，如快硬硅酸鹽滿足要求，需要采用其他品種的水泥，如快硬硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、白色硅酸鹽水泥、快凝快硬硅酸鹽水泥、高鋁水泥、白色