土木工程材料-教學(xué)課件-ppt-作者-劉娟紅-緒論

1、土木工程材料Building and Construction Material北京科技大學(xué)劉娟紅土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論0.1.1 定義材料是什么？材料是可以用來以社會(huì)、資源允許的方式，經(jīng)濟(jì)地制造有用器件的物質(zhì)。本課程涉及的是狹義土木工程材料，是指直接構(gòu)成土木工程實(shí)體的材料。0.1.2 材料的重要性人類歷史前進(jìn)的里程碑石器時(shí)代-青銅器時(shí)代-鐵器時(shí)代-鋼鐵時(shí)代-電子時(shí)代二十

2、一世紀(jì)四大支柱產(chǎn)業(yè)信息 能源 生物 材料材料是所有產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)0.1.3 土木工程材料的基本要求必須具有足夠的強(qiáng)度，能夠安全的承受設(shè)計(jì)載荷；材料的自身重量要以輕為宜，以減輕下部結(jié)構(gòu)和地基的負(fù)荷；具有與環(huán)境相適應(yīng)的耐久性，以減少維修費(fèi)用；用于裝飾的材料，應(yīng)能美化建筑，產(chǎn)生一定的藝術(shù)效果；用于特殊部位的材料，應(yīng)具有相應(yīng)的特殊功能。0.1.4 土木工程材料的分類按化學(xué)成分和原子結(jié)合鍵分類無機(jī)材料金屬材料：黑色金屬和有色金屬非金屬材料：膠凝材料、石材等有機(jī)材料植物材料：木材、竹材瀝青材料：石油瀝青、改性石油瀝青高分子材料：樹脂、橡膠等復(fù)合材料無機(jī)非金屬與有機(jī)復(fù)合：玻璃鋼金屬與無機(jī)非金屬?gòu)?fù)合：鋼筋混凝

3、土金屬與有機(jī)的復(fù)合：彩鋼夾心板按材料在建筑物或構(gòu)筑物中的功能分類承重材料非承重材料：保溫隔熱材料、吸聲隔聲材料、防水材料、裝飾材料按材料的使用部位分類結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、屋面材料、地面材料、飾面材料、及其他用途的材料0.1.4 土木工程材料的分類土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論建筑材料在建筑工程中的地位建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)。建筑材料直接影響工程造價(jià)。目前在我國(guó)，建筑材料占工程總造價(jià)的比例高達(dá)60-70%。促進(jìn)建筑工程技術(shù)進(jìn)步和建筑業(yè)發(fā)展。新材料的出現(xiàn)，可以促進(jìn)建筑形式的變化和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)的

4、革新。0.2 土木工程與材料的關(guān)系“材料”是土木工程之“根”伴隨著建筑工程、基礎(chǔ)工程、高速公路、高速鐵路、地下工程、大型和超大型橋梁工程的大規(guī)模建設(shè)，土木工程新材料研究與應(yīng)用顯得更為重要，并與土木工程的發(fā)展息息相關(guān)。工程院院士陳肇元教授說過“土木之根在建材，建筑之根在人文。”0.2 土木工程與材料的關(guān)系設(shè)備(水暖電等)設(shè)計(jì)施工材料建筑設(shè)計(jì)？結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)？0.2 土木工程與材料的關(guān)系當(dāng)前土木工程中專業(yè)之間關(guān)系現(xiàn)狀？板橋墻路土木工程師(設(shè)計(jì)、施工、材料、監(jiān)理、管理)為什么要具備并不斷更新混凝土材料的知識(shí)？0.2 土木工程與材料的關(guān)系材料是工程的基礎(chǔ)。不同材料有不同的設(shè)計(jì)理論和方法，以及不同的施工方法；

5、設(shè)計(jì)和施工方法必須跟隨材料的變更或更新而變更或更新。工程中的主要問題是如何處理使用材料時(shí)所遇到的各種相互矛盾的因素，最大限度地做到對(duì)立的統(tǒng)一，以實(shí)現(xiàn)“百年大計(jì)”。0.2 土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論0.3.1 土木工程材料的歷史1、遠(yuǎn)古時(shí)期穴居巢處2、石器時(shí)代挖土鑿石為洞（古崖居）伐木搭竹為棚0.3.1 土木工程材料的歷史3、青磚漢瓦的時(shí)代0.3.1 土木工程材料的歷史4、歐洲工業(yè)革命帶來的飛躍到十八世紀(jì)為止雖然人類經(jīng)過了漫長(zhǎng)的發(fā)展過程，但建筑材料無論在質(zhì)上還是量上，都沒有出現(xiàn)很

6、大的飛躍。1760年開始的歐洲工業(yè)革命，改變了這一切，19世紀(jì)后工業(yè)生產(chǎn)的建筑材料取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，令人矚目！而這中巨變的集中標(biāo)志就是鋼材、水泥、混凝土的發(fā)明與應(yīng)用。0.3.1 土木工程材料的歷史5、二十世紀(jì)的蓬勃發(fā)展土木工程材料不僅在性能和質(zhì)量上而且在品種上蓬勃發(fā)展，新材料層出不窮，高分子材料、復(fù)合材料為代表的材料得到了快速發(fā)展。0.3.1 土木工程材料的歷史綠色建材是發(fā)展方向提高材料的耐久性；大量應(yīng)用廢棄資源；節(jié)約能源；對(duì)環(huán)境、對(duì)人身無害（友好）研制高性能材料輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐久、智能等0.3.2 土木工程材料的發(fā)展趨勢(shì)建筑垃圾循環(huán)利用建筑垃圾循環(huán)利用Conventional Concrete

7、 plate(Length:60cm;Thickness:3cm)Reactive Powder Concrete plate(With the same size)PRC與普通水泥制品的對(duì)比非常薄的橋面板Bridge Deck土、石、木磚瓦、石灰水泥、鋼材混凝土高效、多功能環(huán)保建筑材料功能建筑材料綠色建材0.3.3 土木工程材料的沿革 古羅馬的石灰火山灰混凝土：凝結(jié)硬化緩慢，強(qiáng)度較低。但典型建筑經(jīng)歷2000多年的流水、雨雪、海水等自然因素作用至今仍然完整保存。其性能特點(diǎn)在于：低強(qiáng)度低內(nèi)能高耐久。0.3.4 混凝土的發(fā)展歷史古羅馬萬神殿The Pantheon Rome萬神殿：公元128年Ha

8、drin大帝時(shí)期建造的一座建筑物，它的圓形壁厚6.1m;穹頂?shù)闹睆?3.3m、高21.6m，使用了12000噸輕混凝土。羅馬圓形劇場(chǎng)英國(guó)的愛迪斯頓海濱終年遭受海浪的襲擊，環(huán)境條件惡劣。Smeaton從英國(guó)境內(nèi)古代羅馬混凝土遺跡上得到啟發(fā)，就應(yīng)用石灰火山灰砂漿意外成功地修筑了愛迪斯頓這座燈塔。這座十分耐海水侵蝕的燈塔工程，喚起了后來的學(xué)者們對(duì)水硬性膠凝材料的深入探索，終于在數(shù)十年后出現(xiàn)了波特蘭水泥（硅酸鹽水泥）。 波特蘭水泥混凝土（塑性、干硬性）以及鋼筋混凝土1860-1960年間大量的工業(yè)與民用建筑：中低等級(jí)居多，耐久性行為不好。溯本求源，高水灰比是關(guān)鍵。美國(guó)橋梁破壞實(shí)例引自北京市政設(shè)計(jì)研究院

9、的資料引自北京市政設(shè)計(jì)研究院的資料寧波北侖港碼頭混凝土梁建成后11年土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論分類：在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)分為四級(jí)：國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。表示方法：名稱+部門代號(hào)+編碼+基本年限例如：塑性改性瀝青防水卷材（GB18243-2000）常見部門代號(hào)：GB 國(guó)標(biāo)；GB/T國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)（非強(qiáng)制性） ；GBJ建筑工程國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；JGJ建工行業(yè)工程標(biāo)準(zhǔn)；JC建材標(biāo)準(zhǔn)；QB企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)；ASTM美國(guó)材料試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。0.4土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)土木工程材料的定義及分類土木工程與材料的

10、關(guān)系土木工程材料的歷史和發(fā)展趨勢(shì)土木工程材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容0. 緒論了解常用建筑材料的基本性質(zhì)，能夠正確地選擇和使用材料。同一類不同品種的材料要了解它們的共性和個(gè)性。了解引起材料性質(zhì)變化的外界和內(nèi)在原因，掌握變化規(guī)律，采取怎樣的應(yīng)對(duì)措施。實(shí)驗(yàn)的重要性：學(xué)會(huì)常用的材料檢驗(yàn)、評(píng)定方法；理解課程知識(shí)；培養(yǎng)科研能力；磨練科學(xué)態(tài)度。樹立新的材料觀念。0.5 課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容作為一個(gè)土木工程師，對(duì)于建筑材料至少要了解以下三個(gè)方面：1、材料在結(jié)構(gòu)物中使用時(shí)呈現(xiàn)哪些性能？2、為什么材料具有這樣的性能？3、材料的性能能否改變及其原因。0.5 課程學(xué)習(xí)和關(guān)注的內(nèi)容縱向線橫向線縱向線抓住兩條主線建筑材料品種繁多，內(nèi)容看似散亂，但有兩條主線將這些內(nèi)容聯(lián)系在一起橫向線學(xué)習(xí)方法橫向線橫向線把各章看似毫無關(guān)聯(lián)的內(nèi)容連接到一起。因?yàn)樵谝豁?xiàng)現(xiàn)代工程中，通常需要大量的不同種類的材料來發(fā)揮它們各自的特性，從而滿足工程不同部位、不同功能的要求，形成一個(gè)完整的建筑物。橫向線學(xué)習(xí)方法縱向線材料的技術(shù)要求