土木工程概論-第2章-土木工程材料

土木工程概論-第2章-土木工程材料第一頁，共38頁。2.1土木工程材料的一般性質(zhì)第二頁，共38頁。一、土木工程材料的分類1、按材料組成：

2.1土木工程材料的一般性質(zhì)

第二章土木工程材料非金屬材料

材料分類無機材料金屬材料有機材料有色金屬黑色金屬砂、石、磚、瓦、水泥、石灰、混凝土、砂漿、無機纖維、玻璃木材、瀝青、油漆、有機纖維、塑料生鐵、鑄鐵、碳素鋼、合金鋼鋁、鉛、銅、鋅、錫等及其合金第三頁，共38頁。2、按材料的作用：

2.1土木工程材料的一般性質(zhì)

第二章土木工程材料

土木工程材料承重材料圍護材料膠結(jié)材料裝飾材料承受各種作用力，主要有：鋼材、混凝土、木材、石材、磚、砌塊等。保持空間和通道使用功能，主要有：磚、砌塊、輕質(zhì)混凝土、保溫材料等。創(chuàng)造優(yōu)美和舒適環(huán)境，主要有：石材、玻璃、油漆、木材、墻地面飾面材料等。水泥、石灰、石膏、瀝青第四頁，共38頁。二、土木工程材料的性質(zhì)

2.1土木工程材料的一般性質(zhì)

第二章土木工程材料

材料性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)密度、含水率、吸水性、透水性、導(dǎo)熱性、耐火性、收縮膨脹等。耐久性強度、變形、彈性、塑性、韌性等。強度、變形、彈性、塑性、韌性等。第五頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介第六頁，共38頁。一、鋼材1、材料：結(jié)構(gòu)工程中所用的鋼材的主要成分是鐵（Fe,約占99%)和少量的碳(C）。當(dāng)碳的含量不超過0.22%時稱為低碳鋼。若含有少量錳(Mn),硅(Si),釩(V)等元素,就成為低合金鋼。2、種類：型鋼、板材、管材和線材。型鋼、板材、管材可通過焊接、鉚接、螺栓連接的方式組合，做成鋼結(jié)構(gòu)。線材主要指鋼筋、鋼絲和鋼絞線，主要用于鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第七頁，共38頁。型材主要有角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、吊車軌道、金屬門窗、鋼板樁型鋼等。槽鋼鋼管角鋼工字鋼H型鋼第八頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料型鋼與鋼結(jié)構(gòu)第九頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

二章土木工程材料鋼結(jié)構(gòu)廠房與連接節(jié)點第十頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料彩色壓型鋼板第十一頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料光面鋼筋變形鋼筋預(yù)應(yīng)力鋼絲第十二頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料預(yù)應(yīng)力鋼絞線及錨具。OVM15、OVM13張拉端錨具

第十三頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料鋼筋的邦扎與連接第十四頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料預(yù)應(yīng)力混凝土樓板施工圖片第十五頁，共38頁。一、鋼材3、特點：材料均質(zhì)，強度高，塑性好，便于加工和安裝，耐火性差，易于銹蝕，維護費用高。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第十六頁，共38頁。二、混凝土1、材料：是一種由水泥、水、粗骨料（石子）、細骨料（砂）按一定比例摻和而成的“人工石材”。常簡寫為“砼”。2、種類：按強度分為普通強度混凝土（C50以下）和高強度混凝土（C50及以上）。按組成成分及性能特點可分為：普通混凝土、輕骨料混凝土、加氣混凝土、耐酸（堿）混凝土、耐熱混凝土等。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第十七頁，共38頁。二、混凝土3、混凝土外加劑：在混凝土拌和物中摻入不超過水泥重量的5%、且能使混凝土按要求改變性質(zhì)的物質(zhì)稱為混凝土外加劑。如：減水劑、引氣劑、早強劑、緩凝劑、速凝劑抗凍劑、著色劑、脫模劑等。

4、特點：可模性、耐久性、耐火性、整體性都很好，易于就地取材，價格較低，抗壓強度比磚、石、木等都高；但其自重較大，抗拉強度低，施工比較復(fù)雜，工序多，工期長，抗拉強度低，易產(chǎn)生裂縫。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第十八頁，共38頁。袋裝水泥第十九頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料混凝土的運輸和澆筑第二十頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料支模、澆筑、振搗、養(yǎng)護、成型第二十一頁，共38頁。三、木材1、材料：建筑中的木材主要取自樹木的樹干。常用的樹種是針葉樹，如松木、杉木等。2、種類：工程中常用的木料有圓木、方木、條木、板材等。

3、特點：自重輕，制作容易，造價便宜，施工快，但存在易燃、易腐蝕和結(jié)構(gòu)變形大等缺點。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第二十二頁，共38頁。分樹皮、木質(zhì)部和髓心三部分

木材主要使用木質(zhì)部分木材順紋強度(作用力方向與纖維方向平行)

>>木材橫紋強度(作用力方向與纖維方向垂直）影響木材強度的主要因素

含水率(一般含水率高，強度降低)溫度(溫度高，強度降低)荷載作用時間(持續(xù)荷載時間長，強度下降)木材缺陷(木節(jié)、腐朽、裂紋、翹曲、病蟲害等)

木材第二十三頁，共38頁。工程木材分為原木+鋸材+人造板材

原木：已經(jīng)除去皮(也有不去皮的)，根、樹梢而未加工成規(guī)定材品的木材

鋸材：已經(jīng)加工鋸成一定尺寸的木料板材(寬度為厚度的三倍或三倍以上)

方材

人造板材：由木材或含有一定纖維量的其他作物原料，用一般物理和化學(xué)方法加工而成比天然木材板面寬，表面平整光潔，無節(jié)子，不翹曲開裂，經(jīng)加工處理可有防水、防火、防腐、防酸性能常用人造板材：膠合板，纖維板，刨花板、木絲板、木屑板木材第二十四頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料木結(jié)構(gòu)建筑在北歐和北美地區(qū)應(yīng)用廣泛。第二十五頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料大跨木結(jié)構(gòu)屋蓋第二十六頁，共38頁。四、砌體1、材料：由石材、粘土、混凝土、工業(yè)廢料等材料做成的塊材。

2、種類：石砌體、磚砌體、中小混凝土塊砌體等。3、特點：易于就地取材、價格低、施工簡便、隔熱保溫及耐火性耐久性好，但強度低、自重一般較大，且粘土磚與農(nóng)田爭地，應(yīng)限制使用。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料第二十七頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料磚分為實心磚和空心磚，空心磚有分為承重和非承重兩種第二十八頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料混凝土砌塊與磚相比具有質(zhì)量輕、施工速度快、可利用工業(yè)及礦物廢料等優(yōu)點，目前應(yīng)用廣泛。第二十九頁，共38頁。五、其他材料除以上常用主要材料外，玻璃、塑料、纖維等材料也得到了較好的應(yīng)用，新材料的出現(xiàn)和應(yīng)用推動了土木工程的不斷發(fā)展。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料玻璃纖維、碳纖維材料在工程加固領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。第三十頁，共38頁。2.2主要土木工程材料簡介

第二章土木工程材料玻璃絲增強塑料薄膜等材料廣泛應(yīng)用于模結(jié)構(gòu)建筑中，圖為世界上最高的膜結(jié)構(gòu)建筑阿聯(lián)酋迪拜酒店。第三十一頁，共38頁。棕櫚島帆船酒店第三十二頁，共38頁。

為滿足工程對材料多種性能的要求，利用復(fù)合材料是必然趨勢

一、鋼絲網(wǎng)水泥類夾芯復(fù)合板材

芯材+兩側(cè)鋼絲網(wǎng)+

兩側(cè)抹面聚氨酯、聚苯乙烯、脲醛樹脂等泡沫塑料水泥砂漿或其他飾面

輕質(zhì)巖棉或玻璃棉等夾材

間以斜穿芯材的之字形鋼絲相互連接

保溫、隔熱、輕質(zhì)施工中具有木結(jié)構(gòu)的靈活性兩側(cè)混凝土的表面質(zhì)量泰柏板的保溫、隔聲、抗凍融性好抗震能力強和建造能耗低適當(dāng)加筋有一定的承載力

墻板、各種保溫板材、屋面板（集保溫、防水和自承重功能于一身）※、新型復(fù)合材料第三十三頁，共38頁。

以硬質(zhì)泡沫塑料或結(jié)構(gòu)巖棉為芯材，在兩側(cè)粘上彩色壓型鍍鋅鋼板，其中外露的彩色鋼板表面涂以高級彩色塑料涂層(增加耐久性和抗腐蝕能力）

重量輕，易安裝、易移動、導(dǎo)熱系數(shù)抵，能精確加工，結(jié)構(gòu)合理，隔音和連接密封好，防潮、防水、防結(jié)露和裝飾效果好。結(jié)構(gòu)巖棉芯材耐火性能良好

大型公共建筑的墻體、原有樓房加層、各種廠房和辦公房的墻體和屋面※、彩鋼夾芯板材第三十四頁，共38頁。

環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展的需要新型建筑材料的作用越來越重要，為保證工程的優(yōu)良使用功能，避免新型建材發(fā)展造成新的環(huán)境損害，源源不斷地提供材料——戰(zhàn)略方針是“可持續(xù)發(fā)展”

1992年6月聯(lián)合國里約熱內(nèi)盧世界各國首腦會議上確認1988年第一屆國際材料科學(xué)研究會首次提出“綠色材料”概念“綠色建材”的發(fā)展原則和目標：

依據(jù)循環(huán)再生、協(xié)調(diào)共生、持續(xù)自然的原則，盡量減少自然資源消耗，盡量再生利用和凈化廢棄物，保護生態(tài)環(huán)境，確保人類社會的可持續(xù)發(fā)展

※、綠色建材(生態(tài)建材)第三十五頁，共38頁。

“綠色建材”含義：

采用清潔的生產(chǎn)技術(shù)

無

毒

少用天然資源

無污染多用工業(yè)或城市固體廢棄物無放射

性（和農(nóng)植物秸稈）有利于環(huán)保

有利于人體健康生產(chǎn)過程

建材本身建材功能

※、“綠色建材”的基本概念第三十六頁，共38頁。

①原料少用天然資源