建筑材料概論

————一切建筑的根底建筑資料建筑資料緒論一.建筑資料的定義與分類廣義：用于土木工程中的一切資料。包括構(gòu)成建筑物、構(gòu)筑物的資料；施工過程中所需求的輔助資料；各種建筑器材。狹義：直接構(gòu)成土木工程實(shí)體的資料。2.按運(yùn)用功能分類1.按化學(xué)成分分類建筑材料無機(jī)材料非金屬材料天然石材：石子，砂，毛石，料石燒土制品：黏土磚，瓦，空心磚，建筑陶瓷玻璃：窗用玻璃，安全玻璃，特種玻璃無機(jī)膠凝材料：石灰，石膏，水玻璃，各種水泥混凝土及砂漿：普通混凝土，輕混凝土，特種混凝土，各種砂漿硅酸鹽制品：粉煤灰磚、灰砂磚，硅酸鹽砌塊絕熱材料：石棉，礦棉，玻璃棉，膨脹珍珠巖金屬材料黑色金屬：生鐵、碳素鋼、合金鋼、不銹鋼有色金屬：鋁，鋅，銅及其合金有機(jī)材料植物質(zhì)材料木材，竹材，軟木，毛氈瀝青材料石油瀝青，煤瀝青，瀝青制品高分子材料塑料，橡膠，涂料，膠粘劑復(fù)合材料無機(jī)-有機(jī)復(fù)合材非金屬-金屬復(fù)合其他復(fù)合材料聚合物混凝土、瀝青混凝土，水泥刨花板，玻璃鋼鋼筋砼、鋼絲網(wǎng)水泥板、鋁塑復(fù)合板、鋁箔面油氈水泥石棉制品、不銹鋼包覆鋼板前往建筑資料按化學(xué)成分分類建筑材料結(jié)構(gòu)材料承重材料：石材，磚，水泥混凝土，鋼筋、木材等非承重材料：玻璃、瓦、涂料墻體材料磚及砌塊：普通磚、空心磚，硅酸鹽及砌塊等墻板：砼墻板、石膏板、復(fù)合墻板等功能材料防水材料：瀝青及其制品

絕熱材料：石棉、礦棉，玻璃棉、膨脹珍珠巖石等吸聲材料；木絲板、毛氈，泡沫塑料采光材料：窗用玻璃等

裝飾材料：涂料、塑料裝飾材料、鋁材等建筑資料按運(yùn)用功能分類建筑材料結(jié)構(gòu)材料承重材料：石材，磚，水泥混凝土，鋼筋、木材等非承重材料：玻璃、瓦、涂料功能材料防水材料：瀝青及其制品

絕熱材料：石棉、礦棉，玻璃棉、膨脹珍珠巖石等吸聲材料；木絲板、毛氈，泡沫塑料采光材料：窗用玻璃等

裝飾材料：涂料、塑料裝飾材料、鋁材等建筑資料按運(yùn)用功能分類建筑資料按運(yùn)用部位分類墻體資料、屋面資料、地面資料……二、建筑資料的開展建筑資料的開展是隨著人類社會消費(fèi)力的不斷開展和人民生活程度不斷提高而向前開展的。隨著社會消費(fèi)力的開展，對建筑物的規(guī)模、質(zhì)量等方面的要求愈來愈高，這種要求與工程資料的數(shù)量、種類、質(zhì)量等都有著相互依賴和相互矛盾的關(guān)系。工程資料的消費(fèi)與運(yùn)用就是在不斷的處理這個矛盾的過程中不斷向前開展的。同時相關(guān)學(xué)科的提高也為工程資料的開展提供了有利的條件。

建筑資料遠(yuǎn)古時期穴居巢處石器時代挖土鑿石為洞伐木搭竹為棚秦磚漢瓦時代胡夫金字塔，〔2670BC)：高146.59m,底部232m建方，石材、石灰、石膏為主要建造資料，共用230多萬塊、每塊重1.5~160T的巖石砌成。石塊間合縫嚴(yán)密，不用任何粘合物。如把這些石頭鑿成平均一立方英尺的小塊并陳列成行，其長度相當(dāng)于地球周長的2/3.工程浩大。構(gòu)造精細(xì)，其建造涉及丈量學(xué)、天文學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)等各領(lǐng)域，被稱之為人類歷史上最偉大的石頭建筑。萬里長城〔200BC)：條石、大磚、石灰砂漿為主要建造資料?，F(xiàn)存的長城，主要是六百多年前的明朝在前人的根底上修筑的，東起山海關(guān)，西至嘉峪關(guān)，全長6000多公里。據(jù)粗略估計(jì)：即使單把現(xiàn)存長城所用的磚石土方，筑成一道2米厚、4米高的圍墻，那么它可以環(huán)繞地球一周多古羅馬斗獸場〔70-80AC)：全部用混凝土、石灰、浮石建造，部位不同，用料也不同。觀眾席依托在底層七圈柱墩上，采用了筒形、交叉拱、環(huán)形拱、放射形拱的技術(shù)，構(gòu)造體系一致。柱子全部用大理石壘砌，鞏固異常，雖經(jīng)2000年的風(fēng)雨剝蝕，整個構(gòu)造仍非常鞏固。斗獸場設(shè)計(jì)科學(xué)合理，在建筑功能、方式和構(gòu)造上到達(dá)高度的調(diào)和，代表了古羅馬建筑藝術(shù)和技術(shù)的出色成就。印度泰姬陵泰姬陵是出名世界的印度伊斯蘭建筑的代表作。17世紀(jì)印度莫臥爾王朝第五代皇帝沙賈汗為他的寵后泰姬·瑪哈爾建筑了這座陵墓，從1631年開工，歷時22年才完工。陵墓完全用白色大理石筑成，陵園占地面積17萬平方米，中間有一個十字形水池，中心是噴泉。從陵園大門到陵墓，有一條用紅石鋪成的甬道。陵墓兩側(cè)各有一座清真寺，陵墓四方，有四座41米高的尖塔。泰姬陵建筑集中了印度、中東、波斯的建筑藝術(shù)特點(diǎn)，整個規(guī)劃完美、調(diào)和，是建筑史上不可多得的杰作。歐洲工業(yè)革命給工程界帶來質(zhì)的飛躍到十八世紀(jì)為止雖然人類經(jīng)過了漫長的開展過程，但消費(fèi)力停滯不前，土木工程資料的開展也極為緩慢，建筑資料無論在質(zhì)上還是量上，都沒有出現(xiàn)很大的飛躍，仍長期限于磚、石、木材作為構(gòu)造資料。1760年開場的歐洲工業(yè)革命改動了這一切。城市的出現(xiàn)與擴(kuò)展，工業(yè)的迅速開展，交通的日益興隆需求建造大規(guī)模的建筑物、構(gòu)筑物和建筑設(shè)備，這推進(jìn)了土木工程資料的前進(jìn)。19世紀(jì)后工業(yè)消費(fèi)的建筑資料有了長足的提高，令人矚目！而這種巨變的集中標(biāo)志就是鋼材、水泥、混凝土、鋼筋混凝土的發(fā)明與運(yùn)用！，二十世紀(jì)土木工程資料的蓬勃開展工業(yè)的開展使一些具有特殊功能的資料，如絕熱資料，吸聲資料、耐熱、耐腐蝕、抗浸透以及防輻射資料應(yīng)運(yùn)而生。土木工程資料不僅在性能和質(zhì)量上而且在種類上蓬勃開展，新資料層出不窮，高分子資料、復(fù)合資料、化學(xué)資料、綠色環(huán)保資料為代表的新型資料得到了快速開展。人民生活程度的提高，對建筑物修飾的要求愈來愈高，于是各種裝飾資料日新月異。網(wǎng)架構(gòu)造拱構(gòu)造道路、橋梁構(gòu)造西氣東輸工程西電東送工程南水北調(diào)工程南水北調(diào)工程上海磁懸浮軌道工程青藏鐵路工程青藏鐵路工程有“七星級〞之稱的阿拉伯半島之塔酒店的設(shè)備遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越五星級規(guī)范，其奢華程度令人嘆為觀止，評論家們都不知道該給它定為幾星：只好破例稱為七星級，是世界上最昂貴的酒店。酒店建在海濱的一個人工島上，是一個帆船形的塔狀建筑。酒店采用雙層膜構(gòu)造建筑方式，外型輕盈、飄逸，具有很強(qiáng)的膜構(gòu)造特點(diǎn)及現(xiàn)代風(fēng)格。它擁有202套復(fù)式客房、200米高的可以俯瞰迪拜全城的餐廳以及世界上最高的中庭?？头棵娣e從170平方米到780平方米不等，最低房價也要900美圓，最高的總統(tǒng)套房那么要18000美圓。總統(tǒng)套房在第25層，家具是鍍金的，設(shè)有一個電影院，兩間臥室，兩間起居室，一個餐廳，出入有公用電梯。阿拉伯之塔位于迪拜朱美拉沙灘，高321m、56層，是阿拉伯最著名的現(xiàn)代建筑，于1999年12月落成。自左向右：臺北101大樓、芝加哥西爾斯大樓、吉隆坡雙子星大樓、上海金茂大廈、香港國際金融中心、紐約帝國大廈雙峰塔1997年建成運(yùn)用的88層樓高的雙峰塔〔雙塔大樓〕位于馬來西亞吉隆坡市中心。它曾以451.9米的高度突破了美國芝加哥希爾斯大樓堅(jiān)持了22年之久的最高摩天大樓的世界紀(jì)錄，直到2003年10月被臺北101超越，但仍是目前世界最高的雙塔樓。雙塔大樓外表大量運(yùn)用了不銹鋼與玻璃等材質(zhì)，并輔以伊斯蘭藝術(shù)風(fēng)格的外型，巍峨壯觀，氣勢雄壯，是馬來西亞的驕傲。塔樓另一個特征是在第42層處的天橋。這座有如人字形支架的橋似乎像一座登天門。雙塔的樓面構(gòu)成以及其優(yōu)雅的剪影給它們帶來了獨(dú)特的輪廓。其平面是兩個改動并重疊的正方形，用較小的圓形填補(bǔ)空缺；這種外型可以了解為來自伊斯蘭的靈感，反映出馬來西亞的伊斯蘭文化傳統(tǒng)。雙峰塔臺北101大廈2004年12月31日正式落成啟用的101大廈，是臺北市的新地標(biāo)，也是目前全球最高的建筑物。101大廈主樓主體高度為480米，高度為508米，共101層，每８層樓為一個構(gòu)造單元，層層相迭，構(gòu)筑竹節(jié)的整體意蘊(yùn)。大廈中有兩部價值200萬美圓的全球快速電梯，只需39秒鐘就能將乘客運(yùn)送到位于89層的觀景臺。

臺北101打地基的工程總共進(jìn)展了15個月，挖出70萬噸土，基樁由382根鋼筋混凝土構(gòu)成。中心的巨柱為雙管構(gòu)造〔鋼外管及鋼加混凝土內(nèi)管〕巨柱焊接花了約兩年的時間完成。

為了順應(yīng)高空強(qiáng)風(fēng)及臺風(fēng)吹拂呵斥的搖擺．大樓內(nèi)設(shè)置了“調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器〞，即在88至92樓掛置一個重達(dá)660公噸的宏大鋼球，利用擺動來減緩建筑物的晃動幅度。臺北101大廈上海環(huán)球金融中心2021年8月，位于上海浦東新區(qū)的世界最高的超高層綜合大廈“上海環(huán)球金融中心〞宣布落成啟用。上海環(huán)球金融中心大樓坐擁101層、高492米，在CTBUH〔國際高層建筑與城市住宅協(xié)會〕所公布的高層建筑排行榜〔2021年〕的“最高運(yùn)用樓層高度〞和“最高樓頂高度〞兩項(xiàng)中位居全球第一。環(huán)球金融中心在設(shè)計(jì)上有許多亮點(diǎn)。首先，整棟大樓外型獨(dú)特：方正的底座，扁平的頂部，頂部最上方鑲嵌了一個倒梯形的“風(fēng)洞〞。據(jù)了解，這個宏大的“風(fēng)洞〞設(shè)計(jì)不僅是出于外型的思索，還能用于防止強(qiáng)風(fēng)侵襲時超高層建筑能夠產(chǎn)生的搖擺；此外，在第100層還設(shè)計(jì)了一個最高的“觀光天閣〞，長約55米，地上高達(dá)472米，超越加拿大國家電視塔的觀景臺，也超越迪拜塔觀景臺〔地上440米〕，成為目前世界最高的觀景臺。上海環(huán)球金融中心通往474米高的觀光天閣的電梯迪拜最高摩天大廈“迪拜塔〞開展商2021年9月1日表示，“迪拜塔〞再創(chuàng)新紀(jì)錄，興建高度到達(dá)688米。正在建筑中的“迪拜塔〞現(xiàn)已逾160層樓高，經(jīng)過4年的施工，外部幾乎完成，內(nèi)部任務(wù)亦已展開，方案于2021年9月落成。至于“迪拜塔〞的最終高度，目前還是一個，不過其預(yù)定的高度是800米迪拜塔正在興建中的迪拜塔位于阿拉伯結(jié)合酋長國迪拜，于2004年9月開工，建成后將成為世界第一高樓。迪拜塔建筑樓面為“Y〞字形，并由三個建筑部份逐漸銜接成一中心體，從沙漠中以螺旋方式上升，至頂上，中央中心逐轉(zhuǎn)化成尖塔，挺拔入云。

迪拜塔不但高度驚人，連建筑物料和設(shè)備也“份量十足〞。迪拜塔總共會運(yùn)用33萬立方米混凝土、3.9萬公噸鋼材及14.2萬平方米玻璃。建成后的“迪拜塔〞將超越160層，且擁有56部電梯，最高速度達(dá)每秒18米，那將是世界速度最快且運(yùn)轉(zhuǎn)間隔最長的電梯。迪拜塔胡佛水壩胡佛水壩是史無前例的水利工程，被譽(yù)為美國七大近代工程奇觀之一，建在地處美國中西部高原的科羅拉多河上。工程于1931年1月開工，1935年完工。當(dāng)年總投資為１億７千５百萬美圓。胡佛水壩高221.4米，長379.2米，底寬200米，頂寬14米。合計(jì)澆筑混凝土333萬立方米。水壩開工時正值美國經(jīng)濟(jì)大蕭條，為了賺取每天幾美圓的工資，成千上萬的失業(yè)工人拖兒帶女來到這塊叫“黑色峽谷〞的地方，在惡劣的環(huán)境中夜以繼日地任務(wù)，許多工人死于爆破不測、一氧化碳中毒、熱衰竭。1935年，胡佛水壩終于比預(yù)定時間提早兩年完工。

胡佛水壩目前供應(yīng)加州、內(nèi)華達(dá)州及亞利桑那州的居民用水，每年產(chǎn)生萬KW電力〔2080兆瓦特〕，足夠臨近地域150萬人運(yùn)用。巴拿馬運(yùn)河素有“世界撟梁〞之稱的巴拿馬運(yùn)河橫穿巴拿馬地峽，銜接太平洋和大西洋，總長82公里，寬的地方達(dá)304米，最窄的地方也有152。1904~1913年10月美國人在法國人曾經(jīng)施工近9年的根底上重新開場建造運(yùn)河。共投資6億7千5百萬美圓，發(fā)掘了2億5千9百萬立方米的土石量，澆筑了450萬方混凝土，最多時有4萬多名工人同時施工。建筑資料建筑資料今后的開展將有以下幾個趨勢：

1.盡能夠的提高資料的強(qiáng)度，降低資料的自重；

2.研討并消費(fèi)多功能、高效能的資料；

3.由單一資料向復(fù)合資料及其制品開展；

4.對資料的耐久性將引起更大的注重；

5.建筑制品的消費(fèi)將向預(yù)制化、單元化開展，構(gòu)件尺寸日益增大；

6.綠色建材是開展方向：資源、能源耗費(fèi)低，大量運(yùn)用廢棄資源，節(jié)約能源；對環(huán)境、對人身無害；可以循環(huán)利用；

7.利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及手段，在深化認(rèn)識資料的內(nèi)在構(gòu)造對性能影響的根底上，按指定的要求，設(shè)計(jì)與制造更新種類的建筑工程資料。建筑資料的沿革土、石、木磚瓦、石灰功能建筑資料水泥、鋼材混凝土高效、多功能環(huán)保建筑資料綠色建材建筑資料三、建筑資料在國民經(jīng)濟(jì)中的位置和作用1.建筑資料是開展建筑業(yè)的物質(zhì)根底 資料費(fèi)用普通占建筑工程總造價的50-70%； “十五〞期間我國全社會固定資產(chǎn)投資總規(guī)模不斷擴(kuò)展。固定資產(chǎn)投資的60％～70％將用于建筑設(shè)備建立或工程安裝，從而轉(zhuǎn)化為建筑業(yè)的產(chǎn)值，而建筑業(yè)產(chǎn)值中的30％～40％又要轉(zhuǎn)化為對建材業(yè)的需求，尤其是對水泥產(chǎn)品的需求。2002年，我國共消費(fèi)水泥約7億噸，比2001年增長了12.