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1、第二章 土木工程材料,本章内容,2.1 早期土木工程材料2.2 近代土木工程材料 2.3 现代土木工程材料,土木工程材料,任何土木工程建（构）筑物（包括道路、桥梁、港口、码头、矿井、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种材料都统称为土木工程材料。长期以来人类一直在从事着土木工程材料的各类研究工作，并不断开发新的材料。几乎世界上的各种材料都可用作土木工程材料。,2.1.1 砖砖的分类,按生产工艺分为：烧结砖和非烧结砖按原材料分为：粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤砖、炉渣转和灰砂砖按有无空洞分为：空心砖，多孔砖和实心砖,砖的分类：,标准砖,多孔砖多用于装混结构的承重结构,砌块
2、,瓦是屋面材料。,2.1.2 瓦,瓦的分类,按成分分为：粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦等按形状分为：平瓦和波形瓦,2.1.3 石,凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。,石的种类：1、毛石2、料石3、饰面石材4、色石渣,石子,石子分为碎石和卵石由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得到的粒径大于5mm的岩石颗粒，称为碎石或碎卵石由岩石经过自然条件作用而形成的粒径大于5mm的颗粒，称为卵石,2.1.4 砂,砂一般分为：天然砂和人工砂。由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成，粒径在5 mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。人工砂是由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物多，一般不用。,砂的粗细程
3、度是指不同粒径的砂粒混合在一起的平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。,黄砂,天然砂,河砂：较为洁净，故应用较广,海砂：含盐分较多，对混凝土和砂浆有一定影响,山砂：表面粗糙，颗粒多棱角，含泥量较高，有机杂质含量较多,砂的粗细程度,砂的粗细程度是指不同粒径的砂砾混合在一起的平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。,2.1.5 灰,灰是指石灰和石膏。,胶凝材料的含义：凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其他物料而 具有一定机械强度的物质，统称胶凝材料,气硬性：石膏、石灰,水硬性：水泥,无机胶凝材料,胶凝材料,有机胶凝材料：沥青，树脂，橡胶等,2.1.6 木材,影响木材强度
4、的主要因素为含水率（一般含水率高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载作用时间（持续荷载时间长，强度下降）及木材的缺陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。,木材的主要性质：木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水率、热胀干缩、密度、强度(抗拉、抗压、抗弯和抗剪等四种强度)，其中抗拉、抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差别。,2.2 近代土木工程材料,土木工程的基础材料,钢材,木材,水泥,2.2 近代土木工程材料,2.2.1 钢材一、钢材的分类 建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。,2.2.1 钢材,1.型材是铁或钢以及具有一定强度和韧性的材料
5、（如塑料、铝、玻璃纤维等）通过轧制，挤出，铸造等工艺制成的具有一定几何形状的物体。主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金属门窗、钢板桩型钢等。,槽钢,钢管,角钢,工字钢,H型钢,2.2.1 钢材,2、板材主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与薄板。3、管材主要用于桁架、塔桅等钢结构中。4、金属制品土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预应力钢丝及钢绞线。,钢筋,2.2.1 钢材,2.2.2 水泥,1、水泥的定义 水泥是粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材的材料。,袋装水泥,2、水泥的定义和分类(1)水泥按其用
6、途及性能分为三类：通用水泥,专用水泥,特性水泥。(2)水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥，氟铝酸盐水泥，磷酸盐水泥，以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。,2.2.2 水泥,硅酸盐水泥,凡由硅酸盐水泥熟料、0%5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥,水泥成型过程,1、初凝硅酸盐水泥为干粉物，加适量的水并拌合后便形成可塑性的水泥浆体，水泥浆体在常温下会逐渐变稠直到开始失去塑性。2、凝结随着塑性的消失，水泥浆开始产生强度3、硬化水泥浆终凝后，其强度会随时间的延长不断增长，并形成坚硬的水泥石,其他品种水泥,1
7、、快硬硅酸盐水泥2、快凝快硬硅酸盐水泥3、白色硅酸盐水泥4、高铝水泥5、膨胀水泥,2.2.3 混凝土,一、混凝土 简写砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材。,二、发展历史 1824年Aspdin发明了波特兰水泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶凝材料的混凝土开始问世 1850年钢筋混凝土问世 1928年预应力混凝土问世,混凝土运输车,砼的分类,按胶凝材料分为：水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝提、聚合物混凝土按表观密度分为：重混凝土（2600）、普通混凝土（=19002600）、轻混凝土（1965）按功能分为：结
8、构混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土及防辐射混凝土按施工工艺分为：喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土,2.2.3 混凝土,1、普通混凝土(1)普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。(2)砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。,三、混凝土的种类,2.2.3 混凝土,2.2.3 混凝土,2、特种混凝土(1)轻集料混凝土（轻质砼、轻骨料砼）、(2)纤维增强混凝土（简称FRC
9、）(3)聚合物混凝土(4)道路混凝土（碾压砼）(5)自密实混凝土,2.2.3 混凝土,3、钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土 钢筋混凝土是指配置钢筋的混凝土。预应力混凝土一般指预应力钢筋混凝土。,2.3 现代土木工程材料,2.3.1 沥青、沥青制品与其他防水材料 地沥青（包括天然地沥青和石油地沥青）焦油沥青（包括煤沥青、木沥青、页岩沥青等）,沥青复合胎柔性防水卷材,2.3 现代土木工程材料,2.3.2玻璃、陶瓷制品2.3.3人造板材2.3.4塑料及制品2.3.5绝热材料2.3.6吸声隔声材料2.3.7装饰材料2.3.8新型复合板材2.3.9绿色建材,课外检索,1、列举有代表性的采用不同建筑材料的典 型建筑。2、绿色建材全面系统研发的含义。,
