第2章 土木工程材料.ppt

第第2章章土土木木工工程程材材料料工程材料是房屋的工程材料是房屋的物质基础物质基础;由它构成的房屋构由它构成的房屋构件会受到各种作用。件会受到各种作用。1.材料的材料的拉伸拉伸和和压缩压缩拉伸拉伸材料在荷载作用下的材料在荷载作用下的力学性能：力学性能：截面面积截面面积AH拉应力拉应力拉应变拉应变拉杆拉杆压缩压缩压杆构件被压曲构件材料受拉被拉断，构件材料受拉被拉断，受压被压屈，在工程中是受压被压屈，在工程中是不不允许允许的。因此学习研究材料的。因此学习研究材料的强度非常重要。的强度非常重要。强度：强度：结构材料承受荷载的结构材料承受荷载的极限能力极限能力。2结构材料的弹结构材料的弹性和塑性性和塑性弹性弹性结构材料承受荷结构材料承受荷载其形状会改变，载其形状会改变，移移去荷载，恢复原状。去荷载，恢复原状。当结构材料荷载承受更当结构材料荷载承受更大荷载时，移去荷载，大荷载时，移去荷载，有残有残余变形余变形，变形不能恢复原状。，变形不能恢复原状。塑性塑性不同的结构材料弹、塑性是不同的。不同的结构材料弹、塑性是不同的。有些材料称为有些材料称为塑性材料塑性材料，如钢材、混凝土等，如钢材、混凝土等，这类材料有较好的塑性，破坏前有明显预兆；反之这类材料有较好的塑性，破坏前有明显预兆；反之称为称为脆性材料脆性材料如石材、玻璃等。如石材、玻璃等。土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。工程材料分类（按化学成分）无机无机无机无机材料材料材料材料金属材料金属材料金属材料金属材料黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及合金等）合金等）合金等）合金等）非金属材料非金属材料非金属材料非金属材料天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材）天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材）天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材）天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材），烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材，烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材，烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材，烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂浆砂浆砂浆砂浆有机有机有机有机材料材料材料材料 植物材料植物材料植物材料植物材料沥青材料沥青材料沥青材料沥青材料高分子材料高分子材料高分子材料高分子材料木材、竹材等木材、竹材等木材、竹材等木材、竹材等石油沥青、煤沥青及其制品石油沥青、煤沥青及其制品石油沥青、煤沥青及其制品石油沥青、煤沥青及其制品塑料、涂料、胶粘剂塑料、涂料、胶粘剂塑料、涂料、胶粘剂塑料、涂料、胶粘剂复合复合复合复合材料材料材料材料钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板3.常用建筑结构材料常用建筑结构材料.钢材钢材钢绞线钢绞线钢绞线钢绞线线材（钢筋、钢丝等）在工程中的应用线材（钢筋、钢丝等）在工程中的应用常用钢材的强度常用钢材的强度低碳钢：抗拉、抗压低碳钢：抗拉、抗压强度均为强度均为235Mpa低合金钢：高一些，低合金钢：高一些，为为335400Mpa评价：评价：材质均匀、强度高、塑材质均匀、强度高、塑性好、便于加工安装；性好、便于加工安装；缺点是耐火性差，易于缺点是耐火性差，易于锈蚀，维护费用较高。锈蚀，维护费用较高。混凝土（砼）混凝土（砼）类型类型：水泥混凝土水泥混凝土轻混凝土轻混凝土沥青混凝土等沥青混凝土等强度等级：强度等级：砼抗拉强度低，与钢筋粘结组成砼抗拉强度低，与钢筋粘结组成钢筋砼结构钢筋砼结构。评价：评价：优点是：优点是：可模性、耐久性、耐火可模性、耐久性、耐火性、整体性都好，易于就地性、整体性都好，易于就地取材，价格较低，强度比砖、取材，价格较低，强度比砖、石材都高，能与钢筋粘结做石材都高，能与钢筋粘结做成各种强度高的钢筋砼结构。成各种强度高的钢筋砼结构。缺点是：缺点是：自重较大、施工复杂、自重较大、施工复杂、工序多、工期长、易产生工序多、工期长、易产生裂缝。裂缝。砖砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。瓦瓦按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分有平瓦和波形瓦两类。按形状分有平瓦和波形瓦两类。按形状分有平瓦和波形瓦两类。按形状分有平瓦和波形瓦两类。砂砂砂的粗细用细度模数砂的粗细用细度模数砂的粗细用细度模数砂的粗细用细度模数x x表示。细度模数表示。细度模数表示。细度模数表示。细度模数越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细砂。砂。砂。砂。砂按粗细程度通常有砂按粗细程度通常有砂按粗细程度通常有砂按粗细程度通常有粗砂、中砂、细砂之粗砂、中砂、细砂之粗砂、中砂、细砂之粗砂、中砂、细砂之分。分。分。分。砂的颗粒级配是指砂砂的颗粒级配是指砂砂的颗粒级配是指砂砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比子大小颗粒的搭配比子大小颗粒的搭配比子大小颗粒的搭配比例。例。例。例。石石 分为毛石、料石、饰面石材、石子分为毛石、料石、饰面石材、石子分为毛石、料石、饰面石材、石子分为毛石、料石、饰面石材、石子 毛石：毛石：也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规划的石块。不规划的石块。料石：料石：人工或机械开采出的较规则的六面体石块，人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成。再略经凿琢而成。饰面石材：饰面石材：经加工用于建筑物内外墙面、柱面、地经加工用于建筑物内外墙面、柱面、地面、栏杆、台阶等处装修用的石材。面、栏杆、台阶等处装修用的石材。石子：石子：用作混凝土粗骨料或路基、桩基填渣。石子用作混凝土粗骨料或路基、桩基填渣。石子分碎石和卵石，粒径大于分碎石和卵石，粒径大于5mm石膏石膏石膏石膏土木工程中使用最多的土木工程中使用最多的石膏品种是建筑石膏，建筑石膏品种是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的浆体具有石膏加水后拌制的浆体具有良好的可塑性。建筑石膏具良好的可塑性。建筑石膏具有很好的防火性能、隔热性有很好的防火性能、隔热性能和吸音性能，具有良好的能和吸音性能，具有良好的装饰性和可加工性。装饰性和可加工性。石膏制品：纸面石膏板、石膏制品：纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌块等。块和石膏夹心砌块等。石灰石灰石灰是在土木工程中使用较早的矿物胶凝石灰是在土木工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。材料之一。主要作为砌筑砂浆的组分之一。主要作为砌筑砂浆的组分之一。也可用于加固地基。也可用于加固地基。.砌体砌体概念：由石材、粘土、概念：由石材、粘土、混凝土、工业废料等混凝土、工业废料等材料做成的块材和水材料做成的块材和水泥、石灰膏等胶凝材泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水混合做成料与砂、水混合做成的砂浆，叠合粘结而的砂浆，叠合粘结而成的成的复合材料复合材料。类型类型石砌体石砌体实（空）砖砌体、实（空）砖砌体、中小混凝土块砌体等中小混凝土块砌体等评价评价优点：优点：易于就地取材，价格低易于就地取材，价格低廉，施工简便，隔热保温性能廉，施工简便，隔热保温性能及耐火耐久性好；及耐火耐久性好；缺点：缺点：强度低、自重大，施工强度低、自重大，施工量大，工程质量问题多。实心量大，工程质量问题多。实心粘土砖与农争田，破坏生态。粘土砖与农争田，破坏生态。木材木材类型类型木材属于木材属于各向异性各向异性材料，顺纹和横纹方材料，顺纹和横纹方向的强度差异很大。向的强度差异很大。应用特点应用特点优点：优点：自重轻、制作简便，工期快；自重轻、制作简便，工期快；缺点：缺点：易燃、易腐朽，变形较大，造价较高。易燃、易腐朽，变形较大，造价较高。四种常用材料综合评价四种常用材料综合评价钢材应用是发展方向钢材应用是发展方向 木材应用要限制混凝土广泛应用混凝土广泛应用 砌体普遍建造中小型房屋砌体普遍建造中小型房屋复合材料是发展方向复合材料是发展方向组合结构，将得到很快发展。组合结构，将得到很快发展。复合板材复合板材沥青及其制品沥青及其制品沥青及其制品沥青及其制品玻璃及其制品玻璃及其制品陶瓷及其制品陶瓷及其制品塑料及其制品塑料及其制品塑料及其制品塑料及其制品绝热（隔热）材料绝热（隔热）材料珍珠岩及其制品珍珠岩及其制品珍珠岩及其制品珍珠岩及其制品绝热（隔热）材料绝热（隔热）材料吸声隔声材料吸声隔声材料绿色建材绿色建材绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料（1 1）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾渣、垃圾、废液等废弃物。渣、垃圾、废液等废弃物。渣、垃圾、废液等废弃物。渣、垃圾、废液等废弃物。（2 2）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。（3 3）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物的颜料和添加剂。的颜料和添加剂。的颜料和添加剂。的颜料和添加剂。（4 4）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。防射线、抗静电等。防射线、抗静电等。防射线、抗静电等。（5 5）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。第第二二章章学了什么？学了什么？1 1、土木工程、土木工程、土木工程、土木工程材料的一些特性材料的一些特性材料的一些特性材料的一些特性2 2、土木工程、土木工程、土木工程、土木工程材料的分类材料的分类材料的分类材料的分类，各种材料的优缺点各种材料的优缺点各种材料的优缺点各种材料的优缺点3 3、土木工程、土木工程、土木工程、土木工程材料今后的发展方向材料今后的发展方向材料今后的发展方向材料今后的发展方向