第二章土木工程材料.pptx

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1、u土木工程材料是土木工程中所有材料的总称，是土木土木工程材料是土木工程中所有材料的总称，是土木工程的物质基础，其材料费约占总造价的工程的物质基础，其材料费约占总造价的50%50%。u土木工程材料的选择是否合理十分关键，因为它决定土木工程材料的选择是否合理十分关键，因为它决定了建筑物或构筑物的性能、功能、寿命和经济成本，从了建筑物或构筑物的性能、功能、寿命和经济成本，从而影响人类生活空间的安全性、方便性、舒适性。而影响人类生活空间的安全性、方便性、舒适性。第1页/共51页土木工程材料分类土木工程材料分类无机材料无机材料金属材料金属材料 黑色金属（铁、钢）、有色金属黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝

2、、铜及合金等）（铝、铜及合金等）非金属材料非金属材料天然石材（砂、石及各种岩石加工成天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材），烧土制品（砖、瓦、陶的石材），烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材料（石灰、石膏、瓷），玻璃胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂浆水玻璃、水泥），混凝土、砂浆有机材料有机材料植物材料植物材料沥青材料沥青材料高分子材料高分子材料木材、竹材等木材、竹材等石油沥青、煤沥青及其制品石油沥青、煤沥青及其制品塑料、涂料、胶粘剂塑料、涂料、胶粘剂复合材料复合材料 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、纸面或纤维石膏板第2页/共

3、51页2.1 2.1 砖、瓦、砂、石、灰砖、瓦、砂、石、灰砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近采购。砖、瓦、砂、石、灰这些材料是最基本的低，一般都在当地或附近采购。砖、瓦、砂、石、灰这些材料是最基本的建筑材料。无论是在古代，还是在现代的建筑领域中，砖、瓦、砂、石、建筑材料。无论是在古代，还是在现代的建筑领域中，砖、瓦、砂、石、灰处于不可替代的地位。就好比水是由氢元素和氧元素组成的，建筑都是灰处于不可替代的地位。就好比水是由氢元素和氧元素组成的，建筑都是由砖、瓦、砂、石、灰等基本的建筑材

4、料组成的。由砖、瓦、砂、石、灰等基本的建筑材料组成的。第3页/共51页砖是一种常用的砌筑材料。砖是一种常用的砌筑材料。优点优点:制砖的原料容易取得，生产工艺比较简单，价格制砖的原料容易取得，生产工艺比较简单，价格低、体积小便于组合，粘土砖还有防火、隔热、隔声、低、体积小便于组合，粘土砖还有防火、隔热、隔声、吸潮。所以至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑吸潮。所以至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。工程中。缺点：缺点：传统粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖自重大，传统粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖自重大，施工生产中劳动强度高、工效低。施工生产中劳动强度高、工效低。那么拿什么来取代那么拿什

5、么来取代它呢？你有什么好它呢？你有什么好办法？办法？2.1.1 砖砖砖砖第4页/共51页砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分：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。砖的分类砖的分类大面顶面条面粘土砖53240115第5页/共51页页岩多孔砖第6页/共51页煤矸石空心砖第7页/共51页粉煤灰实心砖第8页/共51页炉渣实心砖第9页/共51页灰砂实心砖第10页/共51页2.1.2瓦瓦瓦瓦 瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥

6、和焙烧而制成。经泥料处理、成型、干燥和焙烧而制成。中国瓦的生产比砖早。西周时期就形成中国瓦的生产比砖早。西周时期就形成了独立的制陶业，西汉时期工艺上又取了独立的制陶业，西汉时期工艺上又取得明显的进步，瓦的质量也有较大提高，得明显的进步，瓦的质量也有较大提高，因称因称“秦砖汉瓦秦砖汉瓦”。粘土瓦的生产工艺与粘土砖相似，但对粘土瓦的生产工艺与粘土砖相似，但对粘土的质量要求较高，如含杂质少，塑粘土的质量要求较高，如含杂质少，塑性高，泥料均化程度高等。中国目前生性高，泥料均化程度高等。中国目前生产的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。产的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。第11页/共51页 粘土瓦只能应用于较大坡度

7、的屋粘土瓦只能应用于较大坡度的屋面。由于材质脆、自重大、片小，面。由于材质脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺施工效率低，且需要大量木材等缺点，在现代建筑屋面材料中的比例点，在现代建筑屋面材料中的比例已逐渐下降。已逐渐下降。瓦是屋面材料。由于建筑工业瓦是屋面材料。由于建筑工业的发展，对屋面材料也提出了新的发展，对屋面材料也提出了新的发展要求。的发展要求。按成分分按成分分:粘土瓦粘土瓦、水泥瓦、石、水泥瓦、石棉水泥瓦棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚氯聚氯乙烯瓦乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分按形状分:平瓦平瓦和波形瓦。和波形瓦。第12页/共51页第1

8、3页/共51页第14页/共51页u砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。程的大宗材料。u砂一般分为砂一般分为天然砂天然砂和和人工砂人工砂两类。两类。u天然砂天然砂：由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成的，：由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成的，粒径在粒径在5mm5mm以下的岩石颗粒。以下的岩石颗粒。u人工砂：人工砂：由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物多，一般不用。多，一般不用。u砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。2.1.3砂砂

9、 骨料颗粒级配示意图骨料颗粒级配示意图第15页/共51页u由此可见，砂子的空隙率取决于砂料各级粒径的搭配程度。级配好的砂子，由此可见，砂子的空隙率取决于砂料各级粒径的搭配程度。级配好的砂子，不仅可以节省水泥，还提高了混凝土和砂浆的密实度及强度。不仅可以节省水泥，还提高了混凝土和砂浆的密实度及强度。u砂的粗细用细度模数砂的粗细用细度模数x x表示。细度模数越大，表示砂越粗。根据细度模表示。细度模数越大，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、特细砂。数大小范围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细砂。第16页/共51页 砂在自然状态下往往含有一定的水分，其含水状态有四种砂在自然

10、状态下往往含有一定的水分，其含水状态有四种 1 1完全干燥状态完全干燥状态 图（图（a a）在在10551055下烘干，达恒重时的下烘干，达恒重时的状态。状态。2.2.风干状态风干状态 图（图（b b）也叫气干状态，指砂子含水率和周围湿度也叫气干状态，指砂子含水率和周围湿度达动态平衡时的状态。达动态平衡时的状态。3.3.饱和面干状态饱和面干状态 图（图（c c）颗粒表面干燥，内部孔隙吸水达饱和颗粒表面干燥，内部孔隙吸水达饱和时的状态。时的状态。4.4.完成湿润状态完成湿润状态 图（图（d d）颗粒内部吸水饱和且表面附有吸附水颗粒内部吸水饱和且表面附有吸附水的状态。的状态。显然，砂的含水状态直接

11、影响混凝土或砂浆拌合用水及砂的用量。显然，砂的含水状态直接影响混凝土或砂浆拌合用水及砂的用量。第17页/共51页凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。天然石材。天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天然石材天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天然石材具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，经加工具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，经加工后表面美观富于装饰性，资源分布广蕴藏量丰富，便于后表面美观富于装饰性，资源分布广蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低等优点，是古今土木工程中修建就地取材，生产成本低等优点，是古今土

12、木工程中修建城垣、桥梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然城垣、桥梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然石材经加工后具有良好的装饰性，是现代土木工程的主石材经加工后具有良好的装饰性，是现代土木工程的主要装饰材料之一。要装饰材料之一。2.1.4石石 第18页/共51页 一、毛石一、毛石毛石也称片石，是采石场由毛石也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规划的石爆破直接获得的形状不规划的石块。根据平整程度又将其分为乱块。根据平整程度又将其分为乱毛石和平毛石两类。毛石可用于毛石和平毛石两类。毛石可用于砌筑基础、堤坝、挡土墙等，乱砌筑基础、堤坝、挡土墙等，乱毛石也可用作毛石混凝土的骨料。毛石也可用

13、作毛石混凝土的骨料。二、料石二、料石料石是由人工或机械开采出料石是由人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成。根据表面加工的平整凿琢而成。根据表面加工的平整程度分为毛料石、粗料石、半细程度分为毛料石、粗料石、半细料石和细料石四种。料石一般由料石和细料石四种。料石一般由致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗岩加工而成。岩加工而成。第19页/共51页u三、三、饰面石材饰面石材u饰面石材从岩石种类分主要饰面石材从岩石种类分主要有大理石和花岗岩两大类。有大理石和花岗岩两大类。u大理石是指变质或沉积的碳大理石是指变质或沉积的碳酸盐类岩石酸盐类岩石

14、u花岗石是指可开采为石材的花岗石是指可开采为石材的各类岩浆岩。各类岩浆岩。四、色石渣四、色石渣色石渣也称色石子，是由天色石渣也称色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或然大理石、白云石、方解石或花岗岩等石材经破碎筛选加工花岗岩等石材经破碎筛选加工而成，作为骨料主要用于人造而成，作为骨料主要用于人造大理石、水磨石、水刷石、干大理石、水磨石、水刷石、干粘石、斩假石等建筑物面层的粘石、斩假石等建筑物面层的装饰工程。装饰工程。第20页/共51页五、五、石子石子在混凝土组成材料中，砂称为细骨料，石子称为粗骨在混凝土组成材料中，砂称为细骨料，石子称为粗骨料，石子除用作混凝土粗骨粒外，路桥工程、铁道工料，石

15、子除用作混凝土粗骨粒外，路桥工程、铁道工程的路基道渣等也常用。程的路基道渣等也常用。石子分碎石和卵石，由天然岩石或卵石经破碎、筛分石子分碎石和卵石，由天然岩石或卵石经破碎、筛分而得到的粒径大于而得到的粒径大于5mm5mm的岩石颗粒，称为碎石或碎卵石。的岩石颗粒，称为碎石或碎卵石。岩石由于自然条件作用而形成的，粒径大于岩石由于自然条件作用而形成的，粒径大于5mm5mm的颗粒，的颗粒，称为卵石。称为卵石。第21页/共51页第22页/共51页所谓灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是无机胶凝材料，所谓灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是无机胶凝材料，土木工程中用胶凝材料将散粒材料（如砂和石子）或土木工程中用胶凝材

16、料将散粒材料（如砂和石子）或块状材料（如砖和石块）粘结为一个整体。块状材料（如砖和石块）粘结为一个整体。2.1.5灰灰 那什么是胶凝那什么是胶凝材料，是不是材料，是不是就象胶水啊就象胶水啊？凡能在物理、化学作凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚用下，从浆体变成坚固的石状体，并能胶固的石状体，并能胶结其他物料而具有一结其他物料而具有一定机械强度的物质。定机械强度的物质。第23页/共51页一、石膏一、石膏土木工程中使用最多的石膏品种土木工程中使用最多的石膏品种是建筑石膏，建筑石膏加水后拌是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的浆体具有良好的可塑性。制的浆体具有良好的可塑性。建筑石膏具有很好的防火性能、建筑

17、石膏具有很好的防火性能、隔热性能和吸音性能，具有良好隔热性能和吸音性能，具有良好的装饰性和可加工性。的装饰性和可加工性。建筑石膏的应用很广，除用于室建筑石膏的应用很广，除用于室内抹面、粉刷外，更主要的用途内抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各种石膏制品。是制成各种石膏制品。常见的有：纸面石膏板、石膏装常见的有：纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏空心条饰板、纤维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌板、石膏空心砌块和石膏夹心砌块等。块等。石膏还可用来生产各种浮雕和装石膏还可用来生产各种浮雕和装饰品。如浮雕饰线、艺术灯圈、饰品。如浮雕饰线、艺术灯圈、角花等。角花等。第24页/共51页纸

18、面石膏板石膏装饰板第25页/共51页纤维石膏板轻钢龙骨石膏板隔墙吊顶 石膏空心条板浮雕第26页/共51页二、石灰二、石灰石灰石的主要成分是碳酸钙，将石灰石煅烧，石灰石的主要成分是碳酸钙，将石灰石煅烧，碳酸钙将分解成为生石灰。碳酸钙将分解成为生石灰。熟化：熟化：工程上使用石灰时，将生石灰加水，使工程上使用石灰时，将生石灰加水，使之消解成消石灰（氢氧化钙）的过程。之消解成消石灰（氢氧化钙）的过程。第27页/共51页土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，它广泛应用于土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，它广泛应用于铁路、桥梁、建筑工程等各种结构工程中，在国民经济建铁路、桥梁、建筑工程等各种结构工程中

19、，在国民经济建设中发挥着重要作用。土木工程用的钢材是指用于钢结构设中发挥着重要作用。土木工程用的钢材是指用于钢结构的各种型材（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢板、管材和的各种型材（如圆钢、角钢、工字钢等）、钢板、管材和用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。用于钢筋混凝土中的各种钢筋、钢丝等。2.2钢材钢材 钢材是在严格的技术控制条件下生钢材是在严格的技术控制条件下生产的，品质均匀致密，抗拉、抗压、产的，品质均匀致密，抗拉、抗压、抗弯、抗剪切强度都很高。常温下抗弯、抗剪切强度都很高。常温下能承受较大的冲击和振动荷载，有能承受较大的冲击和振动荷载，有一定的塑性和很好的韧性。钢材具一定的塑性和很好的韧性。

20、钢材具有良好的加工性能，可以铸造、锻有良好的加工性能，可以铸造、锻压、焊接、铆接和切割，便于装配。压、焊接、铆接和切割，便于装配。还可以通过热处理方法，在很大范还可以通过热处理方法，在很大范围内改变或控制钢材的性能。围内改变或控制钢材的性能。第28页/共51页 采用各种型钢和钢板制做的钢结构，具有自重小、强采用各种型钢和钢板制做的钢结构，具有自重小、强度高的特点。钢筋与混凝土组成的钢筋混凝土结构，虽然自度高的特点。钢筋与混凝土组成的钢筋混凝土结构，虽然自重大，但节省钢材。由于混凝土的保护作用，克服了钢材易重大，但节省钢材。由于混凝土的保护作用，克服了钢材易锈蚀、维护费用高的缺点锈蚀、维护费用高

21、的缺点.由于各类建筑物、构筑物对在各种复杂条件下的使用功由于各类建筑物、构筑物对在各种复杂条件下的使用功能的要求日益提高，建筑用金属材料的发展趋势将是：能的要求日益提高，建筑用金属材料的发展趋势将是：1 1、以高效钢材为主体的低合金钢将得到进一步的发展和应用。、以高效钢材为主体的低合金钢将得到进一步的发展和应用。2 2、随着冶金工业生产技术的发展，建筑钢材将向具有高强、随着冶金工业生产技术的发展，建筑钢材将向具有高强、耐腐蚀、耐疲劳、易焊接、高韧性或耐磨等综合性能的方向耐腐蚀、耐疲劳、易焊接、高韧性或耐磨等综合性能的方向发展。发展。3 3、各种焊接材料及其工艺将随低合金钢的发展不断完善和配、各

22、种焊接材料及其工艺将随低合金钢的发展不断完善和配套。套。第29页/共51页钢材的分类钢材的分类将生铁在炼炉中冶炼，将含碳量降低到将生铁在炼炉中冶炼，将含碳量降低到2 2以下，并使其杂质控制在指定范围即得到钢。钢锭（或钢坯）经以下，并使其杂质控制在指定范围即得到钢。钢锭（或钢坯）经过压力加工（轧制、挤压、拉拔等）及相应的工艺处理后得到钢材。过压力加工（轧制、挤压、拉拔等）及相应的工艺处理后得到钢材。土木工程所使用的钢材大多为普通碳素结构钢的土木工程所使用的钢材大多为普通碳素结构钢的低碳钢低碳钢和属普通钢类的和属普通钢类的低合金结构钢低合金结构钢。第30页/共51页建筑钢材的产品种类一般分为型材、

23、板材、管材和金属制品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：四类：1 1、型材。钢结构用钢，主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、型材。钢结构用钢，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。吊车轨道、金属门窗、钢板桩型钢等。2 2、板材。主要是钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与薄板。、板材。主要是钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与薄板。3 3、管材。主要用于桁架、塔桅等钢结构中。、管材。主要用于桁架、塔桅等钢结构中。4 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、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。

24、应力钢丝及钢绞线。H型钢工字钢第31页/共51页u优点：轻质高强；易于加工（如锯、刨、钻等）；有较高的弹性和韧性；能承受冲击和振动作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。u缺点，如构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，因而产生较大的湿胀、干缩变形；易燃、易腐等。2.3 木材木材木材木材第32页/共51页u木材是由树木加工而成的，树木分为针叶树和阔叶树。u针叶树：树干通直而高大，易得大材，纹理平顺，材质均匀，木质较软而易于加工，故又称软木材。常用树种有松、杉、柏等。u阔叶树：树干通直部分一般较短，材质较硬，较难加工，故又名硬木材。常用树种有榆木、水曲柳、柞木等。木材的分类木材的分类 第33页

25、/共51页 树木可分为树皮、木质部和髓心三个部分。而木材树木可分为树皮、木质部和髓心三个部分。而木材主要使用木质部。主要使用木质部。木质部的构造特征如下：木质部的构造特征如下：1 1 边材、心材边材、心材在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称为心材。在木质部中，靠近髓心的部分颜色较深，称为心材。心材含水量较少，不易翘曲变形，抗蚀性较强；外面部心材含水量较少，不易翘曲变形，抗蚀性较强；外面部分颜色较浅，称为边材。边材含水量高，易干燥，也易分颜色较浅，称为边材。边材含水量高，易干燥，也易被湿润，所以容易翘曲变形，抗蚀性也不如心材。被湿润，所以容易翘曲变形，抗蚀性也不如心材。木材的构造木材的构造第3

26、4页/共51页2 2 年轮、春材、夏材年轮、春材、夏材u横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为年轮。横切面上可以看到深浅相间的同心圆，称为年轮。u年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由于生长快，细胞大年轮中浅色部分是树木在春季生长的，由于生长快，细胞大而排列疏松，细胞壁较薄，颜色较浅，称为春材（早材）；而排列疏松，细胞壁较薄，颜色较浅，称为春材（早材）；u深色部分是树木在夏季生长的，由于生长迟绶，细胞小，细深色部分是树木在夏季生长的，由于生长迟绶，细胞小，细胞壁较厚，组织紧密坚实，颜色较深，称为夏材（晚材）。胞壁较厚，组织紧密坚实，颜色较深，称为夏材（晚材）。3 3髓心、髓线髓心、髓线第一年轮组

27、成的初生木质部第一年轮组成的初生木质部分称为髓心（树心）。从髓心成分称为髓心（树心）。从髓心成放射状横穿过年轮的条纹，称为放射状横穿过年轮的条纹，称为髓线。髓心材质松软，强度低，髓线。髓心材质松软，强度低，易腐朽开裂。髓线与周围细胞联易腐朽开裂。髓线与周围细胞联结软弱，在干燥过程中，木材易结软弱，在干燥过程中，木材易沿髓线开裂。沿髓线开裂。树木的年轮树木的年轮春材夏材第35页/共51页木材的主要性质木材的主要性质 木材的性质包括物理性质和力学性质、如含水率；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；强度热胀干缩；密度；强度(抗拉、抗压、抗弯和抗剪等四种抗拉、抗压、抗弯和抗剪等

28、四种强度强度)，其中抗拉、抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹之分。，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。木材各种强度的关系见顺纹和横纹强度有很大的差别。木材各种强度的关系见表。表。影响木材强度的主要因素为含水率（一般含水率高，强度降低）影响木材强度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，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）强度下降）及木材的缺陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。抗压抗压抗抗 拉拉抗弯抗弯抗剪抗剪顺纹顺纹横纹

29、横纹顺纹顺纹横纹横纹顺纹顺纹横纹横纹1 11/101/101/31/32 23 3 1/201/201/31/31.51.52 21/71/71/31/31/21/21 1第36页/共51页水泥的定义与分类水泥的定义与分类 水泥是粉状的水泥是粉状的水硬性胶凝材料水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑，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。水泥不但大量应用于结成整，并形成坚硬石材的材料。水泥不但大量应用于土木工程，还广泛用于工业、农业和国防体建设等工程。土木工程，还广泛用于工业、农业和国防体建设等工程。

30、2.4水泥水泥 第37页/共51页水泥的分类水泥的分类水泥的贮存、运输和保管水泥的贮存、运输和保管水泥按其用水泥按其用途及性能分途及性能分通用水泥通用水泥 分类分类贮存贮存不同品种、不同标号的水泥应分别不同品种、不同标号的水泥应分别存放，不可混杂。存放，不可混杂。专用水泥专用水泥 特性水泥特性水泥 水泥按其主水泥按其主要水硬性物要水硬性物质名称分质名称分硅酸盐水泥，硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥。即国外通称的波特兰水泥。防潮防潮防水防水不同品种、不同标号的水泥应分别不同品种、不同标号的水泥应分别存放，不可混杂。水泥受潮后即产存放，不可混杂。水泥受潮后即产生水化作用，凝结成块，影响水泥生水化

31、作用，凝结成块，影响水泥的正常使用。所以运输和贮存时应的正常使用。所以运输和贮存时应保持干燥。对袋装水泥，地面垫板保持干燥。对袋装水泥，地面垫板要高出地面要高出地面30cm30cm，四周离墙，四周离墙30cm30cm，堆放高度一般不超过堆放高度一般不超过1010袋。存放散袋。存放散装水泥时，地面要抹水泥砂浆。装水泥时，地面要抹水泥砂浆。铝酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥磷酸盐水泥磷酸盐水泥以火山灰性或潜在水硬性材以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要料以及其他活性材料为主要组分的水泥。组分的水泥。需要在水泥需要在水泥命名中标的命名中标的主要技术特主要

32、技术特性性快硬性快硬性 分为快硬和特快硬两类分为快硬和特快硬两类贮存贮存期不期不宜过宜过长长贮存期过长，由于空气中的水汽、贮存期过长，由于空气中的水汽、二氧化碳作用而降低水泥强度。一二氧化碳作用而降低水泥强度。一般来说，贮存三个月后的强度约降般来说，贮存三个月后的强度约降低低10102020。所以，水泥存放期。所以，水泥存放期一般不应超过三个月。快硬水泥、一般不应超过三个月。快硬水泥、高铝水泥的规定贮存期限更短（分高铝水泥的规定贮存期限更短（分别为一、二个月）。过期水泥，使别为一、二个月）。过期水泥，使用时必须经过试验，并按试验重新用时必须经过试验，并按试验重新确定的标号使用。确定的标号使用。

33、水化热水化热 分为中热分为中热 和低热和低热 两类两类抗硫酸盐性抗硫酸盐性 分为抗硫酸盐和高抗硫酸盐分为抗硫酸盐和高抗硫酸盐两类两类膨胀性膨胀性 分为膨胀和自应力两类分为膨胀和自应力两类高温性高温性 铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中铝酸盐水泥的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。氧化铝含量分级。第38页/共51页 混凝土混凝土2.4混凝土与砂浆混凝土与砂浆混凝土与砂浆混凝土与砂浆 u混凝土又称砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土又称砼，是当代最主要的土木工程材料之一。u它是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成它是由胶结材料，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

34、的人造石材。型，在一定条件下养护而成的人造石材。u混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因混凝土具有原料丰富，价格低廉，生产工艺简单的特点，因而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久而使其用量越来越大；同时混凝土还具有抗压强度高，耐久性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在性好，强度等级范围宽，使其使用范围出十分广泛，不仅在各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，各种土木工程中使用，就是造船业，机械工业，海洋的开发，地热工程等，混凝土也是重要的材料。地热工程等，混凝土也是重要的材料。第39页/共51页一、混凝土的种类与发展一、混凝土的种类与发展

35、u按胶凝材料不同，分水泥混凝土、沥青混凝土、石膏按胶凝材料不同，分水泥混凝土、沥青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土等；混凝土及聚合物混凝土等；u按表观密度不同，分重混凝土、普通混凝土、轻混凝按表观密度不同，分重混凝土、普通混凝土、轻混凝土；土；u按使用功能不同，分结构用混凝土、道路混凝土、水按使用功能不同，分结构用混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；工混凝土、耐热混凝土、耐酸混凝土及防辐射混凝土等；u按施工工艺不同，又分喷射混凝土、泵送混凝土、振按施工工艺不同，又分喷射混凝土、泵送混凝土、振动灌浆混凝土等。动灌浆混凝土等。u为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷，人

36、们还将水泥混为了克服混凝土抗拉强度低的缺陷，人们还将水泥混凝土与其他材料复合，出现了钢筋混凝土，预应力混凝凝土与其他材料复合，出现了钢筋混凝土，预应力混凝土，各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等。土，各种纤维增强混凝土及聚合物浸渍混凝土等。第40页/共51页u随着混凝土的发展和工程的需要，还出现了膨胀混凝随着混凝土的发展和工程的需要，还出现了膨胀混凝土，加气混凝土，纤维混凝土等各种特殊功能的混凝土。土，加气混凝土，纤维混凝土等各种特殊功能的混凝土。u泵送混凝土，商品混凝土以及新的施工工艺给混凝土泵送混凝土，商品混凝土以及新的施工工艺给混凝土施工带来方便。施工带来方便。u目前，混凝土仍向着轻质

37、、高强、多功能、高效能的目前，混凝土仍向着轻质、高强、多功能、高效能的方向发展，发展复合材料，不断扩大资源，发展预制混方向发展，发展复合材料，不断扩大资源，发展预制混凝土和使混凝土商品化也是今后发展的重要方向。凝土和使混凝土商品化也是今后发展的重要方向。第41页/共51页二、普通混凝土二、普通混凝土u1 1 组成材料与结构组成材料与结构u 普通混凝土是由水泥、粗骨料普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。造石材。u砂、石在混凝土中起骨架作用，砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水

38、泥和水形并抑制水泥的收缩；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，形成坚强后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。其结构如图的整体。其结构如图 ：第42页/共51页2 2 主要技术性质主要技术性质u混凝土的性质包括混凝土拌合物的混凝土的性质包括混凝土拌合物的和易性和易性、混凝土强度混凝土强度、变形变形及及耐久性耐久性等。等。u和易性和易性又称工作性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件又称工

39、作性，是指混凝土拌合物在一定的施工条件下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均匀密实的混下，便于各种施工工序的操作，以保证获得均匀密实的混凝土的性能。和易性是一项综合技术指标，包括凝土的性能。和易性是一项综合技术指标，包括流动性流动性（稠度）、（稠度）、粘聚性粘聚性和和保水性保水性三个主要方面。三个主要方面。u强度强度是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷是混凝土硬化后的主要力学性能，反映混凝土抵抗荷载的量化能力。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、载的量化能力。混凝土强度包括抗压、抗拉、抗剪、抗弯、抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大，抗拉强度最小。抗折及握裹强度。其中以抗压强度最大

40、，抗拉强度最小。u混凝土的变形混凝土的变形包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变包括非荷载作用下的变形和荷载作用下的变形。非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形。非荷载作用下的变形有化学收缩、干湿变形及温度变形等。水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而形等。水泥用量过多，在混凝土的内部易产生化学收缩而引起微细裂缝。引起微细裂缝。u混凝土耐久性混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。包括混凝土的抗冻性、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。土的抗冻性

41、、抗渗性、抗蚀性及抗碳化能力等。第43页/共51页砌筑砂浆砌筑砂浆砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而砂浆是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制而成的。砂浆与混凝土的区别在于不含粗骨料，可认为砂浆成的。砂浆与混凝土的区别在于不含粗骨料，可认为砂浆是混凝土的一种特例，也可称为细骨料混凝土。是混凝土的一种特例，也可称为细骨料混凝土。砂浆常用的胶凝材料有砂浆常用的胶凝材料有水泥、水泥、石灰石灰、石膏、石膏。按胶凝材料不同砂浆分为：按胶凝材料不同砂浆分为：水泥砂浆、水泥砂浆、石灰砂浆石灰砂浆和混合砂和混合砂浆浆。混合砂浆混合砂浆有水泥石灰砂浆、水泥粘土砂浆和石灰粘土砂浆有水泥石灰砂

42、浆、水泥粘土砂浆和石灰粘土砂浆等。等。用于砖石砌体的砂浆称为砌筑砂浆。用于砖石砌体的砂浆称为砌筑砂浆。第44页/共51页 新拌的砂浆主要要求具有良好的和易性。和易性良新拌的砂浆主要要求具有良好的和易性。和易性良好的砂浆容易在粗糙的砖石底石面上铺设成均匀的薄层，好的砂浆容易在粗糙的砖石底石面上铺设成均匀的薄层，而且能够和底面紧密粘结。砂浆和易性包括流动性和保而且能够和底面紧密粘结。砂浆和易性包括流动性和保水性两个方面。水性两个方面。硬化后的砂浆则应具有所需的强度和对底面的粘结硬化后的砂浆则应具有所需的强度和对底面的粘结力，而且其变形性不能过大。力，而且其变形性不能过大。根据砂浆的抗压强度划分的若

43、干等级，称为砂浆的根据砂浆的抗压强度划分的若干等级，称为砂浆的强度，并以强度，并以“M M”和应保证的抗压强度值（和应保证的抗压强度值（MPaMPa）表示，）表示，其强度等级分别为其强度等级分别为M2.5M2.5、M5.0M5.0、M7.5M7.5、M10M10、M15M15、M20M20。影响砂浆强度的因素有材料性质、配比、施工质量影响砂浆强度的因素有材料性质、配比、施工质量等，此外还受被粘结块体材料的表面吸水性影响。等，此外还受被粘结块体材料的表面吸水性影响。第45页/共51页抹面砂浆抹面砂浆 凡涂抹在建筑物或土木工程构件表面的砂浆，可统凡涂抹在建筑物或土木工程构件表面的砂浆，可统称称为抹

44、面砂浆。根据抹面砂浆功能的不同，一般可将抹面砂为抹面砂浆。根据抹面砂浆功能的不同，一般可将抹面砂浆浆分为普通抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆和具有某些特殊分为普通抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆和具有某些特殊功功能的抹面砂浆（如绝热、耐酸、防射线砂浆）等。能的抹面砂浆（如绝热、耐酸、防射线砂浆）等。1.1.普通抹面砂浆普通抹面砂浆普通抹面砂浆的功能是保护结构主体免遭各种侵害，普通抹面砂浆的功能是保护结构主体免遭各种侵害，提高结构的耐久性，改善结构的外观。常用的普通抹面提高结构的耐久性，改善结构的外观。常用的普通抹面砂浆有石灰砂浆、水泥砂浆、水泥混合砂浆、麻刀石灰砂浆有石灰砂浆、水泥砂浆、水泥混合砂浆、

45、麻刀石灰浆或纸筋石灰浆。浆或纸筋石灰浆。第46页/共51页2.2.装饰砂浆装饰砂浆涂抹在建筑物内外墙表面，能具有美观装饰效果的涂抹在建筑物内外墙表面，能具有美观装饰效果的抹面砂浆通称为装饰砂浆。要选用具有一定颜色的胶凝抹面砂浆通称为装饰砂浆。要选用具有一定颜色的胶凝材料和骨料以及采用某种特殊的操作工艺，使表面呈现材料和骨料以及采用某种特殊的操作工艺，使表面呈现出各种不同的色彩、线条与花纹等装饰效果。出各种不同的色彩、线条与花纹等装饰效果。装饰砂浆所采用的胶凝材料有普通水泥、矿渣水装饰砂浆所采用的胶凝材料有普通水泥、矿渣水泥、火山灰质水泥、白水泥、彩色水泥，或是在常用水泥、火山灰质水泥、白水泥、

46、彩色水泥，或是在常用水泥中掺加些耐碱矿物颜料配成彩色水泥以及石灰、石膏泥中掺加些耐碱矿物颜料配成彩色水泥以及石灰、石膏等。等。第47页/共51页3.3.防水砂浆防水砂浆制作防水层的砂浆叫做防水砂浆。砂浆防水层又叫制作防水层的砂浆叫做防水砂浆。砂浆防水层又叫刚性防水层。这种防水层仅适用于不受振动和具有一定刚性防水层。这种防水层仅适用于不受振动和具有一定刚度的混凝土或砖石砌体工程。对于变形较大或可能发刚度的混凝土或砖石砌体工程。对于变形较大或可能发生不均匀沉陷的结构，都不宜采用刚性防水层。生不均匀沉陷的结构，都不宜采用刚性防水层。防水砂浆可以用普通水泥砂浆来制作，也可以在水防水砂浆可以用普通水泥砂

47、浆来制作，也可以在水泥砂浆中掺入防水剂来提高砂浆的抗渗能力。泥砂浆中掺入防水剂来提高砂浆的抗渗能力。第48页/共51页4.4.其它特种砂浆其它特种砂浆采用水泥、石灰、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩砂，采用水泥、石灰、石膏等胶凝材料与膨胀珍珠岩砂，膨胀蛭石或陶粒砂等轻质多孔骨料，按一定比例配制的膨胀蛭石或陶粒砂等轻质多孔骨料，按一定比例配制的砂浆称为绝热砂浆。绝热砂浆具有质轻和良好的绝热性砂浆称为绝热砂浆。绝热砂浆具有质轻和良好的绝热性能。能。一般绝热砂浆是由轻质多孔骨料制成的，都具有吸一般绝热砂浆是由轻质多孔骨料制成的，都具有吸声性能。还可以配制用水泥、石膏、砂、锯末（其体积声性能。还可以配制用水

48、泥、石膏、砂、锯末（其体积比约为比约为11351135）拌成的吸声砂浆，吸声砂浆用于室）拌成的吸声砂浆，吸声砂浆用于室内墙壁和平顶的吸声。内墙壁和平顶的吸声。耐酸砂浆是用水玻璃（硅酸钠）与氟硅酸钠拌制而耐酸砂浆是用水玻璃（硅酸钠）与氟硅酸钠拌制而成，水玻璃硬化后具有很好的耐酸性能。耐酸砂浆多用成，水玻璃硬化后具有很好的耐酸性能。耐酸砂浆多用作衬砌材料、耐酸地面和耐酸容作衬砌材料、耐酸地面和耐酸容 器的内壁防护层。器的内壁防护层。在水泥浆中掺入重晶石粉和砂，可配制成有防在水泥浆中掺入重晶石粉和砂，可配制成有防x x射射线能力的砂浆；如在水泥浆中掺加硼砂、硼酸等可配制线能力的砂浆；如在水泥浆中掺加硼砂、硼酸等可配制有抗中子辐射能力的砂浆。此类防射线砂浆应用于射线有抗中子辐射能力的砂浆。此类防射线砂浆应用于射线防护工程。防护工程。第49页/共51页思考题1.简述砖的优缺点。2.建筑钢材的种类有那些？3.什么是胶凝材料？怎么分类（列出代表材料）？4.分析混凝土的组成成分。5.简述木材的优缺点。第50页/共51页感谢您的观看！第51页/共51页