建筑材料第1章-绪论.ppt

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1、土木工程材料河南理工大学土木工程学院程朝霞山西侯马西客站封顶典礼10小时后坍塌山西侯马西客站封顶典礼10小时后坍塌v2007年11月25日凌晨1时许，位于山西侯马市西城区北方轻工城中心位置，正在修建中的侯马市西客站两层候车大厅坍塌，造成至少2人死亡。教材第一章绪论v重点：土木工程材料的分类、标准v难点：数值处理与分析v主要内容：v一、土木工程材料的地位v二、土木工程材料的分类v三、土木工程材料的发展v四、土木工程材料与土木工程的关系v五、土木工程材料的性能检测与技术标准v六、土木工程材料的学习方法一、土木工程材料的地位v土木工程材料是指应用于土木工程建设中的无机材料、有机材料和复合材料的总称。

2、通常根据工程类别在材料名称前加以适当区分，如建筑工程常用材料称为建筑材料；道路（含桥梁）工程常用材料称为道路建筑材料；主要用于港口码头时，则称为港工材料；主要用于水利工程的称为水工材料。此外，还有市政材料、军工材料、核工业材料等等。v土木工程材料的地位：土木工程的物质基础二、土木工程材料的分类vvv材料来源化学成分按照材料的来源分材料来源v按来源来源可把材料分为天然材料和人造材料，天然材料如石材、木材；人造材料如水泥、钢材按化学成份化学成份分化学成分v按土木工程材料在工程中的作用通常分为结构承重材料、墙体围护材料、建筑功能材料。三、土木工程材料的发展三、土木工程材料的发展v古代时期古代时期：泥

3、土、草、木泥土、草、木 石材、砖瓦石材、砖瓦石材、砖瓦石材、砖瓦v近现代时期：近现代时期：18241824年发明水泥，年发明水泥，年发明水泥，年发明水泥，1919世纪中叶开始使用钢材世纪中叶开始使用钢材世纪中叶开始使用钢材世纪中叶开始使用钢材v现代时期：现代时期：大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料的运用vv土木工程材料的现状和发展趋势土木工程材料的现状和发展趋势材料科学的发展标志着人类文明的进步。人类的历史也是按制造生产工具所用材料的种类划分的

4、，由史前的石器时代，经过青铜器时代、铁器时代，发展到今天的人工合成材料时代，均标志着材料科学的进步。同样，土木工程材料的发展也标志着土木工程建设事业的进步。高层建筑、大垮度结构、预应力结构、海洋工程等等，无一不与土木工程材料的发展紧密相连。从目前我国的土木工程材料现状来看，普通水泥、普通钢材、普通混凝土、普通防水材料仍是最主要的土木工程材料。这是因为这一类材料有比较成熟的生产工艺和应用技术；使用性能尚能满足目前的消费需求。虽然近年来土木工程材料工业有了长足的进步和发展，但与发达国家相比，还存在着品种少、质量档次低、生产和使用能耗大及浪费严重等问题。因此如何发展和应用新型土木工程材料已成为现代化

5、建设急需解决的关键问题。昔日萧山农民的毛草房今朝安居楼昔日破草房内乡惊现明清时期石头房村落内乡惊现明清时期石头房村落(图图)内乡惊现明清时期石头房村落内乡惊现明清时期石头房村落(图图)v中新河南网南阳中新河南网南阳8月月2日电日电（段舒航马付才/文徐海林/图）以天下第一衙内乡县衙而著称于世的内乡县新近又有惊人发现：竟在该县乍岖乡画眉铺村羽毛山腰间的吴垭自然村，竟然完好保存着即使当今中国南方少数民族地区亦不多见的石头房村落。v该石头房村落堪称“露天民俗博物馆“，距内乡县衙仅有6公里。“吴垭”是指吴氏家族住在两山对峙的高地。石头房，顾名思义，是墙体全部以不规则且形态各异的石头为基本材料而建成的房子

6、。石头房顺应自然，依山而建，随地形和功能的需要，灵活布局，鳞次栉比，高低错落。有的视山坡的陡缓分层筑台，在台地上建房；有的在地面不等高的空间，采取屋顶等高地面不等高的办法建房；有的干脆后墙靠着陡峭的崖壁，三边以石头砌墙建房。加之这个石头房村落周围的山上全是绿色，奇树异草，风景优美，气候宜人，使人一置身于此地便流连忘返。v据了解，吴垭石头房村落共有50余户人家。无论是屋架房、平房、楼房，几乎全是清一色的石头房。这些房屋大多建于清末。其石墙青瓦、质朴简洁，造价低廉，经风耐雨，保存完整，古貌遗风，十分独特。长年生活于斯的山民积累了丰富的石料开采经验。整座村落像一座粉装玉砌的城堡。大片表灰、金灰的石头

7、房，贯通全村的石板路，石砌的楼门、阶梯、院墙以及茅房，乃至各家各户使用的石盆、石缸、石槽、石磨、石碾、石桌、石凳、石磙、石林、奇石和石缝中的老柿树、枣树、竹林，为山乡人家创造了一个巧夺天工的石头世界。倘若身临其境，令人仿佛走进了古代隐士的理想家园。通过吴垭村吴氏家族的生产生活，以小见大，以物证俗，反映了宛西山区传统村落和居民的典型牲，体现了百余年间近现代南阳盆地宛西风情，具有重要的建筑文化、农耕文明和历史遗产价值。资料异域风情木木屋屋长沙市中心沿线密集的高层建筑楼群“鸟巢”使用的钢材材质绝大部分为345和345GJD钢材，局部受力大部位采用了460钢材。460钢材是专为搭建鸟巢而研制生产的，经

8、过多次试制于2005年月试制成功，它确保了国家体育场工程建设的顺利进行。v混凝土路面施工透水混凝土路面透水混凝土路面(图图)水利工程建筑物v防洪涝灾害，兴农田灌溉，供城乡用水，开发水电资源的主要手段。三峡工程右岸三期碾压混凝土围堰v随着现代化建筑向高层、大跨度、节能、美观、舒适的方向发展和人民生活水平、国民经济实力的提高，特别是基于新型土木工程材料的自重轻、抗震性能好、能耗低、大量利用工业废渣等优点，研究开发和应用土木工程新材料已成为必然。遵循可持续发展战略，土木工程材料的发展方向可以理解为：1生产所用的原材料要求充分利用工业废料、能耗低、可循环利用、不破坏生态环境、有效保护天然资源。2生产和

9、使用过程不产生环境污染，即废水、废气、废渣、噪音等零排放。3做到产品可再生循环和回收利用。4产品性能要求轻质、高强、多功能，不仅对人畜无害，而且能净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等等。5加强材料的耐久性研究和设计。6主产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。四、土木工程材料与土木工程的关系v土木工程材料在建设工程中有着举足轻重的地位。v首先，土木工程材料是建设工程的物质基础。土建工程中，土木工程材料的费用占土建工程总投资的60%左右，因此，土木工程材料的价格直接影响到建设投资。v第二，土木工程材料与建筑结构和施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。一种新型土木工程材料的出现，必将促进

10、建筑形式的创新，同时结构设计和施工技术也将相应改进和提高。同样，新的建筑型式和结构布置，也呼唤新的土木工程材料，并促进土木工程材料的发展。例如，采用建筑砌块和板材替代实心粘土砖墙体材料，就要求结构构造设计和施工工艺、施工设备的改进；高强混凝土的推广应用，要求新的钢筋混凝土结构设计和施工技术规程；同样，高层建筑、大跨度结构、预应力结构的大量应用，要求提供更高强度的混凝土和钢材，以减小构件截面尺寸，减轻建筑物自重；又如随着建筑功能的要求提高，需要提供同时具有保温、隔热、隔声、装饰、耐腐蚀性能的多功能土木工程材料等等。v第三，构筑物的功能和使用寿命在很大程度上取决于土木工程材料的性能。如装饰材料的装

11、饰效果、钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料的老化问题等等，无一不是材料问题，也正是这些材料特性构成了构筑物的整体性能。因此，从强度设计理论向耐久性设计理论的转变，关健在于材料耐久性的提高。v第四，建设工程的质量，在很大程度上取决于材料的质量控制。如钢筋混凝土结构的质量主要取决于混凝土强度、密实性和是否产生裂缝。在材料的选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节的失误，都可能导致土木工程的质量事故，事实上，在国内外土木工程建设中的质量事故，绝大部分都与材料的质量缺损相关。v最后，构筑物的可靠度评价，在很大程度上依存于材料可靠度评价。材料信息参数是构成构件和结构性能的基础，在一定程度上“材料

12、构件结构”组成了宏观上的“本构关系”。因此，作为一名土木工程技术人员，无论是从事设计、施工或管理工作，均必须掌握土木工程材料的基本性能，并做到合理选材、正确的使用和维护保养。五、土木工程材料的标准v技术标准的分类：通常分为基础标准、产品标准和方法标准基础标准、产品标准和方法标准。v在我国，技术标准分为四级：国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准国家标准是由国家标准局发布的全国性的指导技术文件，其代号为GB。部颁标准也是全国性的指导技术文件，但它由各行业主管部门（或总局）发布，其代号按各部门名称而定。如建材标准代号为JC，建工标准代号为JG，与建材相关的部颁

13、标准还有交通标准（JT）、石油标准（SY）、化工标准（HG）、水电标准（SD）、冶金标准（YJ）等等。地方标准（DB）是地方主管部门发布的地方性指导技术文件。企业标准则仅适用于本企业，其代号为QB；凡没有制定国家标准、部颁标准的产品，均应制订相应的企业标准。v随着我国对外开放，常常还涉及到一些与土木工程材料关系密切的国际或外国标准，其中主要有国际标准（ISO）、美国材料试验协会标准（ASTM）、日本工业标准（JIS）、德国工业标准（DIN）、英国标准（BS）、法国标准（NF）等。熟悉有关的技术标准，并了解制定标准的科学依据，也是十分必要的。vGB 国家标准国家标准 vJC 建材局标准建材局标准

14、 vJGJ 建设部标准建设部标准ASTM 美国国家标准美国国家标准 BS 英国国家标准英国国家标准 DIN 德国国家标准德国国家标准 JIS 日本国家标准日本国家标准 ISO 国际标准国际标准性能检测的基本技术v测试取样：代表性仪器的选择：符合精度试验：试验规程结果计算与评定：算术平均值v试验条件：温度湿度试件尺寸与受荷面平整度加荷速度v试验报告试验名称、内容、测试数据与计算结果等签字数据处理与分析v数值修约规则拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进一，为偶数（2，4，6，8，0）则舍弃。v0.89500（保留两位小数，为（保留

15、两位小数，为0.90）v0.88500（保留两位小数，为（保留两位小数，为0.88）v平均值、标准差、变异系数v3进舍规则3.1拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变。例1：将12.1498修约到一位小数，得12.1。例2：将12.1498修约成两位有效位数，得12。3.2拟舍弃数字的最左一位数字大于5；或者是5，而其后跟有并非全部为0的数字时，则进一，即保留的末位数字加1。例1：将1268修约到“百”数位，得13102（特定时可写为1300）。例2：将1268修约成三位有效位数，得12710（特定时可写为1270）。例3：将10.502修约到个数位，得11。注：本标准

16、示例中，“特定时”的涵义系指修约间隔或有效位数明确时。3.3拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆为0时，若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进一，为偶数（2，4，6，8，0）则舍弃。中华人民共和国国家标准数值修约规则修约规则（GB817087）本标准适用于科学技术与生产活动中试验测定和计算得出的各种数值需要修约时，除另有规定者外，应按本标准给出的规则进行。摘自六、土木工程材料的学习方法v学习目的：学习目的：属于专业基础课。v配合专业课，为专业设计和施工提供合理选择和使用材料的基本知识；为今后从事建筑材料科学技术的专业研究打下必要的基础。v学习方法学习方法v1、抓重点重点章

17、节：水泥、混凝土、钢材、防水材料 材料的组成、结构；材料的性质；材料的应用材料的组成、结构；材料的性质；材料的应用本课程作为土木工程类的专业基础课，在学习中应结合现行的技术标准，以土木工程材料的性能及合理使用为中心，注意事物的本质和内在联系。例如在学习某一材料的性质时，不能只满足于甲乙丙丁地知道该材料具有哪些性质，有哪些表象，重要的是应当知道形成这些性质的内在原因、外部因素及这些性能之间的相互关系。vv2 2、对比法、对比法:对于同一类属的不同品种材料，不但要学习它们的共性，更重要的是要了解它们各自的特性和具备这些特性的原因。例如学习各种水泥时，不但要知道它们都能在水中硬化等共性，更要注意它们

18、各自的质的区别及因而反映在性能上的差异。一切材料的性能都不是固定不变的，在使用过程中，甚至在运输和储存过程中，它们的性能都会在一定程度上产生或多或少的变化，为了保证工程的耐久性和控制材料在使用前的变质问题，我们必须了解引起变化的外界条件和材料本身的内在原因，从而了解变化的规律。这对于延长构筑物的使用年限具有十分重要的意义。vv3 3、联系实际、联系实际:vv4 4、注重实验课：、注重实验课：v实验课是本课程的重要教学环节，其任务是验证基本理论，学习试验方法，培养科学研究能力和严谨慎密的科学态度。做实验时要严肃认真，一丝不苟，即使对一些操作简单的实验，也不应例外。要了解实验条件对实验结果的严重影响，并对实验结果作出正确的分析和判断。