土木工程概论配套教学课件第3版陈学军 第2章 土木工程材料.ppt

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1、第二章土木工程材料《土木工程概论》第三版陈学军主编肖桂元副主编21世纪高等教育土木工程系列规划教材第二章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建造的，土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。2.1土木工程材料的组成都江堰法国卢浮宫山西应县木塔美国纽约帝国大厦第二章土木工程材料工程上通常按材料的化学成分将其分为三大类，如下表所示：无机材料金属材料黑色金属(铁、钢)、有色金属(铝、铜及合金非金属材料天然石材(砂、石及各种岩石加工成的石材)，烧土制品(砖、瓦、陶瓷)玻璃

2、胶凝材料(石灰、石膏、水玻璃、水泥)，混凝土、砂浆有机材料植物材料木材、竹材等沥青材料石油沥青、煤沥青及其制品高分子材料塑料、涂料、胶黏剂复合材料钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板土木工程材料的工程分类第二章土木工程材料2.2土木工程材料的特性2.2.1砖、瓦、砂、石、灰砖、瓦、砂、石、灰是最基本的土木工程材料。1.砖砖是常见的砌筑材料，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，至今仍广泛应用于建筑工程中。实心粘土砖多孔砖第二章土木工程材料黏土砖具有防火、隔热、隔声、吸潮等优点，但黏土砖毁田取土

3、量大，能耗大等缺点，逐步由新型材料取代。除黏土砖外，也可利用粉煤灰、煤矸石和页岩等为原料烧制砖，不仅可以减少环境污染，节约大片良田黏土，而且可以节省大量燃料煤。砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖，按所用原材料分为黏土砖、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。第二章土木工程材料2.瓦瓦，一般指黏土瓦，以黏土（包括页岩、煤矸石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而成。黏土瓦的生产工艺与黏土砖相似，但较黏土砖的质量要求较高，黏土瓦只能应用于较大坡度的屋面，由于黏土瓦自身缺点，它在现

4、代屋面材料中占的比例已逐渐下降。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要求。目前，瓦的种类较多，按组成材料分为黏土瓦、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，按形状分为平瓦和波形瓦两类。第二章土木工程材料3.砂砂一般分为天然砂和人工砂。天然砂指自然条件作用下形成的、粒度在5mm以下的岩石颗粒；人工砂由岩石轧碎而成，成本高、片状及粉状物多。砂的粗细程度粗砂、中砂、细砂砂的细度模数级配好的砂子节省水泥，提高混凝土和砂浆的密实度及强度砂子的孔隙率砂子各级配程度细度模数越大表示砂越粗a)单一颗

5、粒b)两种粒径c)多种粒径第二章土木工程材料砂在自然条件下含有一定的水分，其含水状态有四种：1、完全干燥状态（图a）指在烘箱下烘干至恒重时的状态2、风干状态，也叫气干状态（图b）指砂子含水率和周围湿度达动态平衡时的状态3、饱和面干状态（图c）指颗粒表面干燥内部孔隙吸水达饱和时的状态4、完全湿润状态（图d）指颗粒内部吸水饱和且表面附有吸附水的状态第二章土木工程材料4.灰所谓的灰是指石灰和石膏，均属于无机胶凝材料。（1）石膏土木工程中常使用建筑石膏，它具有良好的可塑性、很好的防火性能、隔热性能和吸声性能、良好的装饰性和可加工性。常见的石

6、膏制品有纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板等，石膏制品具有轻质、新颖、美观、价廉等优点，但其强度较低、耐水性能差，为改善缺点，近年研制多种石膏的外加剂。（2）石灰石灰石的主要成分是碳酸钙，将石灰石煅烧，碳酸钙分解成为生石灰。碳酸钙在土木工程中的用途有：1）制作石灰乳涂料2）配制砂浆3）拌制石灰土和三合土4）生产硅酸盐制品石膏板石灰第二章土木工程材料2.2.2钢材土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，广泛应用各种结构工程中。钢材均匀致密、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，有一定的塑性和很好的韧性。建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、

7、管材和金属制品四类。土木工程钢材可划分为钢结构用材和钢筋混凝土用材两大类。1、钢结构用钢材主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢2、钢筋混凝土用钢材，按照生产工艺性能和用途不同可分为：（1）热轧钢筋（2）冷加工钢筋，包括冷拉钢筋、冷拔低碳钢丝、热处理钢筋、碳素钢丝、刻痕钢丝和钢绞线。第二章土木工程材料2.2.3木材木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水量、热胀冷缩、密度、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。影响木材强度的主要因素为含水量（一般含水量高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷

8、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）。顺纹和横纹的强度抗压抗拉抗弯抗剪顺纹横纹顺纹横纹顺纹横纹11/10～1/32～31/20～1/31.5～21/7～1/31/2～1第二章土木工程材