第二章 土木工程材料

土木工程概论第二章土木工程材料本章内容2.1传统土木工程材料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传统土木工程材料砖的分类：标准砖多孔砖砌块瓦是屋面材料。2.1.2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5mm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2.1.5灰灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是无机胶凝材料。2.1.6木材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，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。二、土木工程用钢材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.钢结构用钢材我国钢结构用钢材的钢类主要有普通碳素结构钢和低合金结构钢。主要有Q235(A3钢)、Q315(16Mn钢)轻钢厂房2.2.1钢材2.钢筋混凝土用钢材钢筋混凝土用的钢材主要指钢筋。钢筋等级：一级钢二级钢三级钢四级钢二级钢一级钢2.2.1钢材钢筋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、混凝土的发展历史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）(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。