2_土木工程材料.ppt课件

1、传统土木工程资料传统土木工程资料近代土木工程资料近代土木工程资料 现代土木工程资料现代土木工程资料1第二章 土木工程资料土木工程资料 土木工程中所运用的资料都统称为土木工程资料 任何土木工程建筑物都是用资料按要求打呵斥的人类不断从事土木工程资料研讨任务并开发新资料几乎世界上的各种资料都可用作土木工程资料土木工程资料的要求强度变形分量施工方便防火、耐高温经济土木工程资料的强度拉压弯扭剪本章内容2.1 传统土木工程资料2.2 近代土木工程资料 2.3 现代土木工程资料 砖的优缺陷：优点原料容易获得消费工艺简单，价钱低体积小、便于组合缺陷耗土量大；能耗高自重强度比高不便机械化施工2.1.1 2.1.

2、1 砖砖2.1.1 2.1.1 砖砖砖的分类：砖的分类：p砖按照消费工艺分为烧结砖和非烧结砖；p按所用原资料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；p按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。p实心砖是由粘土烧制而成，分为青砖和红砖。青砖、红砖2.1.1 2.1.1 砖砖为了改良普通粘土砖块小、自艰苦、耗土多等缺陷，正向轻质、高强度、空心、大块的方向开展。比如推行运用利用工业废料制砖或消费空心砖等。 除粘土外，也可利用粉煤灰、煤矸石和页岩等为原料烧制砖，这是由于它们的化学成分与粘土相近，但因其颗粒细度不及粘土，故塑性差，制砖时常需掺入一定量的粘土，以添加可塑性。利用煤矸石和粉煤灰

3、等工业废渣烧砖，不仅可以减少环境污染，节约大片良田粘土，而且可以节省大量燃料煤。 瓦是屋面资料。 按资料可分为粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦等； 按外形可分为平瓦和波形瓦。 粘土瓦只能运用于较大坡度的屋面。由于材质脆、自艰苦、片小，施工效率低，需求大量木材等缺陷，在现代建筑屋面资料中的比例已逐渐下降 2.1.2 2.1.2 瓦瓦2.1.3 2.1.3 石石优点抗压强度高5MPa耐磨耐久性好资源丰富消费本钱低缺陷抗拉强度低2.1.4 2.1.4 砂砂普通分为：天然砂和人工砂。由自然条件作用主要是岩石风化而构成，粒径在5 mm以下的岩石颗粒，称为天然砂。人工砂是由岩石轧碎而成，由于本钱高、片状及粉状物

4、多，普通不用。 砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一同的平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。2.1.5 2.1.5 灰灰灰是指石灰和石膏。石灰和石膏是无机胶凝资料。n凡能在物理、化学作用下，从浆体变成巩固的石状体，并能胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称胶凝资料。n胶凝资料可分为无机与有机两大类。石膏、石灰、水泥属无机胶凝资料；沥青和各种树脂属有机胶凝资料。2.1.5 2.1.5 灰灰n土木工程中运用最多的石膏种类是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的浆体具有良好的可塑性。n建筑石膏具有很好的防火性能、隔热性能和吸音性能，具有良好的装饰性和可加工性。建筑石膏的运用很广，除用于室内抹面、

5、粉刷外，更主要的用途是制成各种石膏制品。2.1.5 2.1.5 灰灰 石灰是在土木工程中运用较早的矿物胶凝资料之一。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。石灰在土木工程中作用：石灰乳和砂浆：石灰膏或消石灰粉可配制石灰砂浆或水泥石灰混合砂浆，用于砌筑或抹灰工程。石灰稳定土 将消石灰粉或生石灰粉掺人各种粉碎或原来松散的土中，经拌合、压实及养护后得到的混合料，称为石灰稳定土。2.1.6 2.1.6 木材木材n主要优点：n轻质高强n易于加工n弹性韧性好n导电导热性能的n美观n主要缺陷：n构造不均匀n易吸水n易燃易腐2.1.6 2.1.6 木材木材影响木材强度的主要要素为含水率普通含水

6、率高，强度降低，温度温度高，强度降低，荷载作用时间继续荷载时间长，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 2.2 近代土木工程资料近代土木工程资料2.2.1 钢材生铁在炼炉中冶炼，含碳量降低到2以下，并使其杂质控制在指定范围即得到钢。钢锭或钢坯经过压力加工轧制、挤压、拉拔等及相应的工艺后得到钢材。土木工程所运用的钢材大多为普通碳素构造钢的低碳钢和属普通钢类的低合金构造钢。钢材在土木工程中的运用钢材在土

7、木工程中的运用2.2.1 钢材1、型材 主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、钢板桩型钢槽钢槽钢钢钢管管角钢角钢工字钢工字钢H型钢型钢2.2.1 钢材2、板材主要指钢构造用钢，建筑构造中主要采用中厚板与薄板。3、管材主要用于桁架、塔桅等钢构造中。4、金属制品土木工程中主要运用的产品有钢丝、钢丝绳以及预应力钢丝及钢绞线。二、土木工程用钢材二、土木工程用钢材土木工程钢材可划分为钢构造用材和钢筋混凝土用材两大类。1、钢构造用钢材我国钢构造用钢材的钢类主要有普通碳素构造钢和低合金构造钢。主要有Q235(A3钢)、Q315(16Mn钢)轻钢厂房2.2.1 钢材钢筋等级：一级钢二级钢三级钢四级钢2 2

8、、钢筋混凝土用钢材、钢筋混凝土用钢材钢筋混凝土用的钢材主要指钢筋。二级钢一级钢2.2.1 钢材钢筋2.2.1 钢材2.2.2 水泥 水泥是粉状的水硬性胶凝资料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其它资料胶结成整，并构成巩固石材的资料 。水泥制造过程及分类水泥的凝结硬化过程p水泥加水拌和后成为水泥浆体。p水泥外表开场与水发生化学反响，逐渐构成水化物膜层。p凝胶体膜层扩展构成网状构造，水泥浆体不断逐渐变稠，粘度不断增高，失去塑性。p水化产物不断生成并填充颗粒之间空隙，构造更加密实，水泥浆体逐渐产生强度而进入硬化阶段。其它种类水泥快硬硅酸盐水泥，快凝快硬硅酸盐水泥 硬化、强度开展非

9、常迅速，适用于抢修工程和耐火资料；水化热大，不适宜于大体积混凝土白色硅酸盐水泥：参与石膏高铝水泥：早期强度高、耐高温、耐腐蚀膨胀水泥：强度开展快，抵抗混凝土硬化过程中的收缩变形2.2.2 水泥2.2.3 混凝土简写砼，是当代最主要的土木工程资料之一。混凝土是由胶结资料，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、开展历史 1824年Aspdin发明了波特兰水泥硅酸盐水泥 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 混凝土混凝土的性质包括和易性、强度、变形及耐久性等。和易性是指拌合物便于施工工序的操作强度反映混凝土抵抗荷载的才干变

10、形包括非荷载作用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等。耐久性是指混凝土在实践运用条件下抵抗各种破坏要素作用，长期坚持强度和外观完好性的才干。混凝土的耐久性2.2.3 混凝土混凝土的优点原料丰富价钱低廉消费工艺简单抗压强度高耐久性好强度等级范围宽 2.2.3 混凝土1、普通混凝土由水泥、粗骨料碎石或卵石、细骨料砂和水拌合，经硬化而成；砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥收缩；水泥和水构成水泥浆，包裹在粗细骨料外表并填充骨料间的空隙。四、混凝土的种类四、混凝土的种类2.2.3 混凝土2、特种混凝土(1) 轻集料混凝土轻质、轻骨料砼 light aggregate

11、 concrete(2) 纤维加强混凝土fiber reinforced concrete (3) 聚合物混凝土 polymer concrete (4) 碾压混凝土 Roller Compacted Concrete)(5) 自密实混凝土 Self-compacted Concrete )2.2.3 混凝土轻集料混凝土： 轻质高强、隔热保温性能好，耐火性能好，抗震性能好，耐久性能好，综合的经济技术效果好。纤维加强混凝土：聚合物混凝土彩色路面彩色聚合物混凝土透水降噪路面 2.2.3 混凝土钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土预应力钢筋混凝土2.2.3 混凝土自密实混凝土自密实混凝土流动性好流动性好其它

12、特种混凝土其它特种混凝土钢管混凝土钢管混凝土2.3.1 高强度混凝土强度等级为C80或更高; 掺入超细活性掺合料胶结资料填充料=+粗粒料細粒料水泥砂漿混凝土特殊混凝土掺和料混凝土水水泥高强混凝土 051015202530354045Structural steelConcreteHigh strengthconcreteLightweight HSCStrength-Weight Ratio2.3.3纤维混凝土2.3.2 高性能混凝土High Performance Concrete 1990美国NIST&ACI定义：符合需求性能及均匀性性能：易浇筑、捣实不析离；力学性能佳；早期强度高、韧性佳及体积稳定性好；恶劣环境条件下寿命长即HPC要求强度高、流动性佳、耐久性好。2.3.4 绿色建材Green Building Materials在原料采用、产品制造、运用或者再循环以及废料处置等在原料采用、产品制造、运用或者再循环以及废料处置等环节，对地球负荷最小和有利于人类安康的建筑资料。环节，对地球负荷最小和有利于人类安康的建筑资料。Healthy Building Materia