建筑材料绪论

1、第1章 绪论1.1 土木工程材料的定义及分类1.2 土木工程材料的发展方向1.3土木工程材料的技术标准或或：是人类建造活动中，所有是人类建造活动中，所有建筑物建筑物或或构筑物构筑物所用一切所用一切材料的总称。材料的总称。 1.11.1 土木工程材料的定义与分类土木工程材料的定义与分类 建筑物建筑物：属于固定资产范畴，一般是指供人居住、：属于固定资产范畴，一般是指供人居住、工作、学习、生产、经营、娱乐、储藏物品以及进行其工作、学习、生产、经营、娱乐、储藏物品以及进行其他社会活动的工程建筑。例如，工业建筑、民用建筑等。他社会活动的工程建筑。例如，工业建筑、民用建筑等。 构筑物构筑物：就是不具备、不

2、包含或不提供人类居住功：就是不具备、不包含或不提供人类居住功能的人工建造物，比如水塔、水池、过滤池、堤坝、沼能的人工建造物，比如水塔、水池、过滤池、堤坝、沼气池等。气池等。定义定义：是指土木工程中使用的各种材料和制品，它是一是指土木工程中使用的各种材料和制品，它是一切土木工程的切土木工程的物质基础物质基础。 作用：作用：用于构成建筑物或构筑物的地基、基础、墙用于构成建筑物或构筑物的地基、基础、墙体、梁、板、柱、屋顶以及所有装饰材料；如常见的体、梁、板、柱、屋顶以及所有装饰材料；如常见的粘土砖、石材、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、粘土砖、石材、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青卷材、玻璃

3、、各种油漆、涂料、沥青卷材、玻璃、各种油漆、涂料、PVCPVC管等等。管等等。特点：特点：满足工程的使用功能；与环境相适应的耐久满足工程的使用功能；与环境相适应的耐久性；具有丰富资源；材料价廉。性；具有丰富资源；材料价廉。 建筑环境中，理想的建筑材料应具有轻质、高强、美建筑环境中，理想的建筑材料应具有轻质、高强、美观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能观、保温、吸声、防水、防震、防火、无毒和高效节能等特点。等特点。地位：地位：它是一切建筑工程的它是一切建筑工程的物质基础物质基础。 在工程总造价中，建筑材料的费用占在工程总造价中，建筑材料的费用占50%50%左右，所以左右，所以在建筑过

4、程中恰当地选择、合理地使用建筑材料对降低在建筑过程中恰当地选择、合理地使用建筑材料对降低工程工程造价、提高投资效益有着非常重要的意义。节工程工程造价、提高投资效益有着非常重要的意义。节约材料，避免浪费。约材料，避免浪费。按材料来源按材料来源按使用部位按使用部位按建筑功能按建筑功能按化学成分按化学成分天然材料：石材、木材天然材料：石材、木材人造材料：水泥、钢材人造材料：水泥、钢材按材料来源按材料来源按使用部位按使用部位按建筑功能按建筑功能按化学成分按化学成分无机材料无机材料有机材料有机材料复合材料复合材料金属材料金属材料非金属材料非金属材料黑色金属黑色金属：钢、铁、不锈钢：钢、铁、不锈钢有色金属

5、有色金属：铜、铝及合金：铜、铝及合金天然石材天然石材：大理石、花岗岩：大理石、花岗岩烧结与熔融制品烧结与熔融制品：砖、瓦、：砖、瓦、 陶瓷、玻璃等制品；陶瓷、玻璃等制品；胶凝材料：胶凝材料：石灰、石膏、水泥、石灰、石膏、水泥、水玻璃等水玻璃等植物材料植物材料：木材、竹材、植物纤维：木材、竹材、植物纤维沥青材料沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青制品：石油沥青、煤沥青、沥青制品合成高分子材料合成高分子材料：塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、：塑料、橡胶、涂料、胶粘剂、密封材料等；密封材料等；无机无机+ 有机有机：沥青混凝土、玻璃纤维增强塑：沥青混凝土、玻璃纤维增强塑 料料 （玻璃钢）（玻璃钢）无机无机 +

6、无机无机：钢筋混凝土、塑铝管、塑钢门窗：钢筋混凝土、塑铝管、塑钢门窗有机有机 + 有机有机：胶合板、橡胶沥青：胶合板、橡胶沥青按材料来源按材料来源按使用部位按使用部位按建筑功能按建筑功能按化学成分按化学成分 按建筑功能可把材料分为按建筑功能可把材料分为结构材料结构材料和和功能材料功能材料。 结构材料结构材料（承重材料）（承重材料）构成受力构构成受力构件和结构的材料，如件和结构的材料，如 梁、梁、 板、柱、框架等，板、柱、框架等，常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。要求强度和耐久性能满足要求。要求强度和耐久性能满足要求。 功能材料功能材料（非承重材料），如

7、防水材料、（非承重材料），如防水材料、吸声材料、保温隔热材料、装饰材料等。吸声材料、保温隔热材料、装饰材料等。按材料来源按材料来源按使用部位按使用部位按建筑功能按建筑功能按化学成分按化学成分 按使用部位可把材料分为墙体材料按使用部位可把材料分为墙体材料 、屋面材料和地面材料、饰面材料等。屋面材料和地面材料、饰面材料等。 如墙体材料如墙体材料构成建筑物内外和构成建筑物内外和分隔室内空间所用的材料。常用实心砖、分隔室内空间所用的材料。常用实心砖、空心砖、砼砌块、石膏板、复合板材等。空心砖、砼砌块、石膏板、复合板材等。1.21.2土木工程材料的历史与发展方向土木工程材料的历史与发展方向1 1、古代时

8、期、古代时期 ：（天然材料）泥土、茅草、木头、石块、竹、芦苇；（天然材料）泥土、茅草、木头、石块、竹、芦苇；（人工生产）烧砖、瓦、石灰（人工生产）烧砖、瓦、石灰古代建筑工程所用的工具：石斧、石刀等简单工具；古代建筑工程所用的工具：石斧、石刀等简单工具；斧、凿、锤、钻、铲等青铜和铁制工具，以及订桩机、斧、凿、锤、钻、铲等青铜和铁制工具，以及订桩机、桅杆起重机等简单施工机械桅杆起重机等简单施工机械一、发展史：一、发展史：经历了经历了古代、近代、现代古代、近代、现代三个阶段。三个阶段。土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁、铅、以及混土坯、石材、木材、砖、瓦、青铜、铁、铅、以及混合材料如草筋泥、混合土等

9、合材料如草筋泥、混合土等2 2、近代时期：、近代时期：3 3、现代：、现代：大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能大量使用现代材料（钢材、水泥等）和功能材料（防水材料、吸声材料、隔热材料、装饰材料等）材料（防水材料、吸声材料、隔热材料、装饰材料等）的运用。的运用。1824年阿斯普丁发明波特兰水泥年阿斯普丁发明波特兰水泥1859年贝塞麦发明转炉炼钢法年贝塞麦发明转炉炼钢法钢材钢材1875年法国修建钢筋混凝土桥年法国修建钢筋混凝土桥1928年发明预应力混凝土年发明预应力混凝土二、发展方向二、发展方向: :1 1、绿色环保型材料：、绿色环保型材料：充分利用地方资源、就地取材；利用再充分利用地方资源、

10、就地取材；利用再生资源（生资源（尾矿、废碴、垃圾等废物尾矿、废碴、垃圾等废物）；）；生产过程不产生废水、生产过程不产生废水、废气、废渣、噪声；使用后的产品可再生循环和回收利用，废气、废渣、噪声；使用后的产品可再生循环和回收利用，无污染废弃物以防止二次污染。无污染废弃物以防止二次污染。以及无毒无公害以及无毒无公害“绿色建材绿色建材”、 “ “生态建材生态建材”。2 2、高性能材料：、高性能材料：轻质、高强、耐久、优异装饰性及多功能材轻质、高强、耐久、优异装饰性及多功能材料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术、料，以及充分利用和发挥各种材料的特性，采用复合技术、制造出具有多功能的复合材

11、料。制造出具有多功能的复合材料。3 3、节能性材料：、节能性材料：采用低能耗材料以及能降低建筑物使用能耗采用低能耗材料以及能降低建筑物使用能耗的节能型材料。照明节能灯、门窗节能主要采用中空玻璃等。的节能型材料。照明节能灯、门窗节能主要采用中空玻璃等。4 4、产品型式方面：、产品型式方面：预制化、构件化、单元化。预制化、构件化、单元化。1.木结构建筑木结构建筑2.混合结构建筑混合结构建筑3.钢筋混凝土结构建筑钢筋混凝土结构建筑4.钢结构建筑钢结构建筑按结构材料分类按结构材料分类木结构建筑木结构建筑古代寺庙古代寺庙混合结构建筑混合结构建筑钢筋混凝土钢筋混凝土钢结构钢结构采用天然材料建造的茅屋采用天

12、然材料建造的茅屋土坯建造的住房土坯建造的住房赵州桥赵州桥单孔圆弧形石拱桥（隋代单孔圆弧形石拱桥（隋代公元公元595年年605年）年）八达岭长城八达岭长城 金字塔金字塔 大金字塔是埃及现存规模最大的金字塔，被喻为大金字塔是埃及现存规模最大的金字塔，被喻为“世界古代七大世界古代七大奇观之一奇观之一”。它建于埃及第四王朝第二位法老胡夫统治时期（约公元。它建于埃及第四王朝第二位法老胡夫统治时期（约公元前前2670年），原高年），原高14659米，因顶端剥落，现高米，因顶端剥落，现高1365米，塔的米，塔的4个个斜面正对东南西北四个方向，塔基呈正方形，每边长约斜面正对东南西北四个方向，塔基呈正方形，每边

13、长约230多米，占地多米，占地面积面积529万平方米。塔身万平方米。塔身由由230万块巨石万块巨石组成，它们大小不一，分别组成，它们大小不一，分别重达重达15吨至吨至160吨，平均重约吨，平均重约25吨。据考证，为建成大金字塔，一吨。据考证，为建成大金字塔，一共动用了共动用了10万人花了万人花了20年时间。年时间。 大雁塔小雁塔砖砌筑砖砌筑故故 宫宫柱子：楠木、松木；石料：汉白玉、太湖石；砖柱子：楠木、松木；石料：汉白玉、太湖石；砖天安门天安门三层楼式木牌坊；天三层楼式木牌坊；天安门城屋顶，上覆黄安门城屋顶，上覆黄琉璃瓦；琉璃瓦；方砖铺地。方砖铺地。埃菲尔铁塔埃菲尔铁塔 埃菲尔铁塔是现代巴黎的

14、埃菲尔铁塔是现代巴黎的标志标志,是一座于是一座于1889年建成年建成位于法国巴黎战神广场上的位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔，高镂空结构铁塔，高320米。米。埃菲尔铁塔分为三层，从塔埃菲尔铁塔分为三层，从塔座到塔顶共有座到塔顶共有1711级阶梯，级阶梯，分别在离地面分别在离地面57米、米、115米米和和276米处建有平台。据说，米处建有平台。据说，该塔共该塔共用去钢铁用去钢铁7000吨，吨，12000个金属部件，个金属部件，250万只万只铆钉而相连起来。铆钉而相连起来。 纽约世界贸易中心纽约世界贸易中心位于美国的约市位于美国的约市 曼哈顿岛西南端，曼哈顿岛西南端，建于建于1962年年197

15、6年年。占地。占地6.5公公顷，由两座顷，由两座110层（另有层（另有6层地下室）层地下室）高高411.5米的塔式摩天楼和米的塔式摩天楼和4幢办公幢办公楼及一座旅馆组成。摩天楼平面为楼及一座旅馆组成。摩天楼平面为正方形，边长正方形，边长63米，每幢摩天楼面米，每幢摩天楼面积积46.6万平方米。在万平方米。在2001年年9月月11日的日的“9.11恐怖袭击事件恐怖袭击事件”中坍塌。中坍塌。 纽约帝国大厦纽约帝国大厦【开工时间开工时间】：1930年年3月月【竣工时间竣工时间】：1931年年5月月【占地面积占地面积】：0.8 公顷公顷【建筑面积建筑面积】：204,385平方米平方米【建筑高度建筑高度

16、】：天线：天线448.7米，米， 屋顶屋顶381 米米【建筑层数建筑层数】：102层层 【结构形式结构形式】：钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构 【建筑造价建筑造价】：6700万美元万美元香港上海汇丰银行 建筑采用建筑采用钢柱结构钢柱结构悬悬挂体系，分为三段。钢柱挂体系，分为三段。钢柱由两层高的衔架连接于建由两层高的衔架连接于建筑的筑的5个点上，而楼层则从个点上，而楼层则从衔架上开始悬挂，由底部衔架上开始悬挂，由底部的的8层减至顶部层减至顶部4层，每段层，每段上升至不同高度，上升至不同高度，28层、层、35层及层及41层，交错的楼层层，交错的楼层高度使室内空间具有多种高度使室内空间具有多种宽度及高度

17、、花园式平台宽度及高度、花园式平台及生动活泼的东西立面。及生动活泼的东西立面。 于于1998年年4月月建成的世界上建成的世界上跨度最大的悬索桥跨度最大的悬索桥。这座大桥架设在神户。这座大桥架设在神户市和淡路岛北端之间的明石海峡上，大桥全长市和淡路岛北端之间的明石海峡上，大桥全长3,910米，中央支距长米，中央支距长1,990米。米。2根主缆直径为根主缆直径为l122mm，为世界上直径最大的主缆，为世界上直径最大的主缆.大桥可以抗大桥可以抗8.5级地震，而且在每秒风速为级地震，而且在每秒风速为80米的暴风下仍然可以确保安全。米的暴风下仍然可以确保安全。 明石海峡大桥“水立方水立方”外层外层膜结构

18、膜结构数量达到了数量达到了1437块。膜结构采用块。膜结构采用ETFE材材料料(乙烯乙烯-四氟乙烯共聚物四氟乙烯共聚物) ，这种材料质地轻巧，但强度却超乎，这种材料质地轻巧，但强度却超乎想象。想象。ETFE膜的强度可承受一辆汽车。膜的强度可承受一辆汽车。 性感十足的水立方性感十足的水立方建筑工程的未来建筑工程的未来 1）向更高发展）向更高发展 日本拟建的日本拟建的SKY CITY，高，高2000m,可容纳可容纳100万人居住。万人居住。 2）向太空发展）向太空发展4）向信息化、智能化发展）向信息化、智能化发展 在建筑工程的设计、施工过程在建筑工程的设计、施工过程中，充分利用计算机的功能，实中，充分利用计算机的功能，实现信息自动采集、精确分析、房现信息自动采集、精确分析、房屋和设备的智能检测和控制等。屋和设备的智能检测和控制等。3）向海洋发展）向海洋发展1.31.3土木工程材料的技术标准土木工程材料的技术标准国际上国际上ISO 国际标准国际标准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包括产品规包括产品规格、分类、技术要求、检验方格、分类、技术要求、检验方法、验收规