土木工程概论 第2章 土木工程材料课件.ppt

第二章土木工程材料 2.1土木工程材料的一般性质 一、土木工程材料的分类1、按材料组成：2.1土木工程材料的一般性质第二章土木工程材料非金属材料材料分类无机材料金属材料有机材料有色金属黑色金属砂、石、砖、瓦、水泥、石灰、混凝土、砂浆、无机纤维、玻璃木材、沥青、油漆、有机纤维、塑料生铁、铸铁、碳素钢、合金钢铝、铅、铜、锌、锡等及其合金 2、按材料的作用：2.1土木工程材料的一般性质第二章土木工程材料土木工程材料承重材料围护材料胶结材料装饰材料承受各种作用力，主要有：钢材、混凝土、木材、石材、砖、砌块等。保持空间和通道使用功能，主要有：砖、砌块、轻质混凝土、保温材料等。创造优美和舒适环境，主要有：石材、玻璃、油漆、木材、墙地面饰面材料等。水泥、石灰、石膏、沥青 二、土木工程材料的性质2.1土木工程材料的一般性质第二章土木工程材料材料性质物理性质力学性质密度、含水率、吸水性、透水性、导热性、耐火性、收缩膨胀等。耐久性强度、变形、弹性、塑性、韧性等。强度、变形、弹性、塑性、韧性等。 2.2主要土木工程材料简介 一、钢材1、材料：结构工程中所用的钢材的主要成分是铁（Fe,约占99%)和少量的碳(C）。当碳的含量不超过0.22%时称为低碳钢。若含有少量锰(Mn),硅(Si),钒(V)等元素,就成为低合金钢。2、种类：型钢、板材、管材和线材。型钢、板材、管材可通过焊接、铆接、螺栓连接的方式组合，做成钢结构。线材主要指钢筋、钢丝和钢绞线，主要用于钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土结构。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 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主要土木工程材料简介第二章土木工程材料型钢与钢结构 2.2主要土木工程材料简介二章土木工程材料钢结构厂房与连接节点 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料彩色压型钢板 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料光面钢筋变形钢筋预应力钢丝 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料预应力钢绞线及锚具。OVM15、OVM13张拉端锚具 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料钢筋的邦扎与连接 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料预应力混凝土楼板施工图片 一、钢材3、特点：材料均质，强度高，塑性好，便于加工和安装，耐火性差，易于锈蚀，维护费用高。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 二、混凝土1、材料：是一种由水泥、水、粗骨料（石子）、细骨料（砂）按一定比例掺和而成的“人工石材”。常简写为“砼”。2、种类：按强度分为普通强度混凝土（C50以下）和高强度混凝土（C50及以上）。按组成成分及性能特点可分为：普通混凝土、轻骨料混凝土、加气混凝土、耐酸（碱）混凝土、耐热混凝土等。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 二、混凝土3、混凝土外加剂：在混凝土拌和物中掺入不超过水泥重量的5%、且能使混凝土按要求改变性质的物质称为混凝土外加剂。如：减水剂、引气剂、早强剂、缓凝剂、速凝剂抗冻剂、着色剂、脱模剂等。4、特点：可模性、耐久性、耐火性、整体性都很好，易于就地取材，价格较低，抗压强度比砖、石、木等都高；但其自重较大，抗拉强度低，施工比较复杂，工序多，工期长，抗拉强度低，易产生裂缝。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 袋装水泥 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料混凝土的运输和浇筑 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料支模、浇筑、振捣、养护、成型 三、木材1、材料：建筑中的木材主要取自树木的树干。常用的树种是针叶树，如松木、杉木等。2、种类：工程中常用的木料有圆木、方木、条木、板材等。3、特点：自重轻，制作容易，造价便宜，施工快，但存在易燃、易腐蚀和结构变形大等缺点。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 分树皮、木质部和髓心三部分木材主要使用木质部分木材顺纹强度(作用力方向与纤维方向平行)>>木材横纹强度(作用力方向与纤维方向垂直）影响木材强度的主要因素含水率(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)木材缺陷(木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等)木材 工程木材分为原木+锯材+人造板材原木：已经除去皮(也有不去皮的)，根、树梢而未加工成规定材品的木材锯材：已经加工锯成一定尺寸的木料板材(宽度为厚度的三倍或三倍以上)方材人造板材：由木材或含有一定纤维量的其他作物原料，用一般物理和化学方法加工而成比天然木材板面宽，表面平整光洁，无节子，不翘曲开裂，经加工处理可有防水、防火、防腐、防酸性能常用人造板材：胶合板，纤维板，刨花板、木丝板、木屑板木材 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料木结构建筑在北欧和北美地区应用广泛。 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料大跨木结构屋盖 四、砌体1、材料：由石材、粘土、混凝土、工业废料等材料做成的块材。2、种类：石砌体、砖砌体、中小混凝土块砌体等。3、特点：易于就地取材、价格低、施工简便、隔热保温及耐火性耐久性好，但强度低、自重一般较大，且粘土砖与农田争地，应限制使用。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料砖分为实心砖和空心砖，空心砖有分为承重和非承重两种 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料混凝土砌块与砖相比具有质量轻、施工速度快、可利用工业及矿物废料等优点，目前应用广泛。 五、其他材料除以上常用主要材料外，玻璃、塑料、纤维等材料也得到了较好的应用，新材料的出现和应用推动了土木工程的不断发展。2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料玻璃纤维、碳纤维材料在工程加固领域应用广泛。 2.2主要土木工程材料简介第二章土木工程材料玻璃丝增强塑料薄膜等材料广泛应用于模结构建筑中，图为世界上最高的膜结构建筑阿联酋迪拜酒店。 棕榈岛帆船酒店 为满足工程对材料多种性能的要求，利用复合材料是必然趋势一、钢丝网水泥类夹芯复合板材芯材+两侧钢丝网+两侧抹面聚氨酯、聚苯乙烯、脲醛树脂等泡沫塑料水泥砂浆或其他饰面轻质岩棉或玻璃棉等夹材间以斜穿芯材的之字形钢丝相互连接保温、隔热、轻质施工中具有木结构的灵活性两侧混凝土的表面质量泰柏板的保温、隔声、抗冻融性好抗震能力强和建造能耗低适当加筋有一定的承载力墙板、各种保温板材、屋面板（集保温、防水和自承重功能于一身）※、新型复合材料 以硬质泡沫塑料或结构岩棉为芯材，在两侧粘上彩色压型镀锌钢板，其中外露的彩色钢板表面涂以高级彩色塑料涂层(增加耐久性和抗腐蚀能力）重量轻，易安装、易移动、导热系数抵，能精确加工，结构合理，隔音和连接密封好，防潮、防水、防结露和装饰效果好。结构岩棉芯材耐火性能良好大型公共建筑的墙体、原有楼房加层、各种厂房和办公房的墙体和屋面※、彩钢夹芯板材 环境保护和可持续发展的需要新型建筑材料的作用越来越重要，为保证工程的优良使用功能，避免新型建材发展造成新的环境损害，源源不断地提供材料——战略方针是“可持续发展”1992年6月联合国里约热内卢世界各国首脑会议上确认1988年第一届国际材料科学研究会首次提出“绿色材料”概念“绿色建材”的发展原则和目标：依据循环再生、协调共生、持续自然的原则，尽量减少自然资源消耗，尽量再生利用和净化废弃物，保护生态环境，确保人类社会的可持续发展※、绿色建材(生态建材) “绿色建材”含义：采用清洁的生产技术无毒少用天然资源无污染多用工业或城市固体废弃物无放射性（和农植物秸秆）有利于环保有利于人体健康生产过程建材本身建材功能※、“绿色建材”的基本概念 ①原料少用天然资源，多用尾矿、废渣、垃圾等废弃物②低能耗、无环境污染的生产技术③生产无毒无害：不得用甲醛、芳香族、碳氢化合物、含铅、镉、铬及其化合物的颜料、添加剂和制品④产品不损害且有益于人体健康⑤产品多功能：抗菌灭菌、除霉除臭、隔热保温、防火调温、消磁防射线、抗静电等⑥产品可循环和回收利用：废弃物无二次污染※、“绿色建材”的基本特征 发展“绿色建材”，改变粗放型生产方式，选择资源节约型、污染最低型、质量效益型、科技先导型的生产方式是21世纪我国建材工业的必然出路非常重视可持续发展，在1992年联合国首脑会议上郑重承诺1994年国家环保局在6类18种产品首先实行环境标志，设立中国环境标志、产品认证委员会首先对水性涂料实行环境标志，制定环境标志的评定标准上海、北京已开展对“绿色建材”的研制、认证和标准制定※、绿色建材在国内外的发展