土木工程材料-绪论(发展史).ppt

建筑材料 ConstructionMaterials 2 人类是从什么时候开始使用建筑材料的 3 常说 秦砖汉瓦 秦朝和汉朝才开始使用砖和瓦吗 思考 1 什么是建筑材料 建筑材料 房屋 桥梁 道路 水工等土建工程中所用材料的总称 水泥 石灰 砂 石 木材 钢材 沥青 旧石器时代 旧石器时代 居住在天然洞穴 不需要建筑材料 建筑材料发展的时间轴 一万年前5000年前公元元年公元1000年公元2000年 新石器时代 土 木 新石器时代 土 木 西安半坡氏族的圆形房子 河姆渡干栏式房屋复原图 土砖房 新石器时代 土 木 土砖墙 黏土 砂和草 晒干 土砖 黏土 砌筑胶凝材料 埃及人土砖建筑物 新石器时代 土 木 土 优点 取材方便可塑性好 缺点 干缩开裂耐水性差 新石器时代 土 木 木 轻质高强易于加工弹性和韧性好 内部不均匀湿胀干缩大耐火和耐腐蚀性差 新石器时代 土 木 优点 缺点 土 木 古代工程建设称为 大兴土木 土木工程 新石器时代 土 木 建筑材料发展的时间轴 一万年前5000年前公元元年公元1000年公元2000年 新石器时代 青铜时代 土 木 石 石灰石膏 青铜时代 石材 墙垣 柱础 左塞尔阶梯金字塔 公元前2700年 世界上最早用石块修建的陵墓 实心的巨石体 胡夫金字塔 公元前2560年 世界上最大的金字塔 青铜时代 石材 公元前438年建成46根高达10米的石柱支撑 希腊巴特农神庙 梁跨度都很小 青铜时代 石材 空间架构 重点关注 青铜时代 石材 集中荷载作用下梁的弯曲变形图 生活现象 胸口碎大石 新石器时代 土 木 课堂讨论 石的抗压强度很高 而它的抗弯抗剪很弱 跨度如此之小 怎么用石材修建一些跨度比较大的建筑呢 拱 青铜时代 石材 建于公元72年至82年间面积约2万平方米10万立方米石料可容纳近九万人 古罗马圆形大剧场 青铜时代 石材 拱结构 实例一 公元605年至616年桥体全部用石料建成净跨37米宽9米拱矢高度7 24米利用拱将石材的优势充分发挥 赵州桥 青铜时代 石材 拱结构 实例二 拱形石材的里程碑 优点 抗压强度高耐久性好 缺点 自重大抗弯抗剪强度低加工运输困难 石 青铜时代 石材 这些大块的石材 相互之间如何胶凝在一起呢 思考 青铜时代 石灰和石膏 古埃及 石膏 硫酸钙 古希腊 石灰 氧化钙 生石灰 氢氧化钙 熟石灰 古罗马 石灰 砂 青铜时代 石灰和石膏 石灰砂浆 石灰 石膏 共同点 煅烧温度较低可塑性和保水性好 青铜时代 石灰和石膏 强度低耐水性差 水化热大凝结硬化慢体积收缩大 凝结硬化快体积微膨胀 青铜时代 石灰和石膏 石灰 石膏 不同点 建筑材料发展的时间轴 一万年前5000年前公元元年公元1000年公元2000年 新石器时代 青铜时代 土 木 石 石膏 石灰 铁器时代 砖 瓦 铁器时代 砖和瓦 重量不大 尺寸相同人工搬运 手工施工加快施工速度提升了施工质量 长城 西周墓穴中的砖 特点 红砖 青砖 铁器时代 砖和瓦 红砖与青砖有什么区别呢 砖 优点 取材方便煅烧温度较低抗压强度较高运输方便 缺点 孔隙率大抗弯抗剪强度低破坏土地资源 铁器时代 砖和瓦 多孔砖 空心砖 铁器时代 砖和瓦 阿房宫前殿遗址 西汉 都司空 瓦当 铁器时代 砖和瓦 普通瓦 琉璃瓦 铁器时代 砖和瓦 瓦 优点 防水隔热性好强度较高耐腐蚀性好 缺点 脆性大易破损 铁器时代 砖和瓦 建筑材料发展的时间轴 一万年前5000年前公元元年公元1000年公元2000年 新石器时代 青铜时代 土 木 石 石膏 石灰 铁器时代 工业时代 砖 瓦 钢铁 混凝土 工业时代 钢铁 混凝土 1779年英国塞文河铁桥拱形结构 跨度30米世界上第一座铁桥 英国塞文河铁桥 法兰西剧院 工业时代 钢铁 混凝土 铁在建筑上的使用 于1786年首次运用在法兰西剧院的铁屋顶上 巴黎植物园的温室 1833年 伦敦海德公园博览会会馆 1851年 工业时代 钢铁 混凝土 芝加哥保险公司大厦 1885年 埃菲尔铁塔 1889年 共10层 高55米 塔高328米 重约7000吨18000多个钢铁部件和250万个铆钉 工业时代 钢铁 混凝土 钢 优点 轻质高强刚度大材质均匀塑性 韧性好 缺点 耐腐蚀性差耐火性差 工业时代 钢铁 混凝土 110层 411米塔柱边宽63 5米用钢量78000吨外围为密置的钢柱墙面为铝板和玻璃 纽约的世贸中心 工业时代 钢铁 混凝土 2001年9月11日8 46AM北楼10 28AM9 03AM南楼10 05AM 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 英国工程师斯米顿发现 水硬性石灰 必须采用含有黏土的石灰石来烧制 爱迭斯顿灯塔 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 英国人帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥 外观呈棕色 很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物 命名为罗马水泥 天然泥灰岩作原料 不经配料直接烧制而成的 故命名为天然水泥 具有良好的水硬性和快凝特性 特别用于与水接触的工程 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 英国建筑工人阿斯谱丁取得了波特兰水泥 Portlandcement 的专利权 他用石灰石和黏土为原料 按一定的比例配合后 在立窑内煅烧成熟料 再经磨细制成的水泥 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 法国园艺师莫尼埃经常跟花盆打交道 一次不经意间 发现了摔碎的花盆里面的土并没有洒落 原来是植物的根系发达 他灵机一动 将想法付诸实施 取得了水泥花盆和混凝土花盆的专利权 工业时代 钢铁 混凝土 1875年 莫尼埃建成了世界上第一座钢筋混凝土桥 建于苏格兰连芬南德混凝土高架桥 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 美国辛辛那提市的英格尔斯大楼16层 高64米世界上第一幢钢筋混凝土高层建筑 工业时代 钢铁 混凝土 1900年 1850年 1800年 1750年 混凝土 优点 原材料丰富成本低抗压强度高可塑性好与钢筋粘结良好 缺点 抗拉强度低自重大硬化慢 工业时代 钢铁 混凝土 为什么钢筋和混凝土两者能够融合在一起 协同工作非常好呢 工业时代 钢铁 混凝土 课堂讨论 钢 混凝土 作为承受拉力的载体可以弥补混凝土抗拉强度低的弱点 作为钢筋的保护层降低钢筋腐蚀性差和耐火性差给结构带来的风险 钢和混凝土的组合结构具有良好的抗震性能和耐腐蚀 耐火等性能 工业时代 钢铁 混凝土 华沙文化科学宫 1955年 42层 241米 迪拜塔 2010 162层 828米 工业时代 钢铁 混凝土 建筑材料发展的时间轴 一万年前5000年前公元元年公元1000年公元2000年 新石器时代 青铜时代 土 木 石 石膏 石灰 铁器时代 砖 瓦 工业时代 科技时代 钢铁 水泥