《土木工程材料》PPT

1、土木工程材料PPT课件 1 传统土木工程材料传统土木工程材料 近代土木工程材料近代土木工程材料 现代土木工程材料现代土木工程材料 第二章 土木工程材料 土木工程材料PPT课件 2 土木工程材料 土木工程中所使用的材料都统称为土木工程材料 任何土木工程建筑物都是用材料按要求打造成的 人类一直从事土木工程材料研究工作并开发新材料 几乎世界上的各种材料都可用作土木工程材料 土木工程材料PPT课件 3 土木工程材料PPT课件 4 土木工程材料的要求 强度 变形 重量 施工方便 防火、耐高温 经济 土木工程材料PPT课件 5 土木工程材料的强度 拉压 弯 扭 剪 土木工程材料PPT课件 6 本章内容 2

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PPT课件 7 砖的优缺点： 优点 原料容易取得 生产工艺简单，价格低 体积小、便于组合 缺点 耗土量大；能耗高 自重强度比高 不便机械化施工 2.1.1 2.1.1 砖砖 土木工程材料PPT课件 8 2.1.1 2.1.1 砖砖 砖的分类：砖的分类： p砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖； p按所用原材料分为粘土砖、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。 土木工程材料PPT课件 9 青砖、红砖 土木工程材料PP

3、T课件 1 0 2.1.1 2.1.1 砖砖 为了改进普通粘土砖块小、自重大、耗土多等缺点，正向轻质、 高强度、空心、大块的方向发展。比如推广使用利用工业废料 制砖或生产空心砖等。 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，以增加可塑性。 利用煤矸石和粉煤灰等工业废渣烧砖，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。 土木工程材料PPT课件 1 1 瓦是屋面材料。 按材料可分为粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦等； 按形状可分为平瓦和波形瓦。 粘土瓦只能应用于较大坡度的

4、屋面。由于材质脆、自重大 、片小，施工效率低，需要大量木材等缺点，在现代建筑屋面 材料中的比例已逐渐下降 2.1.2 2.1.2 瓦瓦 土木工程材料PPT课件 1 2 2.1.3 2.1.3 石石 优点 n抗压强度高（5MPa） n耐磨耐久性好 n资源丰富 n生产成本低 缺点 n抗拉强度低 土木工程材料PPT课件 1 3 2.1.4 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

5、常有粗砂、中砂、细砂之分。 土木工程材料PPT课件 1 4 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材料。 n凡能在物理、化学作用下，从浆体变成坚固的石状体，并能 胶结其他物料而具有一定机械强度的物质，统称胶凝材料。 n胶凝材料可分为无机与有机两大类。石膏、石灰、水泥属无 机胶凝材料；沥青和各种树脂属有机胶凝材料。 土木工程材料PPT课件 1 5 2.1.5 2.1.5 灰灰 n土木工程中使用最多的石膏品种是建筑石膏，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。建筑石膏的应用很广，除

6、用于室 内抹面、粉刷外，更主要的用途是制成各种石膏制品。 土木工程材料PPT课件 1 6 2.1.5 2.1.5 灰灰 石灰是在土木工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。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。 土木工程材料PPT课件 1 7 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

7、n主要缺点： n构造不均匀 n易吸水 n易燃易腐 土木工程材料PPT课件 1 8 2.1.6 2.1.6 木材木材 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。 土木工程材料PPT课件 1 9 2.2 2.2 近代土木工程材料近代土木工程材料 2.2.1 钢材 生铁在炼炉中冶炼，含

8、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。 土木工程所使用的钢材大多为普通碳素结构钢的低碳钢和 属普通钢类的低合金结构钢。 土木工程材料PPT课件 2 0 钢材在土木工程中的应用 土木工程材料PPT课件 2 1 钢材在土木工程中的应用 土木工程材料PPT课件 2 2 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 土木工程材料PPT课件 2 3 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

9、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。 土木工程材料PPT课件 2 4 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 土木工程材料PPT课件 2 5 钢筋等级： 一级钢 二级钢 三级钢 四级钢 2 2、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 土

10、木工程材料PPT课件 2 6 钢筋 2.2.1 钢材 土木工程材料PPT课件 2 7 2.2.2 水泥 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 。 土木工程材料PPT课件 2 8 水泥制作过程及分类 土木工程材料PPT课件 2 9 水泥的凝结硬化过程 p水泥加水拌和后成为水泥浆体。 p水泥表面开始与水发生化学反应，逐渐形成水化物膜层。 p凝胶体膜层扩展形成网状结构，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，结构更加密实，水泥 浆体逐渐产生强度而进入硬化阶段。 土

11、木工程材料PPT课件 3 0 其它品种水泥 快硬硅酸盐水泥，快凝快硬硅酸盐水泥 硬化、强度发展非常迅速，适用于抢修工程和耐火材 料；水化热大，不适合于大体积混凝土 白色硅酸盐水泥：加入石膏 高铝水泥：早期强度高、耐高温、耐腐蚀 膨胀水泥：强度发展快，抵抗混凝土硬化过程中的收缩变形 2.2.2 水泥 土木工程材料PPT课件 3 1 2.2.3 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、发展历史 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

12、凝土问世 混凝土运输车 土木工程材料PPT课件 3 2 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。 和易性和易性是指拌合物便于施工工序的操作 强度强度反映混凝土抵抗荷载的能力 变形变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。 耐久性耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用， 长期保持强度和外观完整性的能力。 土木工程材料PPT课件 3 3 混凝土的耐久性 土木工程材料PPT课件 3 4 2.2.3 混凝土 混凝土的优点 原料丰富 价格低廉 生产工艺简单 抗压强度高 耐久性好 强度等级范围宽 土木工程材料PPT课

13、件 3 5 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； 水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料 表面并填充骨料间的空隙。 四、混凝土的种类四、混凝土的种类 土木工程材料PPT课件 3 6 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 concrete (2) 纤维增强混凝土（fiber reinforced concrete） (3) 聚合物混凝土 （polymer concrete） (4) 碾压混凝土 （Roller Comp

14、acted Concrete) (5) 自密实混凝土 （ Self-compacted Concrete ) 土木工程材料PPT课件 3 7 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。 纤维增强混凝土： 聚合物混凝土 土木工程材料PPT课件 3 8 彩色路面（彩色聚合物混凝土透水降噪路面 ） 土木工程材料PPT课件 3 9 2.2.3 混凝土 钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土 土木工程材料PPT课件 4 0 预应力钢筋混凝土 土木工程材料PPT课件 4 1 2.2.3 混凝土 自密实混凝土自密实混凝土 流动性好 其它特

15、种混凝土其它特种混凝土 钢管混凝土 土木工程材料PPT课件 4 2 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 胶结材料填充料 = + 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 土木工程材料PPT课件 4 3 高强混凝土 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Structural steelConcreteHigh strength concrete Lightweight HSC Strength-Weight Ratio 土木工程材料PPT课件 4 4 2.3.3纤维混凝土 土木工程材料PPT课件 4 5 土木工程材

16、料PPT课件 4 6 2.3.2 高性能混凝土 High Performance Concrete 1990美国NIST&ACI定义：合乎需求性能及均匀性 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。 土木工程材料PPT课件 4 7 2.3.4 绿色建材 Green Building Materials 在原料采用、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等在原料采用、产品制造、使用或者再循环以及废料处理等 环节，对地球负荷最小和有利于人类健康的建筑材料。环节，对地球负荷最小和有利于人类健康的建筑材料。 Healthy Bu