绪论建筑材料

1、教材及参考书 第一章 绪 论 v重点：土木工程材料的分类、标准 v难点： v主要内容： v一、土木工程材料的地位 v二、土木工程材料的分类 v三、土木工程材料的发展 v四、土木工程材料与土木工程的关系 v五、土木工程材料的性能检测与技术标准 v六、土木工程材料的学习方法 一、土木工程材料的地位 v 土木工程材料是指应用于土木工程建设中的无机材料、 有机材料和复合材料的总称。通常根据工程类别在材料名 称前加以适当区分，如建筑工程常用材料称为建筑材料； 道路（含桥梁）工程常用材料称为道路建筑材料；主要用 于港口码头时，则称为港工材料；主要用于水利工程的称 为水工材料。此外，还有市政材料、军工材料、

2、核工业 材料等等。 v 土木工程材料的地位：土木工程的物质基础土木工程的物质基础 二、土木工程材料的分类 v v v 材料来源 作 用 化学成分 按照材料的来源分 材料来源 v天然材料：石材、木材 etc. v人造材料 ：如水泥、钢材 etc. 按化学化学成份成份分 化学成分 v结构承重材料 v墙体围护材料 v建筑功能材料 材料在工程 中的作用 三、土木工程材料的三、土木工程材料的发展发展 v古代时期 ： v近现代时期: v现代时期: 土木工程材料的现状和发展趋势 从目前我国的土木工程材料现状来看，普通水泥、普 通钢材、普通混凝土、普通防水材料仍是最主要的土木 工程材料。这是因为这一类材料有比

3、较成熟的生产工艺 和应用技术；使用性能尚能满足目前的消费需求。 虽然近年来土木工程材料工业有了长足的进步和发展， 但与发达国家相比，还存在着品种少、质量档次低、生产和 使用能耗大及浪费严重等问题。因此如何发展和应用新型土 木工程材料已成为现代化建设急需解决的关键问题。 贵州省赫章县 2005.7 国务院2001年划定的国家级一 类贫困乡 今朝安居楼 浙江萧山昔日破草房 河南南阳：内乡惊现明清时期河南南阳：内乡惊现明清时期石石 头房头房村落村落/2005.8(图图) 房屋大多建 于清末。 石墙青瓦、 质朴简洁， 造价低廉， 经风耐雨， 保存完整， 古貌遗风， 十分独特。 异 域 风 情 木木 屋

4、屋 现代化的都市 “鸟巢”使用的钢材材质绝大部分为345和 345GJD钢材，局部受力大部位采用了460钢材。 460钢材是专为搭建鸟巢而研制生产的，经过多次试制 于2005年月试制成功，它确保了国家体育场工程建设 的顺利进行。 上海世博会中国馆东方之冠 主要使用Q345B、Q345GJC低 合金高强度结构钢 v路面施工 透水混凝土路面透水混凝土路面(图图) 水利工程建筑物 v防洪涝灾害，兴农田灌溉，供城乡用水，开 发水电资源的主要手段。 三峡工程右岸三期碾压混凝土围堰 v随着现代化建筑向高层、大跨度、节能、美观、舒适的方向发展和人民 生活水平、国民经济实力的提高，特别是基于新型土木工程材料的

5、自重 轻、抗震性能好、能耗低、大量利用工业废渣等优点，研究开发和应用 土木工程新材料已成为必然。遵循可持续发展战略，土木工程材料的 发展方向可以理解为： 1 生产所用的原材料要求充分利用工业废料、能耗低、可循环利 用、不破坏生态环境、有效保护天然资源。 2 生产和使用过程不产生环境污染，即废水、废气、废渣、噪音 等零排放。 3 做到产品可再生循环和回收利用。 4 产品性能要求轻质、高强、多功能，不仅对人畜无害，而且能 净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等等。 5 加强材料的耐久性研究和设计。 6主产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。 四、土木工程材料与土木工程的关系 v土木工程材料在建

6、设工程中有着举足轻重的地位。 v首先，土木工程材料是建设工程的物质基础。土建工程中，土木工程 材料的费用占土建工程总投资的60%左右，因此，土木工程材料的 价格直接影响到建设投资。 v第二，土木工程材料与建筑结构和施工之间存在着相互促进、 相互依存的密切关系。一种新型土木工程材料的出现，必将促进 建筑形式的创新，同时结构设计和施工技术也将相应改进和提高。同 样，新的建筑型式和结构布置，也呼唤新的土木工程材料，并促进土 木工程材料的发展。例如，采用建筑砌块和板材替代实心粘土砖墙体 材料，就要求结构构造设计和施工工艺、施工设备的改进；高强混凝 土的推广应用，要求新的钢筋混凝土结构设计和施工技术规程

7、；同样， 高层建筑、大跨度结构、预应力结构的大量应用，要求提供更高强度 的混凝土和钢材，以减小构件截面尺寸，减轻建筑物自重；又如随着 建筑功能的要求提高，需要提供同时具有保温、隔热、隔声、装饰、 耐腐蚀性能的多功能土木工程材料等等。 v第三，构筑物的功能和使用寿命在很大程度上取决于土木工程材料的 性能。如装饰材料的装饰效果、钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料 的老化问题等等，无一不是材料问题，也正是这些材料特性构成了构筑 物的整体性能。因此，从强度设计理论向耐久性设计理论的转变，关健 在于材料耐久性的提高。 v第四，建设工程的质量，在很大程度上取决于材料的质量控制。如钢 筋混凝土结构的质量主要

8、取决于混凝土强度、密实性和是否产生裂缝。 在材料的选择、生产、储运、使用和检验评定过程中，任何环节的失误， 都可能导致土木工程的质量事故，事实上，在国内外土木工程建设中的 质量事故，绝大部分都与材料的质量缺损相关。 v最后，构筑物的可靠度评价，在很大程度上依存于材料可靠度评价。 材料信息参数是构成构件和结构性能的基础，在一定程度上“材料构 件结构”组成了宏观上的“本构关系”。因此，作为一名土木工程技 术人员，无论是从事设计、施工或管理工作，均必须掌握土木工程材 料的基本性能，并做到合理选材、正确的使用和维护保养。 山西侯马西客站封顶典礼10小时后坍塌 山西侯马西客站封顶典礼10小时后坍塌 v2

9、007年11月25日凌晨1时许，位于山西侯马市西城区北方轻 工城中心位置，正在修建中的侯马市西客站两层候车 大厅坍塌，造成至少2人死亡。 楼 垮 垮 v不久前，烟台市汽车东站的大楼上挂出了一个醒目的条幅，上面写着：“大楼随时垮塌！请勿靠近！”。据了解， 这个建筑面积约两万平米的汽车站是2001年底开工建设，2004年6月才竣工的。仅仅5年时间，汽车东站就成了 一座危楼。据介绍，烟台汽车东站2004年7月正式投入使用。可是仅仅半年后，也就是从2005年2月份开始，候车大厅的 天花板就出现了水泥块脱落的现象，而且越来越严重。记者看到，在近2万平米的车站大楼里，墙体脱落、 钢筋锈蚀的现象比比皆是；设

10、计厚度本该是70厘米的二楼楼板，实际只有10厘米。 v检测 保温层中夹杂大量垃圾 v2006年4月，山东省建筑科学研究院建筑工程质量监督检验测试中心对该楼部分楼层出具了鉴定报告，并做出了八 项不合规范和设计要求的鉴定结论，还直接指出屋面的保温层中夹杂了大量的建筑垃圾、编织袋、塑料袋及木条等杂物， 造成安全隐患。专家在2009年2月出具的检测报告中发表了以下意见：仅仅四年，锈蚀速度如此之快， 是少见和惊人的，必须刻不容缓，迫在眉睫地采取措施。最后该检测中心还给出了1区酒店 部分需要加固处理，2区、3区也就是车站、洗浴中心和超市部分应予以拆除的处理意见。 五、土木工程材料的标准 技术标准的分类：通

11、常分为基础标准、产品标准和方法标准基础标准、产品标准和方法标准。 在我国，技术标准分为四级： 国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准 国家标准是由国家标准局发布的全国性的指导技术文件，代号GB。 部颁标准也是全国性的指导技术文件，但它由各行业主管部门（或 总局）发布，其代号按各部门名称而定。如建材标准代号为JC，建工 标准代号为JG，与建材相关的部颁标准还有交通标准（JT）、石油 标准（SY）、化工标准（HG）、水电标准（SD）、冶金标准（YJ） 等等。 地方标准（DB）是地方主管部门发布的地方性指导技术文件。 企业标准则仅适用于本企业，其代号为QB；凡没

12、有制定国家标准、 部颁标准的产品，均应制订相应的企业标准。 国际或外国标准 国际标准（ISO） 美国材料试验协会标准（ASTM） 日本工业标准（JIS） 德国工业标准（DIN） 英国标准（BS）、法国标准（NF）等。 性能检测的基本技术 v测试 取样：代表性 仪器的选择：符合精度 试验：试验规程 结果计算与评定：算术平均值 试验条件： 温度 湿度 试件尺寸与受荷面平整度 加荷速度 v试验报告 试验名称、内容、测试数据与计算结果等 签字 数据处理与分析 v数值修约规则 拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆 为0时，若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9） 则进一，为偶数（2，4，

13、6，8，0）则舍弃。 v0.89500 （保留两位小数，为（保留两位小数，为0.90） v0.88500 （保留两位小数，为（保留两位小数，为0.88） v平均值、标准差、变异系数 v3进舍规则 3.1拟舍弃数字的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各 位数字不变。 例1：将12.1498修约到一位小数，得12.1。 例2：将12.1498修约成两位有效位数，得12。 3.2拟舍弃数字的最左一位数字大于5；或者是5，而其后跟有 并非全部为0的数字时，则进一，即保留的末位数字加1。 例1：将1268修约到 “ 百 ” 数位，得1310 2 （特定时可写为 1300）。 例2：将1268修约成三

14、位有效位数，得12710（特定时可写为 1270）。 例3：将10.502修约到个数位，得11。 注：本标准示例中， “ 特定时 ” 的涵义系指修约间隔或有效 位数明确时。 3.3拟舍弃数字的最左一位数字为5，而右面无数字或皆为0时， 若所保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进一，为偶数（2， 4，6，8，0）则舍弃。 中华人民共和国国家标准数值修约规则修约规则（GB817087） 本标准适用于科学技术与生产活动中试验测定和计算得出的各种数值需 要修约时，除另有规定者外，应按本标准给出的规则进行。 摘自 六、土木工程材料的学习方法 v学习目的：学习目的：属于专业基础课。 v配合专业课，

15、为专业设计和施工提供合理选择和使用材料的基本知识； 为今后从事建筑材料科学技术的专业研究打下必要的基础。 v学习方法学习方法 v1、抓重点 重点章节：水泥、混凝土、钢材 材料的组成、结构；材料的性质；材料的应用材料的组成、结构；材料的性质；材料的应用 本课程作为土木工程类的专业基础课，在学习中应结合现行的技术 标准，以土木工程材料的性能及合理使用为中心，注意事物的本质和内 在联系。例如在学习某一材料的性质时，不能只满足于甲乙丙丁地知道 该材料具有哪些性质，有哪些表象，重要的是应当知道形成这些性质的 内在原因、外部因素及这些性能之间的相互关系。 对于同一类属的不同品种材料，不但要学习它们的共性，

16、更重要的 是要了解它们各自的特性和具备这些特性的原因。例如学习各种水泥时， 不但要知道它们都能在水中硬化等共性，更要注意它们各自的质的区别 及因而反映在性能上的差异。一切材料的性能都不是固定不变的，在使 用过程中，甚至在运输和储存过程中，它们的性能都会在一定程度上产 生或多或少的变化，为了保证工程的耐久性和控制材料在使用前的变质 问题，我们必须了解引起变化的外界条件和材料本身的内在原因，从而 了解变化的规律。这对于延长构筑物的使用年限具有十分重要的意义。 v实验课是本课程的重要教学环节，其任务是验证基本理论，学习试 验方法，培养科学研究能力和严谨慎密的科学态度。做实验时要严肃认 真，一丝不苟，

17、即使对一些操作简单的实验，也不应例外。要了解实验 条件对实验结果的严重影响，并对实验结果作出正确的分析和判断。 一、土木工程材料的地位 v 土木工程材料是指应用于土木工程建设中的无机材料、 有机材料和复合材料的总称。通常根据工程类别在材料名 称前加以适当区分，如建筑工程常用材料称为建筑材料； 道路（含桥梁）工程常用材料称为道路建筑材料；主要用 于港口码头时，则称为港工材料；主要用于水利工程的称 为水工材料。此外，还有市政材料、军工材料、核工业 材料等等。 v 土木工程材料的地位：土木工程的物质基础土木工程的物质基础 三、土木工程材料的三、土木工程材料的发展发展 v古代时期 ： v近现代时期:

18、v现代时期: 异 域 风 情 木木 屋屋 透水混凝土路面透水混凝土路面(图图) 楼 垮 垮 v不久前，烟台市汽车东站的大楼上挂出了一个醒目的条幅，上面写着：“大楼随时垮塌！请勿靠近！”。据了解， 这个建筑面积约两万平米的汽车站是2001年底开工建设，2004年6月才竣工的。仅仅5年时间，汽车东站就成了 一座危楼。据介绍，烟台汽车东站2004年7月正式投入使用。可是仅仅半年后，也就是从2005年2月份开始，候车大厅的 天花板就出现了水泥块脱落的现象，而且越来越严重。记者看到，在近2万平米的车站大楼里，墙体脱落、 钢筋锈蚀的现象比比皆是；设计厚度本该是70厘米的二楼楼板，实际只有10厘米。 v检测 保温层中夹杂大量垃圾 v2006年4月，山东省建筑科学研究院建筑工程质量监督检验测试中心对该楼部分楼层出具了鉴定报告，并做出了八 项不合规范和设计要求的鉴定结论，还直接指出屋面的保温层中夹杂了大量的建筑垃圾、编织袋、塑料袋及木条等杂物， 造成安全隐患。专家在2009年2月出具的检测报告中发表了以下意见：仅仅四年，锈蚀速度如此之快， 是少见和惊人的，必须刻不容缓，迫在眉睫地采取措施。最后该检测中心还给出了1区酒店 部分需要加固处理，2区、3区也就是车站、洗浴中心和超市部分应予以拆除的处理意见。 五、土木工程材料的标准 技术标准的分类：通常分为基础标准、产品标准和方法