南昌大学《土木工程材料》课件-绪论

绪论一、土木工程材料的分类土木工程材料：建造建筑物和构筑物的所有材料，包括使用的各种原材料、半成品、成品（有机、无机、复合材料）等的总称。一切建筑工程（建筑物的地基、基础、地面、墙、梁、板、柱、屋顶、装饰……）都是由各种各样的建筑材料组成。南昌大学《土木工程材料》绪论一、土木工程材料的分类

按化学组成分类按功能分类按用途分类化学组成无机材料有机材料复合材料金属材料非金属材料

黑色：钢、铁有色：铝、铜、铝合金植物材料：木、竹沥青材料：石油沥青、煤沥青合成高分子：塑料、橡胶、粘胶剂、涂料（油漆)等有机-无机复合材料：沥青砼、树脂砼无机-无机复合材料：钢筋砼、砼、砂浆有机-有机复合材料：胶合板、橡胶沥青胶凝材料：水泥、石灰、水玻璃等石材：花岗岩、大理石砼和砂浆烧结制品与熔融制品：砖、瓦、玻璃蒸压和蒸养砖绪论一、土木工程材料的分类

按化学组成分类按功能分类分为结构材料和功能材料结构材料：承受荷载作用的材料，如构筑物的基础、

梁、板、柱所用功能材料：其他功能的材料，如围护结构材料、防水材料

和装饰材料砌块用途建筑结构材料：构成受力构件和结构的材料，如梁、板、柱、框架等，要求强度和耐久性能满足要求。

墙体材料：实心砖、空心砖、砼砌块、石膏板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。

建筑功能材料：非承重用建筑材料（隔音、吸声、采光、装饰、防水）玻璃木地板隔音材料二、土木工程材料在建筑工程中的地位及作用土木工程材料在建筑工程中起着举足轻重的作用土木工程材料是建筑工程的物质基础建筑材料的质量直接影响着建筑工程的质量材料对土木工程造价有很大影响建筑工程技术的突破有赖于材料性能的改进绪论三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求绪论经历了古代、近代和现代三个阶段。古代建筑工程所用的材料当地的天然材料(土、石块、树枝、竹、茅草、芦苇等)人造材料（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）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、桅杆起重机等简单施工机械1.建筑材料的发展史近代建筑工程材料1824年阿斯普丁（J.Aspdin)发明波特兰水泥1859年贝塞麦发明转炉炼钢法——钢材1875年法国修建钢筋混凝土桥

1875年，法国的一位园艺师蒙耶建成了世界上第一座钢筋混凝土桥。这座桥长16米、宽4米，是座人行的拱式体系桥。由于普通混凝土的抗拉强度较低，通过给混凝土结构物预加压应力的方法，使混凝土承重结构的受拉区处于受压状态，在混凝土产生拉应力时，用预压应力抵消，从而提高混凝土的使用性能。三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求1.建筑材料的发展史现代建筑工程材料特点：(1)轻质高强材料；(2)无污染、低能耗，可持续发展；(3)智能化：应用高科技实现对材料及产品各种功能的可控可调；能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求1928年发明预应力混凝土，使得土木工程的设计理论和施工技术进一步完善。山西应县木塔

辽清宁二年（公元1056年）,塔建造在四米高的台基上，塔高67.31米，底层直径30.27米，呈平面八角形。整个木塔共用红松木料3000立方，约2600多吨重。纽约哥伦布园环传媒中心三峡工程

三峡工程主体建筑物混凝土浇筑量2643万立方米，钢材59.3万吨（安装占28.08万吨），是世界上工程量最大的水利工程。总投资为954.6亿元（按1993年物价水平计算），其中枢纽工程500.9亿元，移民安置300.7亿元，输变电工程153亿元。总投资约RMB1800亿。“水立方”外层膜结构数量达到了1437块。膜结构采用ETFE材料(乙烯-四氟乙烯共聚物)，这种材料质地轻巧，但强度却超乎想象。ETFE膜的强度可承受一辆汽车。吉萨金字塔群埃及开罗附近的吉萨高原,包括三座金字塔及狮身人面像，第四王朝法老胡夫的金字塔最大，底面正方形，边长230.5m，高146.59m。230余块巨石垒砌，每块石头平均2000多公斤，最大的100多吨。国外建筑工程艾菲尔铁塔

1887～1889年在法国巴黎市中心建造，高达320.7m，由18000多个钢铁部件和250万个铆钉铆接而成，总重8500t，地面处为边长100m的正方形。帝国大厦1929～1931年建成，102层，高381m（1950年在顶部加建电视塔后448m），采用钢结构，重365000t，用钢51900t。

于1998年4月建成的世界上跨度最大的悬索桥。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3,910米，中央支距长1,990米。2根主缆直径为1122mm，为世界上直径最大的主缆.大桥可以抗8.5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。明石海峡大桥世博会上，意大利馆使用了这种新型的建筑材料来建筑场馆的外立面。同时利用各种成分的比例变化达到不同透明度的渐变。光线透过不同玻璃质地的透明混凝土照射进来，营造出梦幻的色彩效果，而自然光的射入也可以减少室内灯光的使用，从而节约能源。同时，展馆内外的人们也可以透过“透明水泥”互相看见，了解室内外情况。透明混凝土透明混凝土砖成分是由普通混凝土和玻璃纤维组成的，因此这种新型混凝土便可透过光线。它是由匈牙利建筑师阿隆.罗索尼奇发明的。北京大兴国际机场由英国女建筑师扎哈-哈迪德和法国巴黎机场集团建筑设计公司ADPI联合设计的大兴机场，每年将接待4500万名乘客，也将成为全球最大的机场。漂浮城市floatingcity设计方：伦敦ATDesignoffice投资方：中国交通建设集团水上面积：10平方公里建筑用途：住宅/商业/旅游建造年份：2015年（最早）五月底，受中国交通建设集团委托，伦敦著名设计公司“ATDesignoffice”已经交付了设计稿-真正的海中城市。这个海中城市分为水面和水下两部分，整体结构并不固定在海底，而是借助海面地基漂浮在大海里。海面部分地基的设计是由三角形、平行四边形、菱形和正六边形结构组成的一大片……，简单说就是个大型人工岛。

由于深入水下的建筑结构中充满空气，所以浮力是由水下部分提供的，海面地基起到稳固作用，比起固定在近海地基上的人工岛，这种浮岛的建造难度显然更高，要抵抗住高强度的地震、台风和海啸。套用《新闻联播》的措辞，“这标志着我国的建筑技术处于世界领先水平”（如果能顺利造出来的话）三、材料在建筑工程中的应用现状及发展要求2.土木工程材料的发展方向

高性能化绿色环保节能化2.土木工程材料的发展方向3D打印建筑3D打印建筑3D打印建筑“发展新型建造方式，大力推广装配式建筑……加大政策支持力度，力争用10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%”的新政。装配式建筑，就像搭积木一样盖房子。装配式住宅的优势：提高住宅质量：内外墙传统的砌筑、抹灰都省了，全现浇外墙杜绝空鼓，减少渗漏和开裂；延长房屋寿命：外墙防水、卫生间防水、外墙保温由5年质保升级为10年；提升居住感受：装配式施工使维修项降低80%以上施工整洁、环保四、土木工程材料标准及工程规范绪论标准是对重复性事物和概念的统一规定，是对某项技术或产品实行统一执行的要求。土木工程材料种类繁多，生产、使用、储存都需遵照有关的技术标准进行，有关部分制定并颁布了相应的技术标准，涵盖产品质量、规格、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面的内容。目前，我国的技术标准分为国家标准、行业标准、地方标准和企业标准四个等级。四、土木工程材料在标准及工程规范国标GB：由国家标准局发布的全国性指导技术文件，是强制性标准，任何技术（产品）不得低于此标准规定的技术指标。行业标准：由主管生产部分（或总局）发布，为非强制性标准。地方标准DB：只适用于制定标准的地区。企业标准QB：只用于企业内部。标准的表示方法系由标准名称、部门代号、编号和批准年份等组成例如：国家标准《烧结普通砖》GB5101一93。标准的部门代号为GB，编号为5101，批准年份为：1993年。建材行业标准《建筑水磨石制品》JC507一93。标准的部门代号为JC，编号为507，批准年份为1993年。国外标准“ANS”代表美国国家标准（AmericanNationalStandard）“ASTM”代表美国材料与试验学会标准（AmericanSocietyforTestingandMeterials）“JIS”代表日本国家标准(JapaneseIndustrialStandard）“BS”代表英国标准(BritishStandard）“DIN”代表德国标准等。(DeutscheIndustricNormen）“NF”代表法国标准等。(NormesFrancaises）另外，在世界范围内统一执行的标准称国际标准，其代号为“ISO”（InternationalStandardOrganization）。学