土木工程材料

1、祝同学们：学业优异！ 身体健康！ 生活愉快！,热情欢迎 同学们学习土木工程材料课程,土木工程材料,联系电话：39322526E-mail: ,Civil Engineering Materials,孙南屏,教材和参考资料：,土木工程材料苏达根主编，高教出版社 土木工程材料湖南大学等编，建工出版社 土木工程材料陈志源编，武工大出版社 混凝土的性能英A.M.内维尔 著，建工出版社,“土木工程材料”课程学习内容,绪论 土木工程材料的基本性质 无机胶凝材料 混凝土 建筑砂浆 砌筑材料 金属材料 木 材 沥青材料,一.土木工程与土木工程材料二.土木工程材料的发展三.土木工程材料

2、的分类四.土木工程材料的标准化五.本课程的学习目的,绪 论 Preface,一. 土木工程与土木工程材料,土木工程是人类文明的物质基础。 任何土木工程实物都是用各种材料建成的。这些材料总称为土木工程材料。 没有材料就没有土木工程，没有人类文明。 土木工程的新要求，促进土木工程材料的不断发展。 土木工程材料发展，促进土木工程的不断进步。,没有材料就没有人类的文明,无梁殿,没有材料就没有人类的文明,中山陵,没有材料就没有人类的文明,天坛祈年殿,没有材料就没有人类的文明,武汉大桥,南京大桥,武汉白沙洲大桥,香港青马大桥 (主跨1377米，1997年),杨浦大桥,没有材料就没有人类的文明,没有材料就没

3、有人类的文明,武汉阳逻长江大桥,阳逻长江大桥是武汉市在长江上建设的第六座大桥、第一座悬索桥。 北岸为新洲区阳逻镇，南岸为洪山区向家尾村。项目建设里程约10公里，大桥主跨1280米，列国内第三 总投资193亿元，2007年建成通车。,没有材料就没有人类的文明,南锚锭是“拽”住大桥南面两根主索的关键工程，其基础采用内径70米，外径73米、深60米的圆形地下连续墙，属国内首创，将耗钢材、水泥和沙石38万余吨，需要建设资金25亿元，堪称“神州第一锚”。,阳逻长江大桥南锚锭,没有材料就没有人类的文明,日本明石海峡大桥,大桥全长3910m，主跨长1991m，桥面宽35m，设6车道； 桥塔高280m，基础沉

4、箱的直径约80m，高约70m； 两根大缆各由290根高强钢索构成，直径为1.222m； 总投资约40亿美元。大桥按可以承受里氏8.5级强烈地震和抗150年一遇的80m/s的暴风设计。,没有材料就没有人类的文明,葛 州 坝,没有材料就没有人类的文明,三峡大坝,没有材料就没有人类的文明,土木工程材料进步 土木工程进步,轻钢彩板仅厚1mm，7.85kg/m2。现场加工成大跨度屋面，重量进一步减轻,张拉膜结构自身重量很轻，仅为钢结构的15，混凝土结构的140；膜结构对地震力有良好的适应性,古罗马万神庙,东南大学礼堂,埃及胡夫金字塔是用混凝土浇筑的？,1、从干涸的河床上挖出盐巴 2、盐和焚烧的木头灰烬和

5、其他石灰物质混合 3、加水后，混合物呈碱性 4、水分蒸发后留下粘土状混合物（湿混凝土） 5、这些粘土混合物PH值很高，很难处理，然后加盐中和 6、湿混凝土被挑到金字塔上 7、被灌入到一些木头模具中，最后变硬,国家大剧院,国家大剧院工程 总建筑面积149520平方米,总投资26.8838亿元。 建筑外部围护结构为钢结构壳体,呈超椭球形,其平面投影为东西向长轴长度212.20米,南北向短轴长度为143.64米,建筑物总高度为46.285米。 超椭球形屋面主要采用钛金属板饰面,中部为渐开式玻璃幕墙。 椭球壳体外环绕人工湖,湖面面积达35500平方米,各种通道和入口都设在水面下。,沙特哈吉机场（膜结构

6、） 聚四氟乙烯即特氟隆(),水立方ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）薄膜结构，空间钢架的结构,鸟 巢主体钢结构,鸟 巢主体钢结构,近代土木工程材料发展的重要里程: Portland Cement（硅酸盐水泥）问世：1825年，阿斯普丁（英国） 混凝土结构 转炉炼钢法问世：钢材大量生产、使用。 1859年 钢结构 钢筋混凝土问世 ：1867年，莫尼埃（法国） 钢筋混凝土结构,现代水泥混凝土的三次飞跃： 第一次飞跃:钢筋混凝土(钢筋砼） 第二次飞跃:预应力混凝土(1928年) 第三次飞跃:混凝土外加剂(70年代出现),二.土木工程材料的发展,土木工程材料的发展概括,耐水性差,耐水性好,土木工程材料

7、发展趋势： 材料高性能化 充分利用地方性材料 节约能源、亲和人类和环境 提高经济性 提高耐久性,轻质,The photograph shows the platform and compare the structure to Londons Tower Bridge. The platform has a total height of 472 m. The concrete gravity structure contains 245 000 m3.,HPC,美国建筑师设计出风力旋转公寓,HPC,HPC,Steel: basic construction material of the 1

8、9th and 20th centuries,In 1996 in Winterthur, Switzerland, a cable-stayed single pylon bridge of 124 m length, was built. Here the CFRP stay cables were applied experimentally for the first time.,Carbon fibre reinforced polymer: a structural material of the future,CFRP (carbon fibre reinforced polym

9、er),Carbon fibre reinforced polymer: a structural material of the future,CFRP is composed of very thin carbon fibres with a diameter of 510 mm, embedded in polyester resin. The commercial carbon fibres have the tensile strength of 35007000 MPa, an elastic modulus of 230650 GPa and an elongation at f

10、ailure ranging from 0.6 to 2.4 %.,The technical characteristics of the CFRP wires used in the stay cables mentioned above are as follows: material density in the wires 1.56 g/m2, fibres content in the wires 68%, tensile strength 3300 MPa, longitudinal elastic modulus 165 GPa, thermal-expansion coeff

11、icient 0.2X /k,The key problem that was faced was finding the method of anchoring the cables in the anchorage blocks. This was caused by the outstanding mechanical properties of CFRP being present in the longitudinal direction only. The anchorage system worked out by EMPA laboratory solved the probl

12、em by the use of a truncated cone shaped locking block filled with casting material, the mechanical properties of which change in accordance with the length of Anchorage.,三.土木工程材料的分类,1、按化学成分 见下页表 2、按功能分类 结构材料 主要指梁、板、柱、基础、墙体和其他受力构件所用的 土木工程材料。常用的有钢材、混凝土、砖、砌块、板、 楼板、屋面板和石材等。 功能材料 主要利用其某种特殊功能的材料。有防水材料、防火

13、材 料、装饰材料、保温材料、吸声（隔声）材料、采光材 料、防腐材料等。,四.土木工程材料的标准化,1.标准的一般内容 产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规 则、标志、运输和储存方法等。 2.标准的作用 便于材料现代化生产的科学管理； 企业产品质量是否合格的技术依据； 供需双方对产品质量验收的依据； 促进材料使用（设计、施工）的标准化，加快施工进度，降低造价。,3、常用标准 国家标准 GB-国家标准（强制）； GB/T-国家标准（推荐） GBJ-建筑工程国家标准； ZB-国家级专业标准 行业标准 JGJ-建设部行业标准； JC-国家建材局行业标准 YB-冶金部行业标准；JTJ-交通部行业标准 SD-水电行业标准 地方和企业标准 DB QB,例：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥GB175-1999 标准名称部门代号编号批准年份 国外标准 ASA- American Standard Association 美国标准 ASTM American Society for Testing Materials BS- British Standard 英国标准 DIN Deutsch Industrie Normen 德国标准 JIS- Japanese Indust