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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土木工程概论,Introduction to civil engineering,天津科学技术出版社,项目一 土木工程材料,了解土木工程材料的种类,;,了解土木工程材料的基本性质,;,熟悉天然石材、砖、瓦的特性,熟悉无机胶凝材料的特性,熟悉混凝土与砂浆的特性,;,熟悉建筑钢材的特性,熟悉木材的特性,熟悉建筑防水堵水材料、绝热材料、吸声材料、建筑装饰料,的特性,;,了解建筑功能材料的发展,。,摘 要,任务一 概述,任务二 土木工程材料的基本性质,任务三 天然石材、砖、瓦,任务四 无机胶凝材料,任务五 混凝土与砂浆,任务六 建筑钢材,任务七 木材,任务八 其他功能材料,任务一 概述,本任务主要学习土木工程材料的分类：,土木工程材料的品种很多，一般分为,金属材料,和,非金属材料,两大类。,金属材料,包括黑色金属,(,钢、铁,),与有色金属,;,非金属材料,，按其化学成分，则有无机,(,矿物质,),与有机之别。材料也可按功能分类，一般分为结构材料,(,承受荷载作用的材料，如基础、柱、梁所用的材料,),和功能材料,(,具有其他功能的材料，如起围护作用的材料、起防水作用的材料、起装饰作用的材料、起保温隔热作用的材料等,),。,还可按,用途分类,，如建筑结构材料、桥梁结构材料、水工结构材料、路面结构材料、建筑墙体材料、建筑装饰材料、建筑防水材料、建筑保温材料等。工程上通常根据材料组成物质的种类及化学成分将材料分为三大类。,任务一 概述,土木工程材料的发展必将推动土木工程飞跃式的发展。土木工程的三次飞跃是基于砖瓦的出现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。未来的土木工程必将对材料在原材料、生产工艺、性能及产品形式诸方面提出更高的要求和挑战。在,原材料方面,要充分利用,再生资源和工业废料,;,在,生产工艺方面,要大力,提高现代技术,，,降低能耗和环境污染,;,在,性能方面,要力求,轻质、高强、耐久、绿色及多功能,;,在,产品形式方,面,要积极,发展预制技术,，,逐步提高构件化,、,单元化水平,。,任务二 土木工程材料的基本性质,一、材料的基本物理性质,(1),材料的密度、表观密度和堆积密度。,(2),孔隙率和空隙率。,(3),亲水性和憎水性。,(4),吸湿性和吸水性。,(5),耐水性。,(6),抗渗性与抗冻性。,(7),导热性、热容量和耐燃性。,任务二 土木工程材料的基本性质,二、材料的基本力学性质,1.,强度,在外力作用下，材料抵抗破坏的能力称为,强度,。据,外力作用方式的不同，材料的强度有,抗压强度、抗,拉强度、抗弯强度,(,或抗折强度,),及抗剪强度,等形,式。,任务二 土木工程材料的基本性质,2.,弹性与塑性,材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全,恢复到原始形状的性质称为,弹性,。材料在外力作用,下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢,复，这种性质称为材料的,塑性,。弹性变形与塑性变,形的,区别,在于，前者为,可逆变形,，后者为,不可逆变,形。材料的弹性与塑性与材料承受的荷载大小有关。,任务二 土木工程材料的基本性质,3.,韧性与脆性,材料受外力作用，当外力达一定值时，材料突然发,生破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称,为,脆性,。材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较,大的能量，同时产生较大的变形而不破坏，这种性,质称为,韧性,。,4,.,硬度,硬度,是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。金,属材料等的硬度常用,压入法测定,，如布氏硬度法，,是以单位压痕面积上所受的压力来表示。陶瓷等材,料常用,刻划法测定,。一般情况下，硬度大的材料强,度高、耐磨性较强，但不易加工。所以，工程中有,时用硬度来间接推算材料的强度。,任务二 土木工程材料的基本性质,三、材料的耐久性与环境协调性,1.,材料的耐久性,材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变,质、不破坏的性质，称为,耐久性,。它是一种复杂的、,综合的性质，包括材料的,抗冻性、耐热性、大气稳,定性和耐腐蚀性,等。材料在使用过程,中，除受到各,种外力作用外，还要受到环境中各种自然因素的破,坏作用，这些破坏作用可分为物理作用、化学作用,和生物作用。要根据材料所处的结构部位和使用环,境等因素，综合考虑其耐久性，并根据各种材料的,耐久性特点，合理地选用。,任务二 土木工程材料的基本性质,2.,材料的环境协调性,土木工程材料的环境协调问题日益受到重视。材料,的环境协调性是指材料在生产、使用和废弃全寿命,周期中要有较低的环境负荷，包括生产中,废物的利,用、减少三废的产生,、,使用中减少对环境的污染,以,及,废弃时有较高的可回收率,。,任务二 土木工程材料的基本性质,四、材料的组成、结构、构造及其对性能的影响,1.,材料的微观结构及其对材料性质的影响,材料的微观结构,是指物相的种类、形态、大小及其,分布特征。它与材料的,强度、硬度、弹塑性、熔点、,导电性、导热性,等重要性质有,着密切关系,。土木工,程材料的使用状态均为固体，固体材料的相结构,基,本上可分为,晶体、玻璃体、胶体,三类，不同结构的,材料各具不同特性。材料的化学组成相同，微观结,构的筹别将导致材料性能的较大差异。,任务二 土木工程材料的基本性质,2.,材料的宏观构造及其对性能的影响,材料的宏观构造,是指可用肉眼观察到的外部和内部,结构。土木工程材料常见的构造形式有,:,密实构造、,多孔构造、纤维构造、层状构造、散粒构造和纹理,构造,。,任务三 天然石材、砖、瓦,一、天然石材,(1),毛石。,(2),料石。,(3),饰面石材。,(4),色石。,(5),混凝土。,二、砖,砖,是一种常用的墙体材料。砖瓦的生产和使用在我国历史悠久，有,“,秦砖汉瓦,”,之称。制砖的原料容易取得，生产工艺比较简单，价格低、体积小便于组合，黍占土砖还有防火、隔热、隔声、吸潮等优点。所以，砖至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。,任务三 天然石材、砖、瓦,砖按照生产工艺分为,烧砖,和,非烧结砖,;,按所用原材料分为,豁土砖、页岩砖、煤研石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖,等,;,按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖,任务三 天然石材、砖、瓦,三、瓦,瓦,，一般指豁土瓦。以,豁土,(,包括页岩、煤研石等粉料,),为主要原料，经,泥料处理、成型、干燥和焙烧而制成,。中国瓦的生产比砖早，西周时期就形成了独立的制陶业，西汉时期工艺上又取得明显的进步，瓦的质量也有较大提高，故称,“,秦砖汉瓦,”,。,豁土瓦的生产工艺与豁土砖相似，但对豁土的质量要求较高，如含杂质少，塑性高，泥料均化程度高等。我国目前生产的豁土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦等。,任务 四无机胶凝材料,四、石灰,1.,石灰的生产及分类,(1),生石灰粉。,石灰在制备过程中，采用石灰石、白云,石、白要、贝壳等原料经锻烧后，即得到块状的生石灰。,生石灰粉是由块状生石灰磨细生成。,(2),消石灰粉。,将生石灰用适量水经消解和干燥而成粉,末，主要成分为,Ca(OH)2,，称为消石灰粉。,(3),石灰膏。,将块状生石灰用过量水,(,为生石灰体积,3-4,倍,),消解，或将消石灰粉和水拌和，所得到的一定稠度,的膏状物，主要成分为,Ca(0H)2,和水。,任务 四无机胶凝材料,2.,石灰的熟化与硬化,生石灰,(Ca0),与水反应生成氢氧化钙的过程称为石灰的,熟化。石灰浆体的硬化包括干燥结晶和碳化两个过程，,后者过程缓慢。,3.,石灰的性质与技术要求,石灰的主要性质有,:,可塑性好,;,硬化较慢、强度低,;,硬化,时体积收缩大,;,耐水性差,;,吸湿性强。,4.,石灰的应用,石灰在建筑上的用途很广，主要用于制作石灰乳涂料配,制混合砂浆、拌制石灰土和石灰三合土生产硅酸盐制品,等。,任务 四无机胶凝材料,二、石膏,1.,石膏的种类,(1),天然二水石膏。,(2),化工石膏。,(3),天然无水石膏。,(4),建筑石膏,(,半水石膏,),。,(5),高强石膏。,任务 四无机胶凝材料,2.,建筑石膏的性质与应用,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、防火性能、隔热,性能和吸声性能,，并具有良好的,装饰性和可加工性,。建,筑石膏的应用很广，除用于室内抹面、粉刷外，更主要,的用途是制成各种石膏制品，广泛应用于各种装修装饰,工程。常见的石膏制品有,:,纸面石膏板、石膏装饰板、纤,维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌,块,等。石膏还可用来生产各种浮雕和装饰品，如浮雕饰,线、艺术灯圈、角花等。,任务 四无机胶凝材料,石膏制品,室内装饰,任务 四无机胶凝材料,三、水泥,1.,水泥的分类,水泥,按其用途及性能分为,通用水泥、特性水泥和专用水泥,。,水泥按其主要水硬性物质名称分为硅酸盐系水泥,(,波特兰,水泥,),、铝酸盐系水泥、硫铝酸盐系水泥、氟铝酸盐系水,泥、磷酸盐系水泥以及以火山灰质潜在水硬性活性材料为,主要组分的水泥。,2.,通用水泥,通用水泥,是指用于一般土木建筑工程的硅酸盐系列水泥。,根据国家标准规定，凡以硅酸盐水泥熟料为主要成分、活,性或非活性混合材料、适量石膏按一定比例混合磨细制成,的水硬性胶凝材料，称为,硅酸盐系水泥,。根据活性或非活,性混合材料的种类和比例不同，硅酸盐系水泥主要品种有,硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰,质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥,等。,任务 四无机胶凝材料,3.,特性水泥和专用水泥,(1),快硬硅酸盐水泥。,(2),快凝快硬硅酸盐水泥。,(3),白色硅酸盐水泥。,(4),高铝水泥。,(5),膨胀水泥。,(6),中热水泥和低热矿渣水泥。,(7),道路水泥。,任务 四无机胶凝材料,4.,水泥的储存、运输和保管,(1),分类储存。,(2),防潮防水。,(3),储存期不宜过长。,任务 五混凝土与砂浆,一、混凝土,混凝土,是当代最主要的土木工程材料之一。它是由胶结材,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。混凝土具有原料丰富、价格,低廉、生产工艺简单的特点，使用量越来越大,;,同时混凝,土还具有,抗压强度高、耐久性好、强度等级范围宽的,特,点，使其使用范围十分广泛。,1.,混凝土的种类与发展,混凝土,的种类很多。按胶凝材料不同分为,水泥混凝土、沥,青混凝土、石膏混凝土及聚合物混凝土,等,;,按表观密度不,同分为,重混凝土、普通混凝土、轻混凝土,。,任务 五混凝土与砂浆,2.,普通混凝土,(1),组成材料与结构。,普通混凝土是由,水泥、粗骨料,(,碎石,或卵石,),、细骨料,(,砂,),和水,拌和，经硬化而成的一种人造石,材。砂、石在混凝土中起,骨架作用,，并抑制水泥的收缩,;,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。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具,有良好丁作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚固的,整体。,任务 五混凝土与砂浆,(2),主要技术性质。,1),和易性,2),强度,3),混凝土的变形,4),混凝土耐久性,任务 五混凝土与砂浆,二、砂浆,砂浆,是由胶凝材料、细骨料和水等材料按适当比例配制,而成的。砂浆与混凝土的区别在于不含粗骨料，可认为,砂浆是混凝土的一种特例，也可称为,细骨料混凝土,。砂,浆常用的胶凝材料有水泥、石灰、石膏。按胶凝材料不,同砂浆分为,水泥砂浆、石灰砂浆和混合砂浆,。混合砂浆,有,水泥石灰砂浆、水泥豁土砂浆和石灰豁土砂浆,等。按,用途分为,砌筑砂浆、抹面砂浆、装饰砂浆、防水砂浆和,其他特种砂浆,等。,任务 五混凝土与砂浆,1.,砌筑砂浆,用于砖石砌体的砂浆称为,砌筑砂浆,，它起着传递荷载的,作用，是砌体的重要组成部分。,普通水泥、矿渣水泥、,火山灰质水泥,等常用品种的水泥都可以用来配制砌筑砂,浆。通常为改善砂浆的和易性和节约水泥还常在砂浆中,掺入适量的石灰或豁土膏浆而制成混合砂浆。,根据砂浆的抗压强度划分的若干等级，称为砂浆的
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