土木工程概论 第2章 土木工程材料1.pdfVIP

土木工程概论 第二章 土木工程材料 本章内容 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 高楼、厂房、道路、桥梁、港口、码头、矿井、 隧道等土木工程都是用材料按一定的要求建造成的，土 木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。 它们将直接影响建筑物或构筑物的性能、功能、 寿命和经济成本，从而影响人类生活空间的安全性、方 便性、舒适性。 土木工程材料 从古至今，土木工程的发展与材料的数量、质量之 间存在着相互依赖和相互矛盾的关系。土木工程材料的 生产和使用，就是在不断解决这个矛盾的过程中逐渐向 前发展的。因此，了解材料在土木工程中的作用主要应 从三个方面去认识：材料对保证工程质量的作用；材料 对工程造价的影响；材料对工程技术进步的促进作用。 土木工程材料 长期以来人类一直在从事着土木工程材料的各类 研究工作，并不断开发新的材料。但这些研究开发工作 ，多数是为了满足建筑物的承载安全、尺寸规模、功能 和使用寿命等方面的要求，以及人们对所构筑的生存环 境的安全性、舒适性、方便性和美观性等更高的追求， 而较少考虑到材料的生产和使用会给生态环境、能耗等 方面造成的影响。 土木工程材料 20世纪后半期，人居环境与可持续发展成为世界 关注的焦点。土木工程材料在人类与自然界进行的物质 交换活动中用量最大，对地球资源、能源的消耗和自然 环境、生态平衡等具有重要的影响。因此，在从事土木 工程材料的研究及开发过程中，不仅需要考虑材料的性 能能否满足人类的需求，还要考虑材料的生产和使用对 能源和环境是否带来过大的负面影响。 土木工程材料 土木工程中使用的各种材料与制品，总称为建筑 材料或土木工程材料。 正确选择和合理使用材料对工程的安全、实用、 美观、耐久及造价有重要意义。 土木工程对材料的要求： 具有一定的强度——安全的承受载荷 与环境适应的耐久性——提高使用寿命、减少维 修和维护费用 经济性——减少投资 轻质、美观、节能、特殊功能 土木工程材料 土木工程材料分类： 来源：天然材料、人工材料 使用部位：屋面、墙体、地面材料 用途：结构材料、装饰、防水、绝热等 通常最基本的分类方法是根据组成物质的化学成分, 将土木工程材料分为无机材料、有机材料和复合材料三 大类。各大类又可细分为许多小类,具体分类如下表所 示。 土木工程材料 2.1 传统土木工程材料 早期使用的土木工程材料主要有砖、瓦、石、灰、 木材等。它们至今仍在土木工程材料中占有重要 的地位。 2.1 传统土木工程材料 2.1.1 砖 砖的分类： 标准砖 多孔砖 砌块 2.1.1 砖 砖是一种常用的砌筑材料。 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，所以至今仍然广泛地用于 墙体、基础、柱等砌筑工程中。 用粘土砖建造的建筑物可较长时间使用，有的可 长达几百年甚至上千年。我国古代的宫殿建筑、北方地 区传统的四合院，万里长城都是用青砖建造的，至今仍 保存完好。 而且粘土砖不像石材那样坚硬，作为房屋建筑的 墙体材料看上去感觉比较柔和，更容易使人接近。 2.1.1 砖 1911年建造的清华学堂，将近一百年来一直作为 教学楼使用，至今仍保持着古朴、典雅的风格。 清华学堂式样别致，青砖红瓦，是德国古典主义风格。由 美国建筑师墨菲设计。 2.1.1 砖 但是由于生产粘土砖毁田取土量大、能耗高、砖 自重大，施工生产中劳动强度高、工效低，因此有逐步 改革并用新型材料取代的必要。比如推广利用工业废料 制砖，这不仅可以减少环境污染，保护大片良田，而且 可以节约大量燃料煤。 砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖； 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； 按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。 2