土木工程材料的概念.ppt

CAI CIVIL ENGINEERING MATERIALS 绪 论 土木工程材料的概念 土木工程材料的分类 土木工程材料的发展史及发展趋势 有关标准 课程属性、体系与内容 考核方式 一、土木工程材料的概念 土木工程材料指土木工程中使用的各种材料及制品，是一切土木工程的物质基础。 建筑物造价中50%-60%是材料费用，一般每1m2面积的房屋要用1-2吨工程材料。 质量良好的建筑物：安全、实用、美观、耐久与经济——《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001 。 一、土木工程材料的概念 一、土木工程材料的概念 从宏观意义上分析－材料与社会的关系 材料标志着社会物质文明的程度 一、土木工程材料的概念 从专业角度分析－材料与工程的关系 材料与结构、施工及工程的关系 材料＋结构（设计）＋施工＝工程质量 材料与结构、施工密切相关，相互依存、相互促进 材料在很大程度上决定了土木工程的质量 二、土木工程材料的分类－化学成分 二、土木工程材料的分类－使用功能 二、土木工程材料的分类－部位 三、发展史及发展趋势 社会基础设施 房屋、仓库、交通设施、娱乐设施、商业设施、输油设施、管线设施 人类利用材料的两种方式： 以物资为基础——就地取材 如木材、竹材、石材、草、土等。 需求导向——研发 三、发展史及发展趋势 18th-19th以前 石器等天然材料→青铜器、铁器→砖、瓦、陶器、石灰 19th 水泥混凝土→钢筋混凝土 20th 预应力混凝土→复合材料→新型复合材料 1.古代天然材料的利用与住居环境 原始人群时期的“巢居”与“穴居” 天然材料的利用和简单加工 中国建筑及建筑材料的发展 中国建筑起源　　　　穴居－寻找遮雨避寒的住所?　　　　巢处－架构远离暑潮的乐园 建筑材料：木材、竹材、粘土、石等天然材料 天然材料的利用和简单加工 真正意义建筑的诞生 母系氏族社会晚期的新石器时代 北方：地穴——半地穴——地面（仰韶文化遗址） 南方：巢居——干阑建筑（长江中下游河姆渡遗址） 建筑材料：木材、竹材、粘土、石以及石灰、白灰 山西陶寺村龙山文化遗址中的白灰墙，刻画的图案 原始社会半地穴式的住房 古代埃及的石建筑 最早的胶凝材料 －天然石灰 —粘土 胶凝材料在建筑中的意义： 采用胶凝材料粘结块体材料，使砌筑结构物更具有整体性，人类有可能建造规模更大的建筑物或结构物。 版筑技术 公元前16世纪－公元前11世纪的青铜器时代（商代）： 木结构建筑和版筑技术得到发展 一种筑墙方法 俗名“干打垒” 版筑 古人筑墙很早就运用版筑技术。《孟子·告子下》：“传说举于版筑之间。” 所谓版筑是说筑土墙用两块木板相夹，两版中间的宽度等于墙的厚度，板外用木柱衬住，装满泥土，用杵捣紧，筑毕拆除木柱木板，就成了一座墙了。 版筑技术在古代建筑中占有很重要的地位。而且直到现在有的地方还用这种筑墙技术。 2.烧土制品与住居环境的改善 1??????? 土坯 2??????? 粘土砖 3??????? 粘土瓦 4??????? 烧制石灰 5??????? 玻璃 烧土制品 以天然粘土类物质为原料，经高温烤烧制造而成的无机非金属材料叫做烧土制品。 是人类最早加工制作的人工建筑材料，可以说是与人类的文化、历史同步发展的一种建筑材料。 土坯（Adobe) 所谓“土坯”，也可以说是用泥和草制成的“土砖”。其制造过程叫做“打坯”或“脱坯”。 粘土砖的前身 公元前8000年左右最早在中东到埃及一带使用 至今仍然在不发达或干旱地区使用。 土坯 粘土砖 公元前5000年左右出现；最早为苏美尔人用于建筑宫殿； 我国从西周（大约公元前1060年－711年）开始出现； “秦砖汉瓦” 带来的问题？！！ 粘土砖 红砖 青砖 粘土瓦 公元前3000年左右，美索不达米亚最早出现了屋顶瓦； 我国在西周时代开始出现，到战国时代（公元前475年－公元前221年）广泛使用。 丽江古城夜-瓦顶 古典砖瓦 烧制石灰 最早的人工胶凝材料；主要成分CaO 石灰窑（Lime kiln ） CaCO3 CaO+CO2↑ 　　（块状生石灰） 3000多年前，西周时期的陕西凤雏遗址中，发现三合土。 石灰的熟化、硬化与胶凝性能 CaO+H2O Ca(OH)2+64.9KJ (熟石灰、消石灰) 1）???? 结晶过程： 石灰浆：Ca(OH)2 + H2O 析晶