土木工程概論P(yáng)PT課件--2土木工程材料.ppt

第二章 土木工程材料,本章內(nèi)容,2.1 早期土木工程材料 2.2 近代土木工程材料 2.3 現(xiàn)代土木工程材料,土木工程材料,任何土木工程建（構(gòu)）筑物（包括道路、橋梁、港口、碼頭、礦井、隧道等）都是用材料按一定的要求打造成的，土木工程中所使用的各種材料都統(tǒng)稱為土木工程材料。 長(zhǎng)期以來人類一直在從事著土木工程材料的各類研究工作，并不斷開發(fā)新的材料。幾乎世界上的各種材料都可用作土木工程材料。,2.1.1 磚 磚的分類,按生產(chǎn)工藝分為：燒結(jié)磚和非燒結(jié)磚 按原材料分為：粘土磚、頁巖磚、煤矸石磚、粉煤磚、爐渣轉(zhuǎn)和灰砂磚 按有無空洞分為：空心磚，多孔磚和實(shí)心磚,磚的分類：,標(biāo)準(zhǔn)磚,多孔磚 多用于裝混結(jié) 構(gòu)的承重結(jié)構(gòu),砌塊,瓦是屋面材料。,2.1.2 瓦,瓦的分類,按成分分為：粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦等 按形狀分為：平瓦和波形瓦,2.1.3 石,凡采自天然巖石，經(jīng)過加工或未經(jīng)加工的石材，統(tǒng)稱為天然石材。,石的種類： 1、毛石 2、料石 3、飾面石材 4、色石渣,石子,石子分為碎石和卵石 由天然巖石或卵石經(jīng)破碎、篩分而得到的粒徑大于5mm的巖石顆粒，稱為碎石或碎卵石 由巖石經(jīng)過自然條件作用而形成的粒徑大于5mm的顆粒，稱為卵石,2.1.4 砂,砂一般分為：天然砂和人工砂。 由自然條件作用（主要是巖石風(fēng)化）而形成，粒徑在5 mm以下的巖石顆粒，稱為天然砂。 人工砂是由巖石軋碎而成，由于成本高、片狀及粉狀物多，一般不用。,砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂?；旌显谝黄鸬钠骄旨?xì)程度。通常有粗砂、中砂、細(xì)砂之分。,黃砂,天然砂,河砂：較為潔凈，故應(yīng)用較廣,海砂：含鹽分較多，對(duì)混凝土和砂漿有一定影響,山砂：表面粗糙，顆粒多棱角，含泥量 較高，有機(jī)雜質(zhì)含量較多,砂的粗細(xì)程度,砂的粗細(xì)程度是指不同粒徑的砂礫混合在一起的平均粗細(xì)程度。 通常有粗砂、中砂、細(xì)砂之分。,2.1.5 灰,灰是指石灰和石膏。,膠凝材料的含義： 凡能在物理、化學(xué)作用下，從漿體變成堅(jiān)固的石狀體，并能膠結(jié)其他物料而 具有一定機(jī)械強(qiáng)度的物質(zhì)，統(tǒng)稱膠凝材料,氣硬性：石膏、石灰,水硬性：水泥,無機(jī)膠凝材料,膠凝材料,有機(jī)膠凝材料：瀝青，樹脂，橡膠等,2.1.6 木材,影響木材強(qiáng)度的主要因素為含水率（一般含水率高，強(qiáng)度降低），溫度（溫度高，強(qiáng)度降低），荷載作用時(shí)間（持續(xù)荷載時(shí)間長(zhǎng)，強(qiáng)度下降）及木材的缺陷（木節(jié)、腐朽、裂紋、翹曲、病蟲害等）。,木材的主要性質(zhì)： 木材的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，如含水率、熱脹干縮、密度、強(qiáng)度(抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等四種強(qiáng)度)，其中抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度又有順紋和橫紋之分。順紋和橫紋強(qiáng)度有很大的差別。,2.2 近代土木工程材料,土木工程的基礎(chǔ)材料,鋼材,木材,水泥,2.2 近代土木工程材料,2.2.1 鋼材 一、鋼材的分類 建筑鋼材的產(chǎn)品種類一般分為型材、板材、管材和金屬制品四類。,2.2.1 鋼材,1.型材是鐵或鋼以及具有一定強(qiáng)度和韌性的材料（如塑料、鋁、玻璃纖維等）通過軋制，擠出，鑄造等工藝制成的具有一定幾何形狀的物體。 主要有角鋼、工字鋼、槽鋼、方鋼、吊車軌道、金屬門窗、鋼板樁型鋼等。,槽鋼,鋼管,角鋼,工字鋼,H型鋼,2.2.1 鋼材,2、板材 主要指鋼結(jié)構(gòu)用鋼，建筑結(jié)構(gòu)中主要采用中厚板與薄板。 3、管材 主要用于桁架、塔桅等鋼結(jié)構(gòu)中。 4、金屬制品 土木工程中主要使用的產(chǎn)品有鋼絲、鋼絲繩以及預(yù)應(yīng)力鋼絲及鋼絞線。,鋼筋,2.2.1 鋼材,2.2.2 水泥,1、水泥的定義 水泥是粉狀的水硬性膠凝材料，即加水拌合成塑性漿體，能在空氣中和水中凝結(jié)硬化，可將其它材料膠結(jié)成整，并形成堅(jiān)硬石材的材料 。,袋裝水泥,2、水泥的定義和分類 (1)水泥按其用途及性能分為三類： 通用水泥, 專用水泥, 特性水泥。 (2)水泥按其主要水硬性物質(zhì)名稱分為： 硅酸鹽水泥，鋁酸鹽水泥，硫鋁酸鹽水泥，氟鋁酸鹽水泥，磷酸鹽水泥，以火山灰性或潛在水硬性材料以及其他活性材料為主要組分的水泥。,2.2.2 水泥,硅酸鹽水泥,凡由硅酸鹽水泥熟料、0%5% 石灰石或粒化高爐礦渣、適量石 膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料， 稱為硅酸鹽水泥,水泥成型過程,1、初凝 硅酸鹽水泥為干粉物，加適量的水并拌合后便形成可塑性的水泥漿體，水泥漿體在常溫下會(huì)逐漸變稠直到開始失去塑性。 2、凝結(jié) 隨著塑性的消失，水泥漿開始產(chǎn)生強(qiáng)度 3、硬化 水泥漿終凝后，其強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間的延長(zhǎng)不斷增長(zhǎng)，并形成堅(jiān)硬的水泥石,其他品種水泥,1、快硬硅酸鹽水泥 2、快凝快硬硅酸鹽水泥 3、白色硅酸鹽水泥 4、高鋁水泥 5、膨脹水泥,2.2.3 混凝土,一、混凝土 簡(jiǎn)寫砼，是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一?；炷潦怯赡z結(jié)材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護(hù)而成的人造石材。,二、發(fā)展歷史 1824年Aspdin發(fā)明了波特蘭水泥（硅酸鹽水泥），以水泥作為膠凝材料的混凝土開始問世 1850年鋼筋混凝土問世 1928年預(yù)應(yīng)力混凝土問世,混凝土運(yùn)輸車,砼的分類,按膠凝材料分為：水泥混凝土、瀝青混凝土、石膏混凝提、聚合物混凝土 按表觀密度分為：重混凝土（2600 ）、普通混凝土（=19002600 ）、輕混凝土（ 1965 ） 按功能分為：結(jié)構(gòu)混凝土、道路混凝土、水工混凝土、耐熱混凝土及防輻射混凝土 按施工工藝分為：噴射混凝土、泵送混凝土、振動(dòng)灌漿混凝土,2.2.3 混凝土,1、普通混凝土 (1)普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細(xì)骨料（砂）和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。 (2)砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮； 水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤(rùn)滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)強(qiáng)的整體。,三、混凝土的種類,2.2.3 混凝土,2.2.3 混凝土,2、特種混凝土 (1) 輕集料混凝土（輕質(zhì)砼、輕骨料砼）、 (2) 纖維增強(qiáng)混凝土（簡(jiǎn)稱FRC） (3) 聚合物混凝土 (4) 道路混凝土（碾壓砼） (5) 自密實(shí)混凝土,2.2.3 混凝土,3、鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土 鋼筋混凝土是指配置鋼筋的混凝土。 預(yù)應(yīng)力混凝土一般指預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土。,2.3 現(xiàn)代土木工程材料,2.3.1 瀝青、瀝青制品與其他防水材料 地瀝青（包括天然地瀝青和石油地瀝青） 焦油瀝青（包括煤瀝青、木瀝青、頁巖瀝青等）,瀝青復(fù)合胎柔性防水卷材,2.3 現(xiàn)代土木工