土木工程材料-緒論課件

1、建 筑 材 料Construction Materials（2）人類是從什么時候開始使用建筑材料的？（3）常說“秦磚漢瓦”，秦朝和漢朝才開始使用磚和瓦嗎？思考（1）什么是建筑材料？建筑材料房屋、橋梁、道路、水工等土建工程中所用材料的總稱水泥石灰砂石木材鋼材瀝青建筑材料人類文明舊石器時代舊石器時代居住在天然洞穴，不需要建筑材料建筑材料發(fā)展的時間軸 一萬年前 5000年前 公元元年 公元1000年 公元2000年新石器時代土木土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)新石器時代：土、木西安半坡氏族的圓形房子河姆渡干欄式房屋復原圖木基礎、柱、梁黏土和草墻土木工程材料-緒論(

2、ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)黏土砌筑膠凝材料土磚房新石器時代：土、木黏土秸稈或稻草曬干土磚土磚墻土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)黏土砂和草曬干土磚黏土砌筑膠凝材料埃及人土磚建筑物新石器時代：土、木土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)土優(yōu)點 取材方便可塑性好缺點 干縮開裂耐水性差新石器時代：土、木土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)木輕質(zhì)高強易于加工彈性和韌性好 內(nèi)部不均勻 濕脹干縮大耐火和耐腐蝕性差新石器時代：土、木優(yōu)點 缺點 土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-

3、緒論(ppt54頁)土木古代工程建設稱為大興土木土木工程新石器時代：土、木土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)建筑材料發(fā)展的時間軸 一萬年前 5000年前 公元元年 公元1000年 公元2000年新石器時代青銅時代土、木石石灰石膏土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)青銅時代：石材墻垣柱礎土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)左塞爾階梯金字塔公元前2700年世界上最早用石塊修建的陵墓實心的巨石體胡夫金字塔公元前2560年世界上最大的金字塔青銅時代：石材土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論

4、(ppt54頁)公元前438年建成46根高達10米的石柱支撐希臘巴特農(nóng)神廟梁跨度都很小青銅時代：石材空間架構重點關注石的抗壓強度高土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)青銅時代：石材集中荷載作用下梁的彎曲變形圖生活現(xiàn)象胸口碎大石抗彎抗剪強度較弱土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)新石器時代：土、木課 堂 討 論石的抗壓強度很高，而它的抗彎抗剪很弱，跨度如此之小，怎么用石材修建一些跨度比較大的建筑呢？土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)拱青銅時代：石材土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論

5、(ppt54頁)建于公元72年至82年間面積約2萬平方米10萬立方米石料可容納近九萬人古羅馬圓形大劇場青銅時代：石材拱結構：實例一土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)公元605年至616年橋體全部用石料建成凈跨37米 寬9米拱矢高度7.24米利用拱將石材的優(yōu)勢充分發(fā)揮趙州橋青銅時代：石材拱結構：實例二拱形石材的里程碑土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt54頁)優(yōu)點抗壓強度高耐久性好缺點自重大抗彎抗剪強度低加工運輸困難石青銅時代：石材這些大塊的石材，相互之間如何膠凝在一起呢？思考土木工程材料-緒論(ppt54頁)土木工程材料-緒論(ppt5

6、4頁)青銅時代：石灰和石膏古埃及：石膏硫酸鈣古希臘：石灰氧化鈣（生石灰）氫氧化鈣（熟石灰）古羅馬石灰+砂青銅時代：石灰和石膏石灰砂漿石灰石膏共同點煅燒溫度較低可塑性和保水性好青銅時代：石灰和石膏強度低耐水性差水化熱大凝結硬化慢體積收縮大凝結硬化快體積微膨脹青銅時代：石灰和石膏石灰石膏不同點建筑材料發(fā)展的時間軸 一萬年前 5000年前 公元元年 公元1000年 公元2000年新石器時代青銅時代土、木石、石膏、石灰鐵器時代磚瓦鐵器時代：磚和瓦重量不大，尺寸相同人工搬運，手工施工加快施工速度提升了施工質(zhì)量長城西周墓穴中的磚特點紅磚青磚鐵器時代：磚和瓦紅磚與青磚有什么區(qū)別呢？磚優(yōu)點取材方便煅燒溫度較低

7、抗壓強度較高運輸方便缺點孔隙率大抗彎抗剪強度低破壞土地資源鐵器時代：磚和瓦多孔磚空心磚鐵器時代：磚和瓦阿房宮前殿遺址西漢“都司空”瓦當鐵器時代：磚和瓦普通瓦琉璃瓦鐵器時代：磚和瓦瓦優(yōu)點防水隔熱性好強度較高耐腐蝕性好缺點脆性大易破損鐵器時代：磚和瓦建筑材料發(fā)展的時間軸 一萬年前 5000年前 公元元年 公元1000年 公元2000年新石器時代青銅時代土、木石、石膏、石灰鐵器時代工業(yè)時代磚、瓦鋼鐵混凝土工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1779年英國塞文河鐵橋拱形結構，跨度30米世界上第一座鐵橋英國塞文河鐵橋法蘭西劇院工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土鐵在建筑上的使用，于1786年首次運用在法蘭西劇院的鐵屋頂上巴黎植物園

8、的溫室（1833年）倫敦海德公園博覽會會館（1851年）工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土芝加哥保險公司大廈（1885年） 埃菲爾鐵塔（1889年）共10層，高55米塔高328米，重約7000噸18000多個鋼鐵部件和250萬個鉚釘工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土鋼優(yōu)點輕質(zhì)高強 剛度大材質(zhì)均勻塑性、韌性好缺點耐腐蝕性差耐火性差工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土110層，411米塔柱邊寬63.5米用鋼量78000噸外圍為密置的鋼柱墻面為鋁板和玻璃紐約的世貿(mào)中心工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土2001年9月11日8:46 AM 北樓 10:28 AM9:03 AM 南樓 10:05 AM工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1

9、750年 英國工程師斯米頓發(fā)現(xiàn)：水硬性石灰，必須采用含有黏土的石灰石來燒制愛迭斯頓燈塔燒制水硬性石灰1756年工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1750年 英國人帕克用泥灰?guī)r燒制出了一種水泥，外觀呈棕色，很像古羅馬時代的石灰和火山灰混合物，命名為羅馬水泥。 天然泥灰?guī)r作原料，不經(jīng)配料直接燒制而成的，故命名為天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特別用于與水接觸的工程。燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1750年 英國建筑工人阿斯譜丁取得了波特蘭水泥（Portland cement）的專利權。他用石灰石和黏土為原料

10、，按一定的比例配合后，在立窯內(nèi)煅燒成熟料，再經(jīng)磨細制成的水泥。燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1750年 法國園藝師莫尼埃經(jīng)常跟花盆打交道，一次不經(jīng)意間，發(fā)現(xiàn)了摔碎的花盆里面的土并沒有灑落，原來是植物的根系發(fā)達，他靈機一動，將想法付諸實施，取得了水泥花盆和混凝土花盆的專利權。燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年發(fā)明鋼網(wǎng)水泥花盆1867年工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土建成鋼筋混凝土橋1875年 1875年,莫尼埃建成了世界上第一座鋼筋混凝土橋,建于蘇格蘭連芬南德混凝土高架橋。工業(yè)時

11、代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1750年 燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年發(fā)明鋼網(wǎng)水泥花盆1867年建成英格爾斯大樓1903年美國辛辛那提市的英格爾斯大樓16層，高64米世界上第一幢鋼筋混凝土高層建筑工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土1900年1850年1800年1750年 燒制水硬性石灰1756年燒制羅馬水泥1796年發(fā)明波特蘭水泥1824年建成鋼筋混凝土橋1875年發(fā)明鋼網(wǎng)水泥花盆1867年混凝土優(yōu)點原材料豐富 成本低抗壓強度高可塑性好與鋼筋粘結良好缺點抗拉強度低自重大硬化慢工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土為什么鋼筋和混凝土兩者能夠融合在一起，協(xié)同工作非常好呢？工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土課堂討論鋼混凝土作為承受拉力的載體可以彌補混凝土抗拉強度低的弱點作為鋼筋的保護層降低鋼筋腐蝕性差和耐火性差給結構帶來的風險 鋼和混凝土的組合結構具有良好的抗震性能和耐腐蝕、耐火等性能工業(yè)時代：鋼鐵、混凝土華沙文化科學宮（1955年）42層，241米迪拜塔（2010）162層，828米工業(yè)時代：鋼鐵、混凝