第2章土木工程材料

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1、第二章 土木工程材料工程材料（发展）工程材料（发展）土木工程（发展）土木工程（发展） 对能源和环境是否带来对能源和环境是否带来负面影响？负面影响？承载安全、尺寸规模、功能承载安全、尺寸规模、功能和使用寿命；安全性、舒适和使用寿命；安全性、舒适性、方便性和美观性的要求性、方便性和美观性的要求20世纪后半期内 容传统土木工程材料近代土木工程材料现代土木工程材料山东省聊城市-熬头矶山东省聊城市古砖长沙明朝大型砖石古墓砖长 城故宫 生产工艺：烧结砖、非烧结砖 原材料：粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖 空心砖、多孔砖和实心砖瓦 成分：粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦

2、、玻璃钢瓦、沥青瓦 形状：平瓦、波纹瓦 尺寸偏差，外观质量和物理力学性能：优等品、一等品和合格品瓦脊瓦、阴沟瓦小波型瓦、大波型瓦宁波普陀岛-黄墙青瓦水泥瓦屋面石棉瓦玻璃钢瓦玻璃钢瓦屋面沥青瓦 抗压强度高、良好的耐磨性和耐久性，资源丰富，便于就地取材，生产成本低，经加工后具有良好的装饰性。欧洲最大的皇宫凡尔赛宫（16611689年建，占地100多万m2，建筑面积11万m2）凡尔赛宫的花园石拱顶横锁石拱顶横锁石细部细部拱顶细部拱顶细部拱圈拱圈石的种类毛石料石古墓 建筑用料石砌筑的门拱饰面石材花岗石板材大理石板材饰面石材色石渣人造大理石、水磨石、水刷石、干粘石、斩假石人造大理石、水磨石、水刷石、干粘

3、石、斩假石石子卵石碎石砂混凝土和砂浆的主要组成材料之一混凝土和砂浆的主要组成材料之一灰胶凝材料水硬性无机胶凝材料有机胶凝材料气硬性水泥石膏、石灰石膏、石灰沥青、树脂木框架围合纸面石膏板墙石膏特点：石膏特点： 良好的可塑性、凝结快；很良好的可塑性、凝结快；很好的防火性能、隔热性能和隔音好的防火性能、隔热性能和隔音性能；良好的装饰性和可加工性。性能；良好的装饰性和可加工性。石膏用途：石膏用途： 室内抹面、粉刷，各种石膏室内抹面、粉刷，各种石膏制品纸面石膏板、石膏装饰板制品纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏空心条板、纤维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌块。石膏空心砌块和石膏夹心砌

4、块。 石灰：石灰： 良好的可塑性，价格低廉。良好的可塑性，价格低廉。木材顺纹顺纹横纹切向横纹切向横纹径向横纹径向髓线髓心木质部年轮树皮优点：优点： 轻质高强；易加工；高强度轻质高强；易加工；高强度弹性和韧性；能承受冲击和振东弹性和韧性；能承受冲击和振东作用；导电和导热性能低；木纹作用；导电和导热性能低；木纹美丽；装饰性好等。美丽；装饰性好等。缺点：缺点： 构造不均匀，各向异性；易构造不均匀，各向异性；易吸湿、吸水，产生较大的湿胀，吸湿、吸水，产生较大的湿胀，干缩变形；易燃、易腐等。可改干缩变形；易燃、易腐等。可改善。善。影响强度因素：影响强度因素：含水率、温度、荷载作用时间和木材缺陷。含水率、

5、温度、荷载作用时间和木材缺陷。 墙内竖有木柱茅草下密排树枝起龙骨作用d56m 自自8000年前年前的斐李岗文化至的斐李岗文化至6000年前的仰韶年前的仰韶(shao)文化期间的木文化期间的木结构。结构。 我国历史上木结构的辉煌成就我国历史上木结构的辉煌成就 山西应县木塔建于公元山西应县木塔建于公元1056年，塔高年，塔高67.3m，八角形，底层，八角形，底层直径直径30.27m。该塔共。该塔共9层，是我国保层，是我国保存至今的唯一木塔，也是存至今的唯一木塔，也是现存的最高现存的最高的木结构之一的木结构之一。它虽经多次大地震仍。它虽经多次大地震仍完整无损。完整无损。 北京故宫太和殿建于明永乐北京

6、故宫太和殿建于明永乐18年，（年，（1420年）是故宫最壮观的建筑，年）是故宫最壮观的建筑，也是我国现存也是我国现存最大的木构殿堂最大的木构殿堂。木梁、。木梁、木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成木柱做成承重骨架，用木制斗拱做成大挑檐大挑檐。 悬空寺，全国重点文物保护单位，是佛、道教合一的独特寺庙。位于山西悬空寺，全国重点文物保护单位，是佛、道教合一的独特寺庙。位于山西省浑源县城南省浑源县城南5km金龙峡半崖峭壁间。始建于北魏后期，至今已有金龙峡半崖峭壁间。始建于北魏后期，至今已有1400多多年历史。年历史。第二章 土木工程材料传统土木工程材料近代土木工程材料现代土木工程材料 优点： 强度高（抗拉

7、、抗压、抗弯、抗切强度）、构件截面小；承受较大的冲击和振动荷载；良好的加工性能（锻造、锻压、焊接、和切割）；外表华美。钢材19世纪初桥梁和房屋20世纪30年代预应力钢筋混凝土结构飞越性发展19世纪中叶大跨承重奠定基础钢筋分类型材：型钢、钢轨、钢板、钢管等线材：钢筋或钢丝（碳素钢丝、刻痕钢丝、 钢胶线）我国是最早用铁建造结构的国家之一如： 967年建于南汉朝的广州光孝塔东铁塔； 1061年建于宋朝的玉泉寺踏，高17.9m，共13层。现位于湖北当阳县； 1105年建于宋朝的铁塔寺，高13m，共9层。上述列举的古建筑说明了我国古代的冶金和营造技术达到了高度水平。广州六榕塔初建于南朝，内曾供奉贤劫千佛

8、像，故又名千佛塔。从宋至清经过约11余次修建，但仍保持宋代风格。塔顶有元代所铸千铜柱，上有1000多尊浮雕小佛，及云彩缭绕的天宫宝塔图。 19世纪80年代结构型钢的出现加快了钢结构在建筑工程中的发展。成功的范例有： 1883年，美国在芝加哥建造的11层保险公司大楼，大楼的主要承重结构体系最先采用铁框架（部分钢梁）做成。 1895年用钢框架建成了61m高14层的信托大楼（Reliance Building)1891年建成的莫纳德洛克（年建成的莫纳德洛克（Monadnock Building)大楼室内铸铁楼梯大楼室内铸铁楼梯中国银行大厦，高度369米，香港，第七高帝国大厦，高度381米，纽约，第五

9、高西尔斯大厦高度443米，美国，第三高水泥 优点： 原料易得、成本较低、良好的工程使用性能以及与环境有较好的相容性。三大基础材料之一。 分类（不同分法）： 用途及性能：通用、专用、特性水泥 水硬性物质名称：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、氟铝酸酸盐水泥等 其它品种水泥 快硬硅酸盐水泥：适用于紧急抢修、低温施工工程和高标号混凝土预制件，不适合大体积混凝土工程。 快凝快硬硅酸盐水泥：用于军事、机场跑道、桥梁、隧道和涵洞等工程。 白色硅酸盐水泥：用于内外装修 高铝水泥：快硬、高强、耐热及耐腐蚀，用于工程紧急的工程。 膨胀水泥：各种管道混凝土水 1824年Aspdin发明硅酸盐水泥，1850年和