土木工程概论第二章土木工程材

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1、土木工程概论第二章土木工程材料建筑之家荣誉整理纵观我国历史，劳动人民在土木工程材料的生产和使用方面，曾经取得重大的成就。在金属冶炼、木材防腐和陶瓷工艺等方面，都曾居世界领先地位。我国历代许多有名的建筑物如万里长城、都江堰水利工程、明故宫和一些宏伟壮观的寺庙、楼阁、塔等都说明当时我国土木工程材料特别是天然石料、砖瓦、木材、油漆和粘结材料的生产和应用技术都达到了很高的水平。每当出现新的建筑材料时，土木工程就有飞跃式的发展。土木工程的三次飞跃发展是：砖瓦的出现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。概述土木工

2、程材料是土木工程中所有材料的总称，是土木工程的物质基础，其材料费约占总造价的50%。土木工程材料的选择是否合理十分关键，因为它决定了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。土木工程材料分类无机材料金属材料黑色金属（铁、钢）、有色金属（铝、铜及合金等）非金属材料天然石材（砂、石及各种岩石加工成的石材），烧土制品（砖、瓦、陶瓷），玻璃胶凝材料（石灰、石膏、水玻璃、水泥），混凝土、砂浆有机材料植物材料沥青材料高分子材料木材、竹材等石油沥青、煤沥青及其制

3、品塑料、涂料、胶粘剂复合材料钢筋混凝土、聚合物混凝土、玻璃钢、纸面或纤维石膏板2.1砖、瓦、砂、石、灰砖、瓦、砂、石、灰可统称为地方材料，由于其工程用量大，原料价格低，一般都在当地或附近采购。砖、瓦、砂、石、灰这些材料是最基本的建筑材料。无论是在古代，还是在现代的建筑领域中，砖、瓦、砂、石、灰处于不可替代的地位。就好比水是由氢元素和氧元素组成的，建筑都是由砖、瓦、砂、石、灰等基本的建筑材料组成的。砖是一种常用的砌筑材料。优点: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，粘土砖还

4、有防火、隔热、隔声、吸潮。所以至今仍然广泛地用于墙体、基础、柱等砌筑工程中。缺点：传统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。那么拿什么来取代它呢？你有什么好办法？§2.1.1砖砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分：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。砖的分类大面顶面条面粘土砖53240115页岩多孔砖煤矸石空心砖粉煤灰实心砖炉渣实心砖灰砂实心砖§2.1.2瓦瓦，一般指粘土瓦。以粘土（包括页岩、煤矸

5、石等粉料）为主要原料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而制成。中国瓦的生产比砖早。西周时期就形成了独立的制陶业，西汉时期工艺上又取得明显的进步，瓦的质量也有较大提高，因称“秦砖汉瓦”。粘土瓦的生产工艺与粘土砖相似，但对粘土的质量要求较高，如含杂质少，塑性高，泥料均化程度高等。中国目前生产的粘土瓦有小青瓦、脊瓦和平瓦。粘土瓦只能应用于较大坡度的屋面。由于材质脆、自重大、片小，施工效率低，且需要大量木材等缺点，在现代建筑屋面材料中的比例已逐渐下降。瓦是屋面材料。由于建筑工业的发展，对屋面材料也提出了新的

6、发展要求。按成分分:粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分:平瓦和波形瓦。砂是组成混凝土和砂浆的主要组成材料之一，是土木工程的大宗材料。砂一般分为天然砂和人工砂两类。天然砂：由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成的，粒径在5mm以下的岩石颗粒。人工砂：由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物多，一般不用。砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。§2.1.3砂骨料颗粒级配示意图由此可见，砂子的空隙率取决于砂料各级粒径的搭配程度。级配好的砂子，不仅可以

7、节省水泥，还提高了混凝土和砂浆的密实度及强度。砂的粗细用细度模数Ｍx表示。细度模数越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细砂。砂在自然状态下往往含有一定的水分，其含水状态有四种1．完全干燥状态[图（a）]在105℃±5℃下烘干，达恒重时的状态。2.风干状态[图（b）]也叫气干状态，指砂子含水率和周围湿度达动态平衡时的状态。3.饱和面干状态[图（c）]颗粒表面干燥，内部孔隙吸水达饱和时的状态。4.完成湿润状态[图（d）]颗粒内部吸水饱和且表面附有吸附水的状态。显然，

8、砂的含水状态直接影响混凝土或砂浆拌合用水及砂的用量。凡采自天然岩石，经过加工或未经加工的石材，统称为天然石材。天然石材是最古老的土木工程材料之一。由于天然石材具有很高的抗压强度，良好的耐磨性和耐久性，经加工后表面美观富于装饰性，资源分布广蕴藏量丰富，便于就地取材，生产成本低等优点，是古今土木工程中修建城垣、桥梁、房屋、道路及水利工程的主要材料。天然石材经加工后具有良好的装饰性，是现代土木工程的主要装饰材料之一。§2.1.4石一、毛石毛石也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规划的石块。根据平整