绪论 - 合肥铁路工程学校

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1、绪论【学习目标】本章主要介绍工程材料的定义、分类以及工程材料的发展历程。通过本章的学习，掌握工程材料的定义、分类，了解工程材料在建筑工程中的地位、作用和工程材料的发展现状，明确本课程的任务和基本要求。一.工程材料的定义及其分类工程材料是指用于土木建筑结构物的所有材料和材料制品的总称，包括砖、石材、石灰、石膏、水泥、砂浆、混凝土、钢材、木材、沥青、玻璃、涂料、塑料等。工程材料是建筑物与构筑物的物质基础，也是人类生活和生产的物质基础。人类社会的发展伴随着材料的发明和发展，经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代等，而今人类已

2、跨入了人工合成材料的新时代。工程材料的种类繁多，常用的分类方法是按材料的化学成分、用途、功能、来源的不同进行分类。按化学成分及组织结构不同，可以分为无机材料、有机材料、复合材料，如表0-1所示。无机材料是由小分子化合物构成，分子量较小，又可以分为金属材料和非金属材料。有机材料是由高分子化合物构成，主要化学成分为碳与氢，分子量较大。复合材料，是指由两种或两种以上不同性质的材料经过适当组合为一体的材料。复合材料可以克服单一材料的不足之处，发挥其综合特性。通过适当的复合手段，可以根据工程所处环境、工程使用要求重新设计和生产

3、材料，可以说，复合化已经成为当今材料科学发展的趋势之一。工程材料按化学成分分类表表0-1无机材料金属材料黑色金属：钢、铁有色金属：铝及铝合金、铜及铜合金、金、银等非金属材料天然石材：大理石、花岗岩、石灰岩、页岩等烧土制品：砖、瓦、陶器、瓷器等无机胶凝材料及其制品：石灰、石膏、水玻璃、水泥、混凝土、砂浆、硅酸盐制品等玻璃及其制品：钠玻璃、钾玻璃、钢化玻璃、中空玻璃等有机材料植物材料木材、竹材、植物纤维及其制品合成高分子材料塑料、涂料、合成纤维、胶粘剂、合成橡胶等沥青材料石油沥青及其制品复合材料金属材料与非金属材料钢筋混

4、凝土、钢丝网水泥、钢纤维混凝土等有机材料与无机非金属材料聚合物混凝土、沥青混凝土、玻璃钢等其他复合材料水泥石棉制品、人造大理石、人造花岗岩等按材料在建筑物中的功能不同，可以分为承重材料（如钢材、砖、石材、混凝土、木材等）、防水材料（如石油制品、高分子防水涂料等）、保温隔热材料（如石棉制品、植物纤维制品、膨胀珍珠岩制品等）、吸音材料（如石膏制品、木丝板、泡沫塑料、植物纤维制品等）、装饰材料（如铝合金、铜合金、金、银、石材、木材、竹材、玻璃制品）等。按材料的用途不同，可以分为结构材料、围护材料、功能材料等。282结构材料

5、是指构成建筑物受力构件和结构所用的材料，如梁、板、柱、基础等构件或结构使用的材料。结构材料应具有足够的强度和耐久性。常用的结构材料有钢材、砖、石材、混凝土、木材等。围护材料是指用于建筑物围护结构的材料，如墙体、屋面等部位使用的材料。围护材料不仅要求具有一定的强度和耐久性，还要求具有良好的保温隔热、隔音性能。常用的围护材料有砖、砌块、大型墙板、瓦等。功能材料是指能够满足各种功能要求所使用的材料，如防水材料、装饰材料、保温隔热材料、吸声隔音材料等。按材料的来源不同，可以分为天然材料和人造材料。二.工程材料在建筑工程中的地

6、位和作用工程材料是建筑物与构筑物的物质基础，任何一座建筑物与构筑物，都是在合理地组合各种材料及其制品，构成所需的建筑实体。可以说，如果没有工程材料作为物质基础，就不可能有形态各异、功能不同的建筑产品。工程材料的种类繁多，性能各异，然而工程材料的品种、性能和质量，在很大程度上决定着建筑物的坚固、耐久、经济和美观。在建筑工程实践中，从材料的选择、储运、检测到使用，任何环节的失误，必然会降低建筑工程质量，影响工程的使用效果和耐久性能，甚至会造成严重的工程事故。例如在修建兰新铁路时，因施工单位使用了体积安定性不合格的水泥，致

7、使该铁路某段多处涵洞在尚未交付使用时开裂、报废，给国家经济建设造成较大的经济损失。在我国的建筑工程中工程材料所占的投资比例可达50％～70％，因此在保证材料质量的前提下，降低材料费用，对降低工程造价，提高企业经济效益，将起到很大的积极作用。经过大量实践可以证明，正确选材、合理利用、科学管理、减少浪费，是降低材料费用的有效途径。工程材料的发展与建筑工程技术的进步有着相互依存、相互制约和相互推动的关系。新型高效能材料的诞生和应用，必将推动建筑结构设计方法的改进和施工工艺的革新；而全新的设计理念和施工技术对工程材料的品种、

8、质量和功能，又提出了更高和更多样化的要求。如水泥、钢材的大量应用，取代了传统的砖、石、木材，使结构物的高度、跨度不断增加；而现代高层建筑和大跨度结构，又要求工程材料应具有轻质高强的特点。总之，材料的性质对建筑物的使用性能、坚固性和耐久性起着决定性的作用；材料的使用与工程造价有着密切的关系；新材料的发展又可以促进结构形式的变化、结构设计方法的改进