建筑工程材料与施工机械

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1、土木工程概论第3章土木工程中的材料建筑材料是土建工程的物质基础，是建筑工程建筑物的所有材料的总称，其中建筑材料费约占建筑物造价的50%。建筑材料的选择是否合理十分关键，因为它决定了建筑物的结构形式和施工方法，也决定了建筑物的造价，本章将简单介绍国内使用的主要建筑材料种类、用途、主要性能。建筑材料的基本性质物理性质：密度、含水率、孔隙率、导热性力学性质：强度、变形、弹性、塑性、韧性耐久性质：抵抗外界环境变化和条件的能力强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力，有抗拉、抗压、抗弯等强度。弹性和塑性：材料在外力作用下产生的变形

2、，一旦外力取消，材料能完全恢复原来形状的性质称为弹性。如果取消外力后，材料继续保持变形后的形状尺寸称为塑性。脆性和韧性：材料在外力作用下，并无明显的塑性变形就发生突然破坏的性质称为脆性。在冲击荷载、振动荷载作用下，材料能承受很大的变形而不破坏的性能称为韧性。与工程有关的力学性质建筑材料黑色金属：钢、铁。有色金属：铜、铝及其合金。金属材料天然石材：花岗岩、大理石、砂岩等。烧土制品：砖、瓦、陶瓷、铸石等。玻璃制品：各种玻璃。复合材料：玻璃纤维塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土等。无机材料非金属材料人造石材：混凝土、砂浆制品。

3、有机材料：木材、沥青、树脂、塑料、橡胶等。胶结材料气硬性胶结材料：石膏、石灰、水玻璃等。水硬性胶结材料：水泥。主要工程材料的简介钢材混凝土木材砌体1.碳素钢根据含碳量的大小分为低碳钢、中碳钢、和高碳钢。随着含碳量的提高，钢的强度提高，但其可焊性和塑性降低。2.合金钢在碳素钢的基础上，添加具有改善钢材性能的合金元素，称为合金钢。合金元素一般是硅、锰、镍、钛等。合金元素总含量小于5%的合金钢称为低合金钢。低合金钢比碳素钢的强度高，塑性韧性良好，而生产工艺和成本却与普通碳素钢相近。所以在桥梁、电视塔、高层建筑中得到广泛的应

4、用。钢材钢按其化学成分分为两大类，即碳素钢和合金钢，其主要成分为铁和碳，当碳含量小于2.06%称钢。大于2.06%称为生铁或铸铁。建筑钢材的品种1.钢板2.型钢型钢分为热轧型钢、焊接型钢和冷轧或冷弯成型的薄壁型钢。常用热轧型钢有角钢、工字钢和槽钢等。3.钢管钢管分为无缝钢管和焊接钢管，无缝钢管主要用于工业建筑设备的压力管道。4.钢筋按生产加工工艺和力学性能分为热轧钢筋、冷拉钢筋、热处理钢筋和钢丝四大类。主要用于钢筋混凝土和预应力混凝土结构构件。钢板为热轧成型，根据不同用途又分为厚板、中板和薄板。建筑上多用中板与各种型

5、钢组成钢结构。图a有明显流幅钢材的应力-应变图图b没有明显流幅钢材的应力-应变图钢材的强度和变形为改善钢材性能，还可采用热处理的方法，使钢材达到需要的使用性能。热处理的方法有退火、正火、回火、和淬火。通过热处理以改变钢材金相组织，获得所需要的性能要求。退火：将钢材加热到一定温度后，在退火炉中保温缓慢冷却。达到消除钢筋内应力、改善钢的显微结构、提高塑性和韧性性能等。正火：与退火不同的是加热后在空气中冷却，与退火相比，钢材的强度、硬度提高，塑性减小。淬火：将钢材加热到一定温度，在水中或油中淬冷，即迅速投入其中急速冷却。淬

6、火可使钢材硬度大大提高，塑性、韧性明显降低。回火：将淬火后的钢材重新加热，加热温度愈高，回火后的硬度降低就愈多，塑性、韧性恢复愈好。钢材在潮湿的土壤、湿度大的空气中、工业废气中或与酸、碱、盐接触，其表面要被腐蚀，即表面被氧化或与周围介质产生其它化学反应，使钢材表面变质，截面缩小，承载能力降低或完全丧失承载能，在高温下锈蚀速度更快。防止钢材锈蚀的最常见的方法是表面处理法。表面刷漆，刷一道底漆、一道面漆；对于薄壁钢材采用热浸镀锌，或镀锌后涂塑料涂层；也可在钢材表面均匀喷涂粘性液态防腐油，以形成一层透明保护薄膜；或是采用其

7、他金属层覆盖钢材表面，如用电镀和喷镀法覆盖其他金属等，都是有效的防腐方法。制成合金钢是最有效的防锈方法，但成本高。在钢中加入能提高抗腐蚀能力的元素，如低碳钢或低合金钢中加入铜；铁合金中加入镍、铬制成不锈钢。钢材的防锈处理强度高材质均匀塑性好加工安装性能好钢材的优缺点耐火性差易锈蚀维护保养费用高木材木材是一种历史悠久的建筑材料。在我国，木材、钢材与水泥构成三大建筑材料。在工程建筑中，木材用途极广。屋架、梁、门窗、地板、桥梁、混凝土模板及室内装饰等，都可以使用木材。木材是轻质高强材料，弹性、韧性好，清晰、美观，易加工。但

8、我国森林资源缺乏，木材价格昂贵，一般的结构都不选用木材。树木分为针叶树和阔叶树，针叶树有红松、白松、和杉木等树种。其材质多松软、纹理直、容重小、强度高、易加工，针叶树是主要建筑用材。阔叶树常用树种有水曲柳、桦木等。材质较硬、容重高、胀缩大、易变形、易开裂。其加工困难，但纹理美观，常用于制成胶合板，用于室内装饰和制作家具。木材的种类和特点木材的主