2土木工程概论

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1、第2章2.1土木工程材料概述2.1.1土木工程材料的发展任何土木工程建（结）筑物（包括道路、桥梁、港口、码头、矿井、隧道等）都是用材料按一定的要求打造成的，土木工程中所使用的各种材料统称为土木工程材料。每当出现新的优良的土木工程材料时，建筑结构就会有飞跃式的发展。土木工程结构的发展历程，就是以材料为主要标志的。建筑结构的三次飞跃分别是砖瓦的出现、混凝土的兴起、钢材的大量应用。2.1.2土木工程材料的分类土木工程材料种类繁多，可按其化学成分性质、用途和性能等进行分类，如下表所示。2.2早期土木工程材料砖、瓦、砂、石和木材是

2、最基本的建筑材料，由于其工程用量大，原料价格低，取材方便，无论是在古代，还是在近现代的建筑领域中，均处于不可替代的地位。砂、石等古老而基本的材料建成的埃及金字塔建于1056年的山西省应县木塔2.2.1砖—砌筑材料按生产工艺：烧结砖和非烧结砖。按所用原材料：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：空心砖、多孔砖和实心砖。空心砖多孔砖实心砖2.2.2瓦—屋面材料按成分：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。按铺设位置：烧结屋面瓦和烧结配件瓦。按表面状态：有釉瓦和无

3、釉瓦。粘土瓦按形状：平瓦和波形瓦。块状石材：毛石、料石2.2.3石按加工后的外形板状石材散状石材：色石渣、石子（碎石、卵石）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。毛石也称片石，是不成形的石料，是采石场由爆破直接获得的形状不规则的石块，处于开采以后的自然状态。毛石料石是用毛料加工成的具有一定规格，用来砌筑建筑物用的石料。料石板状石材是用致密的岩石经凿平、锯断、磨光等各种加工方法制作而成的石料，如花岗石、大理石和青石板材等。花岗岩石材大理石板材青石板材碎石、卵石可用作骨料、装饰铺砌材料，其中卵石还可作为园

4、林、庭院等地面的铺砌材料。碎石卵石色石渣由天然大理石或花岗岩等残碎料加工而成，有各种色彩，可作人造大理石、水磨石、水刷石及其它饰面粉刷骨料之用。色石渣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。根据粗细程度不同又有粗砂、中砂、细砂之分。砂的颗粒级配是指不同大小颗粒的砂的搭配比例。由自然条件作用（主要是岩石风化）而形成，粒径在5mm以下的岩石颗粒。由岩石轧碎而成，由于成本高、片状及粉状物多，一般不用。人工砂：天然砂：2.2.4砂天然集料：碎石、卵石、浮石、天然砂等通常是指松散的材料，在混合料中起骨架和填充

5、作用的粒料。2.2.5集料人造集料：煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等粗集料：粒径大于5mm（以圆孔筛计）、粒径大于2.36mm（以方孔筛计）细集料：粒径小于5mm（以圆孔筛计）、粒径小于2.36mm（以方孔筛计）类型：圆材、方材、条材、板材等。2.2.6木材属于各向异性材料，要注意顺纹和横纹方向的强度差异很大。优点：结构自重小、制作容易、架设简便、工期快、造价便宜。缺点：易燃、易腐朽、结构变形较大等。2.3近代土木工程材料2.3.1钢材普通碳素结构钢按材质分低合金结构钢钢结构用钢：各种型钢、钢板、钢管等按用于不同的工程结构

6、分钢筋混凝土工程用钢：各种钢筋和钢丝等土木工程中应用量最大的金属材料。(1).钢结构用钢碳素结构钢：一般结构钢及工程用热轧板、管、带、型、棒材。低合金结构钢：在普通碳素钢的基础上，少量添加若干合金元素而成，在诸如大跨度桥梁、大型柱网构架、电视塔、大型厅馆中成为主体结构材料。碳素结构钢可轧制各种型钢、钢板、钢管与钢筋槽钢钢管工字钢(2).钢筋混凝土用钢—钢筋普通碳素结构钢按材质分低合金结构钢按生产工艺性能和用途分热轧钢筋冷加工钢筋热处理钢筋碳素钢丝刻痕钢丝钢绞线钢筋在土木工程中的应用(3).评价优点：材质均匀、强度高、塑性

7、好、便于加工安装。缺点：耐火性差、易于锈蚀、维护费用较高。2.3.2水泥粉状的水硬性胶凝材料，即加水拌合成塑性浆体，能在空气中和水中凝结硬化，可将其它材料胶结成整，并形成坚硬石材的材料。袋装水泥通用水泥按用途及性能分专用水泥按主要水硬性物质名称分特性水泥硅酸盐水泥铝酸盐水泥硫铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥磷酸盐水泥以火山灰性或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要成分的水泥2.3.3混凝土简写砼，是由胶结材料，骨料和水按一定比例配制，经搅拌振捣成型，在一定条件下养护而成的人造石材，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝土运输(1).

8、普通混凝土由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、细骨料（砂）和水拌合，经硬化而成的一种人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收缩；水泥和水形成水泥浆，包裹在粗细骨料表面并填充骨料间的空隙。水泥浆体在硬化前起润滑作用，使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后将骨料胶结在一起，形成坚强的整体。普通混凝土结构组成混凝土的