《土木工程概论》课件-第3讲 土木工程材料-

用于预应力混凝土构件中的是钢绞线和预应力钢丝。
1×7钢绞线 刻痕钢丝 螺旋肋钢丝
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板岩
火 烧 石
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土木工程概论
2.3 石
蘑 菇 石 板 材
蘑菇石装饰墙面效果
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土木工程概论
2.3 石
文 化 石
网 粘 石
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土木工程概论
2.3 石
2.3.4 色石渣：
色石渣也称色石子，是由天然大理石、 白云石、方解石或花岗岩等石材经破碎筛选 加工而成，作为骨料主要用于人造大理石、 水磨石、水刷石、干粘石、斩假石等建筑物 面层的装饰工程。
乱 毛羌 石族 建的 筑 毛石挡土墙
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土木工程概论
2.3 石
2.3.2 料石：
由人工或机械开采出、较规则的 六面体石块，再略经凿琢而成。按表 面加工的平整程度分为毛料石、粗料
汉 白 玉 桥 梁
石、半细料石和细料石四种。料石一 般由致密均匀的砂岩、石灰岩、花岗 岩加工而成。
粗 料 石 桥 梁
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2.3 石
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。土木工程常用的是中、粗砂。
人 -- 工 砂砂 石石 筛骨 分料 系 统
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2 土木工程材料简述
2.5 石灰
包括石灰和石膏，属无机胶凝 材料。土木工程中用胶凝材料将散 粒材料（砂、石子）或块状材料
物理性质 密度、含水率、吸水 性、透水性、导热性、 耐火性、收缩膨胀等 强度、变形、弹性、 塑性、韧性等 抗渗性、抗冻性、耐腐 蚀性、耐热性、耐磨性、 耐光性、耐溶蚀性等
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材 料 性 质
力学性质
耐久性
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第3讲 土木工程材料
2 土木工程材料简述
2.1 砖：砌筑材料
砖是一种常用的砌筑材料，历史攸久，有“秦砖汉瓦”之称。 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，粘土砖还有防火、隔热、隔声、吸潮等优点。至今仍广泛地用 于墙体、基础、柱等砌筑工程中。
管 道 防 腐
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土木工程概论
2.7 沥青、沥青制品及防水材料
◆ 防水材料：主要有沥青类、高聚合物改性沥青类、橡胶
类、合成高分子类的防水卷材、涂料等。
防水材料 及施工
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2 土木工程材料简述
2.8 玻璃
具有采光和防护功能，是良好的吸声、 隔热及装饰材料。又分为平板玻璃、装饰玻 璃、安全玻璃、新型建筑玻璃、玻璃砖、玻 璃纤维。
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第3讲 土木工程材料
1 土木工程材料的分类及性质
1.1 按材料组成分类： 砂、石、砖、瓦、水泥、
非 金 属 材 料 金 属 材 料 无机材料 石灰、混凝土、砂浆、 无机纤维、玻璃
材 料 分 类
有机材料
黑色金属 有色金属
木材、沥青、油漆、有 机纤维、塑料 生铁、铸铁、碳素钢、 合金钢
2.3 石
天然砂： 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。
2.4 砂
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。
天然砂可分为河砂、
海砂和山砂。山砂含泥量 较高、质量较差，海砂含 盐成较多，对混凝土、砂 浆质量有影响，河较为洁 净，应用较为广泛。
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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组分的水泥。
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2.6 水泥
● 土木工程中的常用水泥品种：
硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质
硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥。
● 水泥生产工艺：
● 按生产工艺分：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：空心砖、多孔砖 和实心砖。
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2.1 砖
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，国家已明令禁止在建筑物中 使用粘土实心砖。
大坡度的屋面。由于材质脆、自重大、片小，施工效率低等缺
点，在现代建筑屋面材料中的比例已逐渐下降。
机 制 平 瓦
小 青 瓦
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2.2 瓦
目前，瓦的种类较多，有水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝 网水泥瓦、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等； 按形状分有平瓦和波形瓦两类。
水泥瓦
石棉水泥瓦
玻 璃 钢 瓦
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2 土木工程材料简述
毛石（片石） 料石
2.3 石
饰面石材 色石渣 石子
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。 是现代土木工程的主要装 饰材料之一。
墙体材料改革的方向是：煤矸石页岩烧结砖、粉煤
灰砖、炉渣砖、灰砂砖、混凝土空心砌块、加气混凝土 砌块 等。
空混 心凝 砌土 块
石膏空心砌块
加气混凝土砌块
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2 土木工程材料简述
2.2 瓦：屋面材料
传统的中国瓦，一般指小青瓦和机制平瓦。以粘土为主要原 料，经泥料处理、成型、干燥和焙烧而制成。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，粘土瓦只能应用于较
镜 面 水 磨 石 地 面
不 同 颜 色 的 色 石 渣
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2.3 石
2.3.5 石子：
粒径大于 5mm 的岩石颗粒，分碎石 和卵石。在混凝土组成材料中，石子为粗 骨料，也常用作路桥工程、铁路工程的路 基道碴等。
湖北清江水布娅电站砂石加工系统
碎石
卵石
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土木工程概论
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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。
土木工程概论
2.3 石
2.3.1 毛石：
也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规整的石块。毛
石又分为乱毛石和平毛石。平毛石是形状虽不规则，但有两个平面 大致平行的石块，可用于砌筑基础、堤坝、挡土墙等；乱毛石是形 状不规则、只可用作毛石混凝土的骨料或路基填筑的石块。
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3.1 钢材
B．低合金结构钢
普通低合金结构钢一般是在 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。
工 字 钢
槽 钢
钢 管
角 钢
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3.1 钢材
H型钢
C型钢
Z型钢
（ 落 地 钢 管 拱 ）
土木工程概论
第3讲 土木工程材料
1 土木工程材料的分类及性质 2 土木工程材料简述 3 土木工程结构材料
土木工程概论
第3讲 土木工程材料
【教学要求】了解土木工程材料的分类及应用概况， 了解大宗地方材料的性能及应用，了解结构材料的特性，
了解材料工业的发展及展望。
【教学重点】各类土木工程材料的分类；地方大宗 材料的性能及应用；四类结构材料的特性。
铝、铅、铜、锌、锡等 及其合金
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土木工程概论
1 土木工程材料的分类及性质
1.2 按材料的作用分类：
承重材料
承受各种作用力，主要有： 钢材、混凝土、木材、石材、 砖、砌块等 保持空间和通道使用功能， 主要有：砖、砌块、轻质混 凝土、保温材料等
创造优美和舒适环境，主要 有：石材、玻璃、油漆、木 材、墙地面饰面材料等 水泥、石灰、石膏、沥青
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土 木 工 程 材 料
围护材料
装饰材料
胶结材料
土木工程概论
1 土木工程材料的分类及性质
1.3 按材料的用途分类
建筑结构材料
结构材料
水工结构材料
桥梁结构材料
路面结构材料
建筑墙体材料
功能材料
建筑保温材料
建筑防水材料
建筑装饰材料
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土木工程概论
1 土木工程材料的分类及性质
1.4 土木工程材料的性质
粗 料 石 堆 场
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料 石 建 筑
土木工程概论
2.3 石
2.3.3 饰面石材：
用于建筑物内外墙面、柱面、地面、
栏杆、台阶等处装修用的石材称为饰面
石材。饰面石材从岩石种类分主要有大 理石和花岗岩两大类。
五彩缤纷的大理石、花岗岩
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土木工程概论
2.3 石
剁 斧 石
机 Hale Waihona Puke Baidu 石
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土木工程概论
前言
土木工程的发展与材料的数量、质量之间存在着相 互依赖和相互矛盾的关系。长期以来人类一直从事着土 木工程材料的各类研究工作，并不断开发新的材料。几 乎世界上的各种材料都可用作土木工程材料。
材料在土木工程中的三大作用：
● 保证工程质量； ● 影响工程造价； ● 促进工程技术进步。
（砖、石块）粘结为一个整体。
石灰是在土木工程中使用
袋装生石灰粉 块灰(团灰)
较早的矿物胶凝材料之一。石
灰石的主要成分是碳酸钙，将
石灰石煅烧，碳酸钙将分解成
为生石灰。
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土木工程概论
2.5 石灰
块灰（又称团灰），须在工 地设置洗灰池，经水淋、过滤、 沉淀后得到熟化后的石灰膏，俗 称“洗灰”。工地常用的是袋
装生石灰粉。
洗灰池
石膏制品 罗马柱
土木工程中使用最多的
石膏品种是建筑石膏，建筑
石膏的应用很广，除用于室 内抹面、粉刷外，更主要的
石膏制品 角线
用途是制成各种石膏制品。
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土木工程概论
2 土木工程材料简述
2.6 水泥
是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 整体，并形成坚硬石材的材料 。 ● 水泥按其用途及性能分为三类： 通用水泥、专用水泥、特性水泥。 ● 水泥按其主要水硬性物质名称分为：
玻 璃 幕 墙 防砸、防侵害的特种玻璃
央 视 新 址 全 面 安 装
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土木工程概论
2.8 玻璃
巴 黎 卢 浮 宫 玻 璃 金 字 塔
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土木工程概论
2 土木工程材料简述
2.9 陶瓷制品
由适当成分的粘土经成型及烧结而成的较密实材料，主要品种 有：陶瓷锦砖、陶瓷墙地砖、陶瓷 釉面砖、卫生陶瓷。 瓷 砖 世 界 高 级 地 砖 地 面 陶瓷锦砖（马赛克）
干法工艺(全面推广)、回转窑工艺(限制工艺)、立窑工艺(质 量不稳定、污染大，属淘汰工艺)。
海螺水泥的干法生产线
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土木工程概论
2 土木工程材料简述
2.7 沥青、沥青制品与防水材料
◆ 沥青、沥青制品：应用于道路工程、防水材料（房屋建
筑）、防腐材料。 沥青砼路面摊铺 沥 青 拌 合 站
日 本 咖 啡 屋
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土木工程概论
3.1 钢材
梁 柱 连 接 节 点
屋 面 梁 安 装
连柱 接子 节与 点基 础
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土木工程概论
3.1 钢材
● 评价：
材质均匀、强度高、塑性好、便于加工安装；缺点是 耐火性差，易于锈蚀，维护费用较高。
鸟巢钢结构吊装
鸟巢钢结构外形初现
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烧结空心砖
粘土烧结实心砖
烧结多孔砖
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2.1 砖
利用粉煤灰、煤矸石、页岩和工业废渣制砖，是三废
利用、变废为宝的有效途径。
煤矸石页岩 烧结砖
炉渣砖
粉煤灰蒸压砖 蒸压灰砂砖
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土木工程概论
2.1 砖
近年来国内外都在研制非烧结砖。加入少量水泥或石灰作 固结剂及微量外加剂和适量水，混合、搅拌、压制成型，自然养 护或蒸养一定时间即成。
【教学难点】四类结构材料的特性。
土木工程概论
前言
任何土木工程建（构）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。
它将直接影响建（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。
土木工程概论
3.1 钢材
3.1.2 钢筋：
钢筋是指可浇筑在混凝土内做成各种钢筋混凝土构件的线材， 钢筋是土木工程中使用最多的钢材品种之一。 常用钢筋分为钢筋、钢丝和钢绞线三类： 用于钢筋混凝土构件的是热轧钢筋，俗称Ⅰ级（光面钢筋）、 Ⅱ、Ⅲ级（螺纹钢筋）钢筋。
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土木工程概论
3.1 钢材
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土木工程概论
第3讲 土木工程材料
3 土木工程结构材料
主要有钢材、砼、砌体、木材四大类。
3.1 钢材
钢材具有良好的加工性能，可铸造、锻压、焊接、铆
接和切割，便于装配。土木工程钢材可划分为钢结构用材
和钢筋混凝土用材 两大类。 3.1.1 钢结构用钢材 A．碳素结构钢 一般结构钢及工程用热轧板、管、带、型、棒材。