土木工程材料课件优秀课件
合集下载
《土木工程材料》课件
硬度与耐磨性
材料抵抗硬物压入其表面的能力称 为硬度；材料抵抗磨损的能力称为 耐磨性。
材料的耐久性
01 02
耐久性
材料在使用过程中，能够经受住各种自然因素（如阳光、氧气、湿度、 温度等）和环境因素（如化学物质、生物侵蚀等）的作用，保持其原有 性能的能力。
耐火性
材料在火灾情况下保持其完整性和隔热性的能力。
THANKS 感谢观看
《土木工程材料》ppt课件
• 引言 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料分类 • 土木工程材料的应用 • 土木工程材料的发展趋势 • 结语
01 引言
课程简介
01
课程名称：《土木工程材料》
02
适用专业：土木工程、建筑工程等
03
课程性质：专业必修课
04
学分：3学分
课程目标
了解各种土木工程材料的生产工艺、应用范围 和发展趋势。
详细描述
包括钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等，这些材料具有优异的性能和用途，如钢 筋混凝土具有较高的抗压和抗拉强度，适用于建造高层建筑和大型基础设施。
04 土木工程材料的应用
建筑材料的选用
水泥
用于混凝土、砂浆等建筑材料 ，要求强度等级高、耐久性好
。
钢材
用于梁、柱、板等结构件，要 求具有高强度和良好的塑性、 韧性。
本课程总结
了解土木工程材料的种类 和特性
增强对环保和可持续发展 的认识和实践能力
掌握材料的选择和试验方 法
需要进一步深入研究和学 习的方向
下一步学习建议
01
深入学习与实践
02
参与实际工程项目，应用所学知识进行材料选择和 质量控制
03
参加学术研讨会和交流活动，了解最新研究进展和 技术动态
材料抵抗硬物压入其表面的能力称 为硬度；材料抵抗磨损的能力称为 耐磨性。
材料的耐久性
01 02
耐久性
材料在使用过程中，能够经受住各种自然因素（如阳光、氧气、湿度、 温度等）和环境因素（如化学物质、生物侵蚀等）的作用，保持其原有 性能的能力。
耐火性
材料在火灾情况下保持其完整性和隔热性的能力。
THANKS 感谢观看
《土木工程材料》ppt课件
• 引言 • 土木工程材料的性质 • 土木工程材料分类 • 土木工程材料的应用 • 土木工程材料的发展趋势 • 结语
01 引言
课程简介
01
课程名称：《土木工程材料》
02
适用专业：土木工程、建筑工程等
03
课程性质：专业必修课
04
学分：3学分
课程目标
了解各种土木工程材料的生产工艺、应用范围 和发展趋势。
详细描述
包括钢筋混凝土、玻璃纤维增强塑料等，这些材料具有优异的性能和用途，如钢 筋混凝土具有较高的抗压和抗拉强度，适用于建造高层建筑和大型基础设施。
04 土木工程材料的应用
建筑材料的选用
水泥
用于混凝土、砂浆等建筑材料 ，要求强度等级高、耐久性好
。
钢材
用于梁、柱、板等结构件，要 求具有高强度和良好的塑性、 韧性。
本课程总结
了解土木工程材料的种类 和特性
增强对环保和可持续发展 的认识和实践能力
掌握材料的选择和试验方 法
需要进一步深入研究和学 习的方向
下一步学习建议
01
深入学习与实践
02
参与实际工程项目，应用所学知识进行材料选择和 质量控制
03
参加学术研讨会和交流活动，了解最新研究进展和 技术动态
土木工程材料课件ppt
标准名称 JC/T 479-92建筑生石灰
建材行业的 推荐 技术标准的二类
标准代号 标准
类目顺序号
标准颁发 年代号
土木工程材料
五、技术准标简介
地方标准与企业标准：凡国家、部未能颁布的产品与过程的技术 标准，可由相应的工厂、公司等单位，根据生产厂能保证的产品质 量水平所制定的技术标准，报请本地区或本行业有关主管部门审批 后，在该地区或行业中执行。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大
如花岗岩的吸水率只有0.5％-0.7％ 混凝土的吸水率为2％-3％ 粘土砖的吸水率达8％-20％ 木材的吸水率可超过100％
土木工程材料
4、材料的耐水性
定义：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显
下降的性质。
软化系数：
KR
fb fg
KR =材料吸水饱和后的抗压强度 /材料干燥时的抗压强度
土木工程材料 3、材料的吸湿性和吸水性
1）吸湿性：用含水率表示
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 还湿性： 亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率
Wh
ms mg mg
*100%
材料在吸湿状态下的重量 材料在干燥状态下的重量
影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度
平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时 的含水率
K Qd AtH
影响因素： 孔隙率及孔隙特征
开口的连通大孔越多
抗渗性越差
闭口孔隙率大的材料
抗渗性仍可良好
抗渗等级:以规定的时间在标准试验条件下所能承受的最大水压力 （MPa）来确定，
P P 材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水压力： 2 4 P6
土木工程材料
建材行业的 推荐 技术标准的二类
标准代号 标准
类目顺序号
标准颁发 年代号
土木工程材料
五、技术准标简介
地方标准与企业标准：凡国家、部未能颁布的产品与过程的技术 标准，可由相应的工厂、公司等单位，根据生产厂能保证的产品质 量水平所制定的技术标准，报请本地区或本行业有关主管部门审批 后，在该地区或行业中执行。
各种材料的吸水率很不相同，差异很大
如花岗岩的吸水率只有0.5％-0.7％ 混凝土的吸水率为2％-3％ 粘土砖的吸水率达8％-20％ 木材的吸水率可超过100％
土木工程材料
4、材料的耐水性
定义：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也无明显
下降的性质。
软化系数：
KR
fb fg
KR =材料吸水饱和后的抗压强度 /材料干燥时的抗压强度
土木工程材料 3、材料的吸湿性和吸水性
1）吸湿性：用含水率表示
亲水材料在潮湿空气中吸收水分的性质。 还湿性： 亲水材料在干燥空气中放出所含水分的性质。
含水率
Wh
ms mg mg
*100%
材料在吸湿状态下的重量 材料在干燥状态下的重量
影响材料含水率的因素：环境的温度和湿度
平衡含水率：材料中所含水分与环境温度所对应的湿度相平衡时 的含水率
K Qd AtH
影响因素： 孔隙率及孔隙特征
开口的连通大孔越多
抗渗性越差
闭口孔隙率大的材料
抗渗性仍可良好
抗渗等级:以规定的时间在标准试验条件下所能承受的最大水压力 （MPa）来确定，
P P 材料可以抵抗0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa水压力： 2 4 P6
土木工程材料
土木工程材料课件(精华版)
三、材料与水有关的性质
（2） 抗渗等级
材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材 料标准试件在透水前所能承受的最大水压力，并以字母 P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等 级。如P4、P6、P8、P10…等，表示试件能承受逐步增 高至0.4MPa、0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa…的水压而 不渗透。
1.1 为后续课程的学习提供必要的知识 1.2 为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建筑材料打下
基础 2.任务 2.1 了解材料在建筑物上所起的作用和要求 2.2 了解常用材料的生产、成分和构造 2.3 掌握常用材料的技术性质， 以及影响材料性质的主要因素及 其相互关系 2.4 掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格
国际标准协会
3.2 重视学好试验 学习常用建筑材料的检验方法——合格性判断
和验收 对实验数据、试验结果进行分析判别 培养从事科学研究的能力
2024/3/11 22
一、材料与质量有关的性质
材料的体积构成 体积是材料占有的空间尺寸。由于材料具有不同的物理状
态，因而表现出不同的体积。
材料内部固体物质体积（V）
二.建筑材料的发展： 随生产力发展而发展
原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土 石器、铁器时代——
金字塔（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏 万里长城 （200 BC):条石、大砖、石灰砂浆 布达拉宫 ：石材、石灰砂浆 罗马圆形剧场 （70-80 AC):石材、石灰砂浆
18世纪中叶——钢材、水泥 (J.Aspdin,1824） 19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；
（4）材料的抗冻等级可分为F15、F25、F50、F100、F200等， 分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次的冻 融循环。
土木工程材料介绍(PPT 65张)
加气混凝土砌块虽多孔，但其气孔大多数为“墨水瓶”
结构，肚大口小，毛细管作用差，只有少数孔是水分蒸
发形成的毛细孔。故吸水及导湿均缓慢，材料的吸水性 不仅要看孔数量多少，还需看孔的结构。
第一章 材料的基本性质
1.1.4 材料与水有关的性质
1.1.4.1 亲水性与憎水性
1.1.4.2 吸水性与吸湿性
1.1.4.3 耐水性 1.1.4.4 抗渗性 1.1.4.5 抗冻性
第一章 材料的基本性质
思考
用什么指标来衡量材料对水的抵抗能力？
耐水性 抗渗性 抗冻性
第一章 材料的基本性质
1.1.4.3 耐水性
1、概念——指材料长期在水的作用下，保持其原有性质不变的能力，用 软化系数K软表示。 2、表达式：
K软
式中：
f饱 f干
f饱--- 材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa 。 f干--- 材料在干燥状态下的抗压强度，MPa 。
第一章 材料的基本性质
1.1.1 材料的密度、表现密度、体积密度与堆积密度
二、各类密度测定办法 4、砂堆积密度的测定——漏斗+容量筒
颗粒材料 空 隙
将容量筒内材料 刮平，容量筒的 容积即为材料堆 积体积。
第一章 材料的基本性质
1.1.2 材料的密实度与孔隙率——单块材料
1、密实度
指材料体积内固体物质填充的程度。计算式如下：
封闭孔
连通孔
第一章 材料的基本性质
1.1.2 材料的密实度与孔隙率——单块材料
4、孔隙率（或密实度）、孔隙特征在工程中的作用。
a.影响材料的性质
一般来说，同一种材料，孔隙率越小，连接孔隙越 少，则：强度越高，吸水性越小，抗渗性和抗冻性 越好，但导热性越差。 b.通过改变孔隙率和孔隙特征改善材料性能
土木工程材料课件
保障结构安全
预防和控制混凝土开裂可 以保障结构安全，提高建 筑物的使用寿命。
维护结构耐久性
通过预防和控制混凝土开 裂，可以延缓混凝土结构 的劣化过程，保持结构的 耐久性。
提升外观质量
有效的预防和控制措施可 以减少混凝土结构的开裂 ，提升建筑物的外观质量 。
满足使用功能需求
预防和控制混凝土开裂可 以保障结构的使用功能， 满足用户的需求。
02 混凝土强度等级选择
根据工程需求和规范要求，合理选择混凝土的强 度等级，避免因强度过高或过低引起的开裂。
03 配筋设计
合理配置钢筋，提高混凝土的抗裂性能，预防裂 缝的产生。
施工阶段的裂缝控制
01 混凝土配合比设计
优化混凝土的配合比，控制水灰比、水泥用量等 参数，降低混凝土的收缩率，减少裂缝的产生。
填充法
总结词
将填充材料（如水泥砂浆、弹性材料等）填充到裂缝中，达到修补裂缝的目的 。
详细描述
填充法适用于裂缝宽度较大且深度较浅的情况。通过将填充材料（如水泥砂浆 、弹性材料等）填充到裂缝中，使裂缝得到填补和加固。填充法操作简单，成 本较低，适用于小规模修补工作。
结构加固法
总结词
通过增加结构的支撑和固定，提高结构的承载能力和稳定性 。
混凝土开裂的影响
结构安全
开裂会影响混凝土结 构的承载能力和耐久 性，降低结构安全性
能。
渗漏
开裂会导致水分和有 害物质渗入混凝土内 部，加速钢筋腐蚀和
混凝土劣化。
外观质量
开裂会影响混凝土结 构的外观质量，降低
建筑的美观度。
使用功能受限
开裂会导致结构的使 用功能受限，如防水 、隔音等性能下降。
混凝土开裂的预防和控制的重要性
土木工程材料的基本性质培训课件(共70张PPT)
质量吸水率
培训专用
图1.1 硅氧四面体示意图
SiO4四面体可以形成链状结构， 如石棉。其纤维与纤维之间的 键合力要比链状结构方向上的 共价键弱得多。所以容易分散 成纤维状。
培训专用
粘土、云母、滑石等那么是由SiO4 四面体单元互相连结成片状结构， 许多片状结构再迭合成层状结构。 层与层之间是由范德华力结合的， 故其键合力弱，此种结构容易剥 成薄片。
混凝土配合比中，砂、石用量计算时往往 需要知道的是砂、石的近似密度。
培训专用
〔2〕表观密度〔apparent density〕 表观密度是指材料在自然状态下，单位体
积的质量，按下式计算：
式中:ρ0- 表观密度
m-枯燥材料的质量 v0-材料自然状态下的体积
培训专用
材料的表观体积是指包含内部孔隙的体积。当材料孔隙 内有水分时，其重量和体积均将有所变化，故测定 表观密度时，须注明其含水情况。一般是指材料在 气干状态〔长期在空凝土可认为是集料颗粒〔集料相〕分散在水泥 浆基体〔基相〕中所组成的两相复合材料。
培训专用
1.1.2材料的结构 －材料的结构是决定材料性质的极其重要因素。
－分为：宏观结构、细观结构和微观结构。
〔1〕宏观结构(macrostructure)
－土木工程材料的宏观结构是指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大 组织。其尺寸在10-3m级以上。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相 填充的致密程度。
空隙率可作为控制混凝土骨料级配与计算 含砂率的依据。
空隙率
培训专用
1.2.4材料的亲水性和憎水性(hydrophilic and hydrophobic nature)
材料与水接触，首先遇到的问题就是材料是否能被 水润湿。润湿是水被材料外表吸附的过程。它和 材料本身的性质有关。
土木工程材料建筑材料课件
•土木工程材料建筑材料
•4
3.耐久性
耐久性指标主要包括抗风化性能、泛霜程度和石 灰爆裂情况。
（1） 抗风化性能
定义：指在干湿变化、温度变化和冻融变化等物 理因素作用下，材料不变质、不破坏而保持原 有性质的能力。
（2） 泛霜
定义：指可溶性盐类（硫酸盐、镁盐等）在砖表 面的盐析现象，一般呈白色粉未、絮团或絮片 状，严重时会出现起粉、掉角或脱皮等现象。
烧结多孔砖按抗压强度分为MU10，MU15， MU20，MU25，MU30 五 个 强 度 等 级 。 10块砖的抗压强度应符合表5-3的规定。
6.耐久性
多孔砖的耐久性必须符合要求，其耐久性 指标主要包括抗风化性能、泛霜程度和 石灰爆裂情况。其要求与烧结普通砖相 同。
•土木工程材料建筑材料
•10
Байду номын сангаас
（二）烧结空心砖
•土木工程材料建筑材料
•17
(一) 普通混凝土小型空心砌块
1.定义
由水泥、水、砂、石和外加剂，按一定比例配 合，经搅拌、成型和养护而成的小型空心块材。
2.主要技术性能
规格和外观质量：主规格为 390mX190mmX190mm。其孔洞设置在受压面， 有单排孔、双排孔、三排及四排孔洞。主规格 配以若干辅助规格，即可组成砌块基本系列 （如图5－3）。
2.特点：强度比毛石高。
•土木工程材料建筑材料
•24
（三）条石
条石是由致密岩石凿平或锯解而成，其外 露表面可加工成粗糙的剁斧面或平整的 机刨面或平滑而无光的粗磨面或光亮且 色泽鲜明的磨光面。
（四）卵石
二、石材的选用原则
1.适用性 2.经济性
•土木工程材料建筑材料
•25
第二章土木工程材料土木工程概论课件
本章内容
2.1 传统土木工程材料 2.2 近代土木工程材料 2.3 现代土木工程材料
土木工程材料
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都统称为土木 工程材料。
长期以来人类一直在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。
1、型材 主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金
属门窗、钢板桩型钢等。
槽钢 工字钢
钢 管
角钢 H型钢
2.2.1 钢材
2、板材 主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与
薄板。 3、管材
主要用于桁架、塔桅等钢结构中。 4、金属制品
土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预 应力钢丝及钢绞线。
料以及其他活性材料为主要组分的水泥。
2.2.3 混凝土
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、混凝土 简写砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝
土是由胶结材料，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。
二、发展历史
1824年Aspdin发明了波特兰水 泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶 凝材料的混凝土开始问世
人工砂是由岩石轧碎而成，
由于成本高、片状及粉状物多， 一般不用。
黄砂
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的 平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。
2.1.5 灰
灰是指石灰和石膏。 石灰和石膏是无机胶凝材料。
2.1.6 木材
木材的主要性质：
木材的性质包括物理性质和 力学性质，如含水率、热胀干缩、 密度、强度(抗拉、抗压、抗弯 和抗剪等四种强度)，其中抗拉、 抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹 之分。顺纹和横纹强度有很大的 差别。
2.1 传统土木工程材料 2.2 近代土木工程材料 2.3 现代土木工程材料
土木工程材料
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都统称为土木 工程材料。
长期以来人类一直在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。
1、型材 主要有角钢、工字钢、槽钢、方钢、吊车轨道、金
属门窗、钢板桩型钢等。
槽钢 工字钢
钢 管
角钢 H型钢
2.2.1 钢材
2、板材 主要指钢结构用钢，建筑结构中主要采用中厚板与
薄板。 3、管材
主要用于桁架、塔桅等钢结构中。 4、金属制品
土木工程中主要使用的产品有钢丝、钢丝绳以及预 应力钢丝及钢绞线。
料以及其他活性材料为主要组分的水泥。
2.2.3 混凝土
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一、混凝土 简写砼，是当代最主要的土木工程材料之一。混凝
土是由胶结材料，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。
二、发展历史
1824年Aspdin发明了波特兰水 泥（硅酸盐水泥），以水泥作为胶 凝材料的混凝土开始问世
人工砂是由岩石轧碎而成，
由于成本高、片状及粉状物多， 一般不用。
黄砂
砂的粗细程度是指不同粒径的砂粒混合在一起的 平均粗细程度。通常有粗砂、中砂、细砂之分。
2.1.5 灰
灰是指石灰和石膏。 石灰和石膏是无机胶凝材料。
2.1.6 木材
木材的主要性质：
木材的性质包括物理性质和 力学性质，如含水率、热胀干缩、 密度、强度(抗拉、抗压、抗弯 和抗剪等四种强度)，其中抗拉、 抗压、抗剪强度又有顺纹和横纹 之分。顺纹和横纹强度有很大的 差别。
2024版《土木工程新材料》PPT课件
CHAPTER 06
土木工程新材料的未来发展趋势
新材料的研发方向与挑战
高性能混凝土
提高耐久性、减少环境负荷、增强施工性能。
智能材料
自修复、自适应、传感与驱动一体化。
纤维增强复合材料
轻质高强、耐腐蚀、设计灵活性。
挑战
成本、技术标准、环境影响、市场接受度。
新材料在土木工程中的潜在应用
01
高性能混凝土用于大跨 度桥梁、高层建筑、海 洋工程等。
选用优质的水泥、骨料、 掺合料和外加剂等原材 料，保证混凝土的高性
能。
配合比设计
通过合理的配合比设计， 优化各原材料的比例， 实现高性能混凝土的优
异性能。
搅拌工艺
采用高效搅拌设备，确 保混凝土搅拌均匀，提 高混凝土的工作性和力
学性能。
养护措施
采取适当的养护措施， 保证高性能混凝土的强
度发展和耐久性。
土木工程新材料之纳米材料
纳米材料的定义与特点
定义 高比表面积 量子尺寸效应 优异的力学性能
纳米材料是指至少有一维尺寸在1-100纳米范围内的材料，具有独 特的物理、化学和机械性能。
纳米材料具有极高的比表面积，使其具有优异的吸附和催化性能。
当材料尺寸减小到纳米级别时，电子的波动性质变得显著，导致 材料的电学、光学和磁学性能发生变化。
适应性
能够适应不同的环境和条件，保 持其功能和性能。
智能材料的制备技术
01
02
03
复合技术
通过复合不同的材料，实 现智能材料的感知和响应 功能。
纳米技术
利用纳米技术制备智能材 料，提高其感知和响应的 灵敏度和精度。
生物技术
借鉴生物体的感知和响应 机制，制备具有生物活性 的智能材料。
土木工程概论第2章-土木工程材料课件
（2）石灰 石灰石的主要成分是碳酸钙，将石灰石
煅烧，碳酸钙分解成为生石灰。 碳酸钙在土木工程中的用途有：
1）制作石灰乳涂料 2）配制砂浆 3）拌制石灰土和三合土 4）生产硅酸盐制品
石膏板 石灰
第二章 土木工程材料
2.2.2 钢材
土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，广泛应用各种结构工程中。 钢材均匀致密、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，有一定的塑性 和很好的韧性。 建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。
木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水量、 热胀冷缩、密度、强度。其中，抗拉、抗压、抗剪强 度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差 别。
影响木材强度的主要因素为含水量（一般含水量 高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载 作用时间（持续荷载时间长，强度下降）及木材的缺 陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。
如 GRC(Glass Reinforced Concrete) 网 架 屋 面 板 、 FRC(Fiber Reinforced Concrete)壁板、泡沫塑料壁板、玻璃幕墙等。 （2）功能材料
如钢化玻璃、中空玻璃、变色玻璃及泡沫聚氯酯保温板、泰柏板 等。 （3）装饰材料
第二章 土木工程材料
2.新型路桥材料
（1）水泥混凝土材料 显著发展有：1）碾压混凝土；2）混凝土嵌挤块；3）轻 混凝土；4）高强度混凝土；5）纤维增强混凝土；6）聚合物 浸渍混凝土
（2）沥青混凝土材料 改性沥青的研究方向主要有以下几方面： １）寻找更适合炼制道路沥青的油源 ２）制定更适用的道路沥青标准 ３）改性沥青的研制，主要是开发多种改性剂 ４）其他沥青外掺剂的研究，包括再生剂、抗剥离剂、抗 冻剂及沥青混合料增强纤维 ５）研制泡沫沥青
煅烧，碳酸钙分解成为生石灰。 碳酸钙在土木工程中的用途有：
1）制作石灰乳涂料 2）配制砂浆 3）拌制石灰土和三合土 4）生产硅酸盐制品
石膏板 石灰
第二章 土木工程材料
2.2.2 钢材
土木工程中应用量最大的金属材料是钢材，广泛应用各种结构工程中。 钢材均匀致密、抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度都很高，有一定的塑性 和很好的韧性。 建筑钢材的产品种类一般分为型材、板材、管材和金属制品四类。
木材的性质包括物理性质和力学性质，如含水量、 热胀冷缩、密度、强度。其中，抗拉、抗压、抗剪强 度又有顺纹和横纹之分。顺纹和横纹强度有很大的差 别。
影响木材强度的主要因素为含水量（一般含水量 高，强度降低），温度（温度高，强度降低），荷载 作用时间（持续荷载时间长，强度下降）及木材的缺 陷（木节、腐朽、裂纹、翘曲、病虫害等）。
如 GRC(Glass Reinforced Concrete) 网 架 屋 面 板 、 FRC(Fiber Reinforced Concrete)壁板、泡沫塑料壁板、玻璃幕墙等。 （2）功能材料
如钢化玻璃、中空玻璃、变色玻璃及泡沫聚氯酯保温板、泰柏板 等。 （3）装饰材料
第二章 土木工程材料
2.新型路桥材料
（1）水泥混凝土材料 显著发展有：1）碾压混凝土；2）混凝土嵌挤块；3）轻 混凝土；4）高强度混凝土；5）纤维增强混凝土；6）聚合物 浸渍混凝土
（2）沥青混凝土材料 改性沥青的研究方向主要有以下几方面： １）寻找更适合炼制道路沥青的油源 ２）制定更适用的道路沥青标准 ３）改性沥青的研制，主要是开发多种改性剂 ４）其他沥青外掺剂的研究，包括再生剂、抗剥离剂、抗 冻剂及沥青混合料增强纤维 ５）研制泡沫沥青
土木工程材料课件(全)
强度小 质软 熔点高
导电性小
晶体结构（构造）
晶体的结构形式采用X射线衍射或 电子射线扫描等方法来确定。
在晶体内部，可细分为完全相等 单位的构造在三维空间重复着，如 右图所示。
立方晶体沿三个垂直方向有相同 的排列：a1=a2=a3,大部分金属和相 当数量的陶瓷材料是立方晶系的。 非立方晶体的重复排列沿三个坐标 轴方向不一样或者其三个晶轴间的 夹角不全等于900。自然界中共有7 种可能的晶系。这七种晶系的名称 和它们的几何特征列于下表。
(3)相组成
材料中具有相同的物理、力学性质的均匀部分称为 相.自然界中的物质有气相、液相、固相之分。材料 的相组成是指组成材料的相种类、数量及分布状况。 土木工程材料大多数是多相固体，可看成复合材料。
复合材料不同相之间存在界面，材料的性质与材料 的相组成和界面特性有密切关系。实际材料中，相 与相之间的这一过渡面是一个薄弱区，它的成分与 结构与其两侧的相都不相同，是不均匀的 ，可将其 作为“界面相”来处理。因此，通过改变和控制材 料的相组成，可改善和提高材料的技术性能。
物质内能与体积随 温度的变化而变化
玻璃体的特性
当玻璃组成一定时，Tg应该是一个随冷却速度 而变化的温度范围。低于Tg时的固体称为玻璃，而 高于此温度范围它就是熔体。因而玻璃体无固定的 熔点，而只有熔体←→玻璃体可逆转的温度范围。
常见的玻璃体有硅酸盐玻璃，如石英玻璃是将 熔化的二氧化硅（SiO2）经过急速冷却所得的产物。 这种熔融体冷却时形成较大的网状构造而使粘性增 大，在不产生规则整齐排列的SiO4晶体的情况下， 直接转变为非晶质固体，也可称为无定形晶体。玻 璃就属于这类非晶质固体，此外，还有合成树脂和 橡胶等。
4）固溶体
在离子相中也会产生置换 固溶体。在离子固溶体中，原 子和离子的大小是很重要的。 右图表示了一个简单的离子固 溶 体 的 例 子 。 在 此 MgO 结 构 （见右图）中，Mg2+离子被Fe2+ 所取代。由于两个离子的半径 分 别 为 0.066nm 和 0.074nm, 故 可以完全地取代。另一方面， Ca2+离子则不能用来取代Mg2+， 因 其 半 径 为 0.099nm ， 相 对 较
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（Ⅰ）线型结构
（Ⅱ）支链型结构
（Ⅲ）体型（网状）结构
不同结构形式的高聚物具有不同的性能特点，见表9-1。
高聚物结构形式与性能特点
表 9-1
结构形式
结构特征
高聚物性能特点
线型结构
线型大分子链排列成曲线状主链，以分 子间力结合在一起。由于分子间作用力微 弱，分子容易相互滑动，因此线型结构的 树脂可反复加热软化和冷却硬化，属热塑 性树脂
其用途各异。
聚氯乙烯板材
9.1.1 塑料
塑料品种 聚乙烯塑料 聚丙烯塑料
聚氯乙烯塑料
聚苯乙烯塑料 ABS塑料
聚甲基丙烯酸甲酯 聚氨酯塑料 聚碳酸酯
常用塑料品种、主要用途及制品
表 9-4
代号
主要用途及制品
PE
常用作防水材料和配制涂料、油漆等
PP
常用作管道及导线外皮等容易老化的部位
硬质PVC一般制成百叶窗、墙面板、屋面采光板 PVC 、管材及楼梯扶手等；软质PVC可挤压成板片等地
40%～ 100%
填充剂
提高塑料的强度、硬 度和耐热性，减少塑料
木粉、滑石粉、石棉、云母、纸
制品的收缩，降低成本 屑、玻璃纤维等
40%～ 70%
固化剂
可使线型高聚物交联 成体型高聚物，使树脂 具有热固性
酚醛树脂常用固化剂为乌洛托品 （六亚甲基四胺）；环氧树脂常用 的固化剂有乙二胺、间苯二胺、聚 酰胺等
保温性能好、 耐热性较差
密实塑料的导热系数为0.23～0.70W/(m·K)，泡沫塑料的导热 系数接近于空气[0.025W/(m·K)]。大多数塑料的耐热性不高， 使用温度一般在100～200℃，个别塑料（氟塑料等）可达300 ～500℃
弹性模量较小 弹性模量约为混凝土的1/10，同时有徐变特性，受力时有较 、具有徐变性 大变形
一起的物质统称为胶粘剂。胶粘剂又称粘合剂，它是土木工程不 可缺少的配套材料之一，在材料制作、建筑工程、管道工程、防 腐工程、混凝土裂缝和破损修补等方面应用广泛。
9.1.2 胶粘剂
9.1.2 胶粘剂
9.1.2 胶粘剂 1．胶粘剂的组成 胶粘剂是由基料和多种辅助成分组成的高分子化合物。基料
是胶粘剂的主要组分，在胶粘剂中起粘结作用；辅助成分主要有 固化剂、增塑剂（或增韧剂）、填料、溶剂（或稀释剂）等。
质量轻、比强 密度一般为0.9～2.2g/cm3。玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）的
度大
抗拉强度高达200～300MPa，且抗弯强度与抗拉强度比较接近
孔隙率变化幅 度大、吸水率小
根据用途可生产不同孔隙率的塑料制品。塑料薄膜和有机玻 璃的孔隙率几乎为零，泡沫塑料的孔隙率达95%～98%。大部 分塑料都是耐水材料，吸水率一般不超过1%
耐腐蚀、化学 大多数塑料对酸、碱、盐等腐蚀性物质都具有较高的化学稳
稳定性较高
定性，但有些塑料会在有机溶剂中溶解或溶胀
可燃、易老化
属于可燃性材料，在大气、光、热等作用下，其组成与结构 将发生变化，逐渐失去弹性，脆性增大，使性质出现劣化
9.1.1 塑料 3. 常用塑料品种与制品 塑料因其所使用的树脂种类、聚合方式不同而有很多品种，
9.1.1 塑料
组成成分
塑料的组成及其对塑料性质的影响 作用
表 9-2 （续） 种类
增塑剂
可降低树脂的流动温度，增 加塑料的塑性和柔软性，减少 脆性
常用的增塑剂有邻苯二甲酸 二辛酯、磷酸三甲酚酯、二苯 甲酮、樟脑等
润滑剂
可防止塑料在成型加工过程 主要有油脂和硬脂酸等，含
中粘住模子
量0.5%～1.5%
土木工程材料课件
9.1 合成高分子材料
合成高分子材料是由人工合成的高分子化合物为基础所组成 的材料总称。高分子化合物分子量很大，化学组成比较简单，都 是由许多低分子化合物通过加聚反应或缩聚反应聚合而成的，因 此，高分子化合物又称高分子聚合物，简称高聚物。
根据高聚物分子结构的几何形态，其结构形式分为线型、支 链型和体型。线型和支链型结构的高聚物属于热塑性树脂；体型 结构的高聚物属于热固性树脂。
塑料板材
塑料管材
9.1.1 塑料
塑料的组成及其对塑料性质的影响
表 9-2
组成成分
作用
种类
含量
合成树脂
合成树脂的种类、性 质和数量将决定塑料的 性质
热塑性 树脂
热固性 树脂
聚乙烯、聚氯乙烯、 聚甲基丙烯酸甲脂、聚 苯乙烯、聚四氟乙烯等 加聚高聚物
酚醛树脂、脲醛树脂 、不饱和树脂、环氧树 脂、有机硅树脂等缩聚 高聚物
颜料
使塑料具有各种需要的颜色 和光泽，增强其装饰性
有机染料和无机颜料
稳定剂
主要是为了增强塑料的抗老 加入抗氧化剂、紫外线吸收
化性
剂等稳定剂，
合成树脂是塑料的主要的、基本的组成成分，其他成分则 是为了调整、改善塑料性能的辅助添加成分。
9.1.1 塑料
2．塑料的性能特点
表 9-3
性能特点Biblioteka 性能参数及特点描述面材料和装修材料或挤压成半透明状的柔软天花板
PS
制成聚苯乙烯泡沫塑料，做复合板材的芯材等
ABS
常用于管道、防水等部位
PMMA 可制成板材、管材、浴缸及室内隔断等，由于膨 胀系数较大，因此构造时应考虑其伸缩变形
PU
制造建筑涂料、防水材料、粘结剂及塑料地板等
多用于建筑物采光顶棚、高速路及城市高架路隔 PC 声墙、灯箱广告等
具有较高的强度和 较大的弹性模量，塑 性小，硬脆性大，耐 热性和耐腐蚀性较好
9.1.1 塑料 1．塑料的组成 塑料是指以天然树脂或人工树脂有机聚合物为主要成分，以
填充剂、增塑剂、润滑剂和颜料等为辅助成分，在一定温度和压 力下通过不同的工艺塑造成一定形状，并能在常温下保持既定形 状的高分子有机材料。
具有较好的弹性、 塑性和柔韧性，但强 度较低，硬度较小， 耐热性和耐腐蚀性较 差，可溶可熔
分子在主链上带有比主链短的支链，分 密度、熔点和强度
支链型结构 子排列较松，分子间作用力较弱，属热塑 均低于线型结构高聚
性树脂
物
体型结构
由线型或支链型高聚物分子化学键交联 而成的三维网状结构，由于化学键结合力 强，且交联成一个巨型分子，因此仅在第 一次加热时软化，固化后再加热时不会软 化，属热固性树脂
氟塑料
ETFE
氟塑料膜一般用于对自然光有较高要求的体育馆 、植物园温室及建筑中厅等
9.1.1 塑料
塑钢门窗
9.1.1 塑料
聚氯乙烯型材
9.1.1 塑料
9.1.1 塑料
聚丙烯再生塑料颗粒
9.1.1 塑料
聚氯乙烯装饰板材
9.1.1 塑料
聚苯乙烯保温板材
9.1.2 胶粘剂 凡有良好粘合性能，能将两个相同或不同的固体材料连接在