现代土木工程 土木工程材料

植物黑材色金料属、有色木金材属及、其竹合金材制等造的型材、
金属材料
有机材料
沥青管材材、料板材和金石属制油品沥等 青、煤沥青及其制品
无机材料
天然石材、烧土制品、玻璃胶凝材料、混凝
非金属材高料分子土、材砂料浆、无机塑涂料料、、石涂棉、料矿、棉、胶纤粘维制剂 品和熔岩制品等
植物材狭料义地木指材、有竹纤材等维增强塑料和层压材料
(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
按加工后的外形
板状石材
散状石材：色石渣、石子 （碎石、卵石）
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。
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。
按化学成分 分类
按化学成分 分类
按用途分类
按用途分类
按性能分类
按性能分类
无机材料
金属材料 非金属材料
黑色金属、有色金属及其合金制造的型材、 管材、板材和金属制品等 天然石材、烧土制品、玻璃胶凝材料、混凝 土、砂浆、无机涂料、石棉、矿棉、纤维制 品和熔岩制品等
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
土木工程中应用量最大的金属材料。
按材质分
按用于不同 的工程结构 分
普通碳素结构钢 低合金结构钢 钢结构用钢：各种型钢、钢板、钢管等 钢筋混凝土工程用钢：各种钢筋和钢丝等
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。
2.2 传统土木工程材料
砖、瓦、砂、石和木材是最基本的建筑材料，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Hale Waihona Puke Baidu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。
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
2.2.5 集料
通常是指松散的材料，在混合料中起骨架和填充 作用的粒料。
天然集料：碎石、卵石、浮石、天然砂等
人造集料：煤渣、矿渣、陶粒、膨胀珍珠岩等
粗集料：粒径大于5 mm（以圆孔筛计）、粒径大 于2.36mm（以方孔筛计） 细集料：粒径小于5 mm（以圆孔筛计）、粒径小 于2.36mm（以方孔筛计）
2.2.6 木材
类型：圆材、方材、 条材、板材等。
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。
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：有釉瓦和无釉瓦。 按形状：平瓦和波形瓦。
粘土瓦
2.2.3 砂
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。
有复机合材料材料 沥青材广料义地石指油沥两青种、煤或沥两青及种其以制品上材料复合组成的材料，如水泥基复 高分子材料 塑料、涂料、胶粘剂 合材料，沥青复合材料、钙塑制品等 狭义地指有纤维增强塑料和层压材料
复合材绝料 热材广义料地、指两吸种声或两材种料以上、材防料复水合材组成料的、材料灌，浆如水材泥料基复、装饰和装修材料等 合材料，钢沥筋青复混合凝材料土、、钙塑预制应品等力钢筋混凝土、沥青混凝土、水泥混凝土、
袋装水泥
按用途及性 能分
按主要水硬 性物质名称 分
通用水泥 专用水泥 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
结绝构热材材料料、吸声材料、防水材料、灌浆材料、装饰和装修材料等 钢筋混凝墙土体、预材应料力钢、筋路混凝面土基、沥层青及混凝底土基、水层泥材混凝料土等、
结 功功构 能能材 材料 料材料墙 吸体 声材 材料 料吸、 、声路 耐面 火材基 材料层 料及 、、底 排耐基 水层 材火材 料材料 等等料、排水材料等
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。
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。
2.2.4 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。
块状石材：毛石、料石
按材质分
按生产工艺 性能和用途 分
普通碳素结构钢
低合金结构钢
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。