建筑材料的发展历史、在建筑工程中的作用分类建筑材料
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美国工程院院长 Wm. A.Wulf
规范和标准是在总结前人大量实
践的基础上制订的，需要尊重，但是 并不等于照抄、照搬。伴随着工程实 践的创新和发展，规范和标准也需要 不断更新、不断完善。从这个角度来 说，与设计、施工相结合的科研工作， 目的就在于将规范和标准不断地推进， 反过来促进工程实践与理论的发展， 这也是培养高层次的结构工程师和设 计人才的需要。
杨裕球(林同炎公司副总裁）
工程师是做什么的？
科学讲分析，它设法去了解 自然是什么； 工程要综合，它努力去创造可能 的东西。
Wm. A.Wulf（美国工程院院长）
工程： 在约束条件下设计
Engineering: Design under Constraint
工程是创造，是设计可能的东 西，但它受到自然、造价、安全的 考虑，可靠性、环境的影响，可制 造性、可维护性以及许多其他的 “……性”的限制。
0.1 建筑材料—人类—环境 的关系
建筑材料—人类—环境
建筑材料是人类建造活 动所用一切材料的总称。人类 社会的基本活动——衣、食、 住、行，无一不直接或间接地 和建筑材料密切相关。
万里长城
总长度大约有10万里以上！ 所用建筑材料：
土、石、木料、砖、石灰
关外有关、城外有城，其材料运输量 之浩大、工程之艰巨世所罕见。体现 出我国古代建筑工程的高度成就，表 现出我国古代劳动人民的聪明才智。
湖南某大桥
施工是运用建筑材 料实现设计意图的中间 环节，也是建筑材料生 产的最终环节。
因此，施工既是结 构设计得到充分体现的 必要保证；也是建筑材 料性能能够正常发挥的 重要保证。
注重创新，提高综合能力
作为一位结构工程师，无论 是从事设计、施工还是科研，都 必须要注意创新，今后世界的竞 争是很激烈的，要努力处于领先 地位。
0.3 建筑材料的结构—性能 —组成
组成
结构
性能
材料的结构—性能—组成关系
材料科学的主要任务
建筑材料的种类
• 按功能分类
结构材料
防水材料
围护材料
吸音与隔声材料
隔热材料
装饰材料
• 按组成分类：
对结构材料的性能ห้องสมุดไป่ตู้求
强度——力学性能 变形性能 耐久性能 其他性能（快速交付使用；经济性）
都江堰
河北赵州石桥
建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m） 建造该桥的石材为青白色石灰岩 比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与
桥面间设计“敞肩拱” ，比外国早了1200多 年 敞肩拱不仅减轻自重、节省材料、减轻桥基负 担，使桥台轻巧，且位移很小，地基下沉甚微， 且拱圈内应力很小，是至今位移和沉陷微小且 不坠的重要原因之一； 该桥拱轴线和恒载压力线甚接近，拱圈各横截 面只受压力或微小拉力。该二线重合道理，到 现代才认识。
材料的进步促进结构与施工的进步
高强结构材料——高耸大跨结构 高效减水剂——泵送混凝土施工
“鸟巢”的设计理念是先进的，但目前可 供使用的材料不能满足要求，只能放弃部分 功能。
新型结构工程材料
纤维增强材料 轻钢彩板 建筑膜 建筑玻璃与金属结构
结构设计与材料性能的关系
熟悉建筑材料的基本知识、掌握 各种新材料的特性，是进行结构设计 必要的基本条件，否则会影响结构物 的外观、使用功能或耐用性。反之， 从事材料研究的人们可能由于对结构、 对工程环境不够了解，也会事倍功半， 甚至产生相反的结果。
现代主要结构工程材料
钢材、混凝土 钢－混凝土复合、组合 砌体－混凝土－钢材复合
各种桥梁
建筑材料的可持续发展
Sustainable Development of Construction materials
建筑材料生产消耗大量自然资源、能源， 并产生废气、废渣，对环境构成污染。如冶 炼1吨钢耗煤1.66吨、水48.6m3 ； 生产1吨水 泥耗煤178kg，排放约1吨CO2。
分析材料的尺度
分子尺度（对象：分子、原子）：决定物质的化学性质 10－7 ～ 10－3mm (C-S-H水化物、氢氧化钙结晶 )
全世界目前每年生产25亿多吨水泥（我 国占其中52%）；排放的CO2，约占全世界 总排放量的7％ 。
建筑材料的可持续发展
Sustainable Development of Construction materials
同时，建筑材料生产又可以消纳 与利用许多工、农业废料，包括有毒 或放射性的废料。如电厂的粉煤灰； 冶炼铁、铝、铜排放的矿渣以及许多 农产品的秸杆、谷壳等。
源影响大小进行评价，包括规划设计、建造、
建造物日常维护使用以及破坏拆除所损耗的 运输能源等。
新型建材促进
结构工程发展
古罗马万神殿，素混凝土半球穹顶直径43.5m，重12000 吨。
波兰世纪大厅钢筋混凝土肋形拱顶直径65m，重1500吨。 墨西哥一饭店双曲抛物面钢混薄壳屋盖直径32m、厚4cm， 重仅100吨。 德国园艺展览厅双曲抛物面玻璃纤维增强水泥屋盖，直 径31m、厚1cm，重25吨。 现代的轻钢彩板仅厚1mm，可现场加工成大跨度屋面， 重量进一步减轻；而膜建筑厚度仅为0.2mm，用其搭建的 新型膜结构每平方米重量才20Kg。
建筑材料
Construction Materials
Construction Materials &
Building Materials
问题
1.你们知道哪些建筑材料？ 2.最古老的建筑材料都有哪些？ 3.今天用量最大、用途最广的是什么建筑材料？ 4.建筑材料与结构工程材料的异同点在哪里？
绪论
0.1 建筑材料—人类—环境关系 0.2 建筑材料—工程结构关系 0.3 建筑材料的组成—结构—性能关系 0.4 建筑材料课程的特点与学习内容
可持续发展
前者往往指责后者在 降低生产、制造过程 中能耗的同时，却提 高了合体能耗。
实现可持续发展建筑有两种观点：
一是强调材料使用过程的无害性；
二是强调能耗，即节能。
这种分歧的根源在于绿色建材是一个系统 工程的概念，不能只看成是生产或使用过程 中的某个环节。
评价绿色建材与环境协调能力的方法一 般都用生命周期评价方法（Life Cycle Assessment）。该方法是对建筑材料整个生 命周期里的环境污染、能源和资源消耗与资
规范和标准是在总结前人大量实
践的基础上制订的，需要尊重，但是 并不等于照抄、照搬。伴随着工程实 践的创新和发展，规范和标准也需要 不断更新、不断完善。从这个角度来 说，与设计、施工相结合的科研工作， 目的就在于将规范和标准不断地推进， 反过来促进工程实践与理论的发展， 这也是培养高层次的结构工程师和设 计人才的需要。
杨裕球(林同炎公司副总裁）
工程师是做什么的？
科学讲分析，它设法去了解 自然是什么； 工程要综合，它努力去创造可能 的东西。
Wm. A.Wulf（美国工程院院长）
工程： 在约束条件下设计
Engineering: Design under Constraint
工程是创造，是设计可能的东 西，但它受到自然、造价、安全的 考虑，可靠性、环境的影响，可制 造性、可维护性以及许多其他的 “……性”的限制。
0.1 建筑材料—人类—环境 的关系
建筑材料—人类—环境
建筑材料是人类建造活 动所用一切材料的总称。人类 社会的基本活动——衣、食、 住、行，无一不直接或间接地 和建筑材料密切相关。
万里长城
总长度大约有10万里以上！ 所用建筑材料：
土、石、木料、砖、石灰
关外有关、城外有城，其材料运输量 之浩大、工程之艰巨世所罕见。体现 出我国古代建筑工程的高度成就，表 现出我国古代劳动人民的聪明才智。
湖南某大桥
施工是运用建筑材 料实现设计意图的中间 环节，也是建筑材料生 产的最终环节。
因此，施工既是结 构设计得到充分体现的 必要保证；也是建筑材 料性能能够正常发挥的 重要保证。
注重创新，提高综合能力
作为一位结构工程师，无论 是从事设计、施工还是科研，都 必须要注意创新，今后世界的竞 争是很激烈的，要努力处于领先 地位。
0.3 建筑材料的结构—性能 —组成
组成
结构
性能
材料的结构—性能—组成关系
材料科学的主要任务
建筑材料的种类
• 按功能分类
结构材料
防水材料
围护材料
吸音与隔声材料
隔热材料
装饰材料
• 按组成分类：
对结构材料的性能ห้องสมุดไป่ตู้求
强度——力学性能 变形性能 耐久性能 其他性能（快速交付使用；经济性）
都江堰
河北赵州石桥
建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m） 建造该桥的石材为青白色石灰岩 比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与
桥面间设计“敞肩拱” ，比外国早了1200多 年 敞肩拱不仅减轻自重、节省材料、减轻桥基负 担，使桥台轻巧，且位移很小，地基下沉甚微， 且拱圈内应力很小，是至今位移和沉陷微小且 不坠的重要原因之一； 该桥拱轴线和恒载压力线甚接近，拱圈各横截 面只受压力或微小拉力。该二线重合道理，到 现代才认识。
材料的进步促进结构与施工的进步
高强结构材料——高耸大跨结构 高效减水剂——泵送混凝土施工
“鸟巢”的设计理念是先进的，但目前可 供使用的材料不能满足要求，只能放弃部分 功能。
新型结构工程材料
纤维增强材料 轻钢彩板 建筑膜 建筑玻璃与金属结构
结构设计与材料性能的关系
熟悉建筑材料的基本知识、掌握 各种新材料的特性，是进行结构设计 必要的基本条件，否则会影响结构物 的外观、使用功能或耐用性。反之， 从事材料研究的人们可能由于对结构、 对工程环境不够了解，也会事倍功半， 甚至产生相反的结果。
现代主要结构工程材料
钢材、混凝土 钢－混凝土复合、组合 砌体－混凝土－钢材复合
各种桥梁
建筑材料的可持续发展
Sustainable Development of Construction materials
建筑材料生产消耗大量自然资源、能源， 并产生废气、废渣，对环境构成污染。如冶 炼1吨钢耗煤1.66吨、水48.6m3 ； 生产1吨水 泥耗煤178kg，排放约1吨CO2。
分析材料的尺度
分子尺度（对象：分子、原子）：决定物质的化学性质 10－7 ～ 10－3mm (C-S-H水化物、氢氧化钙结晶 )
全世界目前每年生产25亿多吨水泥（我 国占其中52%）；排放的CO2，约占全世界 总排放量的7％ 。
建筑材料的可持续发展
Sustainable Development of Construction materials
同时，建筑材料生产又可以消纳 与利用许多工、农业废料，包括有毒 或放射性的废料。如电厂的粉煤灰； 冶炼铁、铝、铜排放的矿渣以及许多 农产品的秸杆、谷壳等。
源影响大小进行评价，包括规划设计、建造、
建造物日常维护使用以及破坏拆除所损耗的 运输能源等。
新型建材促进
结构工程发展
古罗马万神殿，素混凝土半球穹顶直径43.5m，重12000 吨。
波兰世纪大厅钢筋混凝土肋形拱顶直径65m，重1500吨。 墨西哥一饭店双曲抛物面钢混薄壳屋盖直径32m、厚4cm， 重仅100吨。 德国园艺展览厅双曲抛物面玻璃纤维增强水泥屋盖，直 径31m、厚1cm，重25吨。 现代的轻钢彩板仅厚1mm，可现场加工成大跨度屋面， 重量进一步减轻；而膜建筑厚度仅为0.2mm，用其搭建的 新型膜结构每平方米重量才20Kg。
建筑材料
Construction Materials
Construction Materials &
Building Materials
问题
1.你们知道哪些建筑材料？ 2.最古老的建筑材料都有哪些？ 3.今天用量最大、用途最广的是什么建筑材料？ 4.建筑材料与结构工程材料的异同点在哪里？
绪论
0.1 建筑材料—人类—环境关系 0.2 建筑材料—工程结构关系 0.3 建筑材料的组成—结构—性能关系 0.4 建筑材料课程的特点与学习内容
可持续发展
前者往往指责后者在 降低生产、制造过程 中能耗的同时，却提 高了合体能耗。
实现可持续发展建筑有两种观点：
一是强调材料使用过程的无害性；
二是强调能耗，即节能。
这种分歧的根源在于绿色建材是一个系统 工程的概念，不能只看成是生产或使用过程 中的某个环节。
评价绿色建材与环境协调能力的方法一 般都用生命周期评价方法（Life Cycle Assessment）。该方法是对建筑材料整个生 命周期里的环境污染、能源和资源消耗与资