从四种主要建筑材料的发展看今后土木工程的发展趋势

从四种主要建筑材料的发展看今后土木工程的发展趋势

（专业导论论文）

班级 11土木工程（1）班

姓名黄晓敏

学号 23031101024

指导老师陈新元

日期 2011-11-19

目录

摘要 (1)

引言 (1)

木材 (2)

钢材 (2)

砌体 (3)

混凝土 (6)

四种主材料的发展趋势与今后土木工程的发展趋势 (7)

结束语 (7)

从四种主要建筑材料的发展看今后土木工

程的发展趋势

作者：黄晓敏摘要：建筑材料有许多种，如：木材、竹材、石材、水泥、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等。在芸芸众多的建筑材料中，有四种是主要建筑材料，分别是：木材、钢材、混凝土和砌体。从四种主要建筑材料的发展可以看出，今后土木工程的发展趋向钢材、砌体和混凝土。

Abstract：There are many kinds of material for building construction, such as wood, bamboo, stone, cement, brick, china, glass, engineering-plastics, Composite materials and so on. But there are four kinds of material are mainly. There are wood, steel, concrete and masonry structure. From the development of them, people can infer the development of civil engineering will tend to steel, concrete and masonry structure in the future.

关键词：主材料木材钢材

(main material) (wood) (steel)

砌体混凝土

(masonry structure) (concrete)

引言

在建筑工程中，必不可少的是建筑材料。建筑材料分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封的材料。此处只介绍木材、钢材、混凝土和砌体四种结构主材料，以及从这四种结构主材料的发展趋势推测今后土木工程的发展趋势。

一、木材

木材是能够次级生长的植物，如乔木和灌木，所形成的木质化组织。这些植物在初生生长结束后，根茎中的维管形成层开始活动，向外发展出韧皮，向内发展出木材。木材是维管形成层向内的发展出植物组织的统称，包括木质部和薄壁射线。木材对于人类生活起着很大的支持作用。根据木材不同的性质特征，人们将它们用于不同途径。

适用于建筑方面的木材，是针叶树材和某些阔叶树材。针叶树材一般树干高大，纹理通直，易加工，易干燥，开裂和变形较小，适于作结构用材。某些阔叶树材，质地坚硬、纹理色泽美观，适于作装修用材。

木材有很好的力学性质，但木材是有机各向异性材料，顺纹方向与横纹方向的力学性质有很大差别。木材的顺纹抗拉和抗压强度均较高，但横纹抗拉和抗压强度较低。木材强度还因树种而异，并受木材缺陷、荷载作用时间、含水率及温度等因素的影响，其中以木材缺陷及荷载作用时间两者的影响最大。因木节尺寸和位置不同、受力性质（拉或压）不同，有节木材的强度比无节木材可降低30～60%。在荷载长期作用下木材的长期强度几乎只有瞬时强度的一半。

在古建筑中木材广泛应用于寺庙、宫殿、寺塔以及民房建筑中。中国现存的古建筑中，最著名的有山西五台山佛光寺东大殿，建于公元857年；山西应县木塔，建于公元1056年，高达67.31米。在现代土木建筑中，木材主要用于建筑木结构、木桥、模板、电杆、枕木、门窗、家具、建筑装修等。

然而，木材却有着以下缺陷；

①天然缺陷。如木节、斜纹理以及因生长应力或自然损伤而形成的缺陷。木节是树木生

长时被包在木质部中的树枝部分。原木的斜纹理常称为扭纹，对锯材则称为斜纹。

②生物为害的缺陷。主要有腐朽、变色和虫蛀等。

③干燥及机械加工引起的缺陷。如干裂、翘曲、锯口伤等。缺陷降低木材的利用价值。

④干燥的木材极易着火。

二、钢材

钢材应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成需要的各种形状、尺寸和性能的材料。大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。

而用于建筑领域的钢材，是建筑钢材。建筑钢材，顾名思义，就是建筑用的钢材。

建筑用黑色和有色金属材料以及它们与其他材料所组成的复合材料的统称。建筑用金属材料是构成土木工程物质基础的四大类材料（钢材、水泥混凝土、木材、砌体）之一。

简史

17世纪70年代，人类开始大量应用生铁作建筑材料，到19世纪初发展到用熟铁建造桥梁、房屋等。这些材料因强度低、综合性能差,在使用上受到限制,但已是人们采用钢铁结构的开始。19世纪中期以后，钢材的规格品种日益增多，强度不断提高，相应地连接等工艺技术也得到发展，为建筑结构向大跨重载方向发展奠定了基础，带来了土木工程的一次飞跃。

19世纪50年代出现了新型的复合建筑材料──钢筋混凝土。至20世纪30年代，高强钢材的出现又推动了预应力混凝土的发展，开创了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的新的历史时期，使土木工程发生了新的飞跃。

与此同时，各国先后推广具有低碳、低合金（加入5%以下合金元素）、高强度、良好的韧性和可焊性以及耐腐蚀性等综合性能的低合金钢。随着桥梁大型化，建筑物和构筑物向大跨、高层、高耸发展以及能源和海洋平台的开发，低合金钢的产量在近30年来已大幅度增长,其在主要产钢国的产量已占钢材总产量的7～10%，个别国家达20%以上，其中35～50%用于房屋建筑和土木工程，主要为钢筋、钢结构用型材、板材，而且土木工程钢结构用低合金钢的比例已从10%提高到30%以上。近年来，各国大力发展不同于普通钢材品种的各种高效钢材，其中包括低合金钢材、热强化钢材、冷加工钢材、经济断面钢材以及镀层、涂层、复合、表面处理钢材等，经在建筑业中使用，已取得明显的经济效益。

分类及应用

建筑用金属材料，包括黑色和有色金属材料，以及近年发展起来的钢铁材料与各种有色金属及其合金或与其他材料相配合的复合材料。

建筑业主要采用黑色金属材料中的钢材，铸铁主要用作铸铁制品(如压力管等)。中国建筑用钢多数是采用平炉和氧气顶吹转炉冶炼的低碳钢(碳含量小于0.25%)、中碳钢（碳含量0.25～0.60%）及低合金钢，并以沸腾钢或镇静钢工艺生产，其中沸腾钢因冲击、时效、冷脆性能较镇静钢为差，使用时在某些结构中有所限制，如铁路桥梁、重级工作制吊车梁等。半镇静钢机械性能优于沸腾钢而接近镇静钢,