土木工程材料版教学课件绪论.pptx

1、0.1 概述概述 0.2 建筑材料的发展史建筑材料的发展史 什么是建筑材料？什么是建筑材料？建筑材料是房屋、桥梁、道路、水工等土建工程中所有材料的建筑材料是房屋、桥梁、道路、水工等土建工程中所有材料的总称。总称。水泥水泥石灰石灰砂砂石钢材钢材沥青沥青塑料塑料木材木材建筑材料的重要性体现在哪些方面？建筑材料的重要性体现在哪些方面？建筑材料建筑材料是建筑业的物质是建筑业的物质基础基础，在建筑工程总投资中，在建筑工程总投资中，建筑材料的投资，建筑材料的投资通常占通常占50%50%以上以上各式各样建筑各式各样建筑艺术的艺术的发挥以及各种建筑功能发挥以及各种建筑功能的实现，必须有品种的实现，必须有品种多

2、样、多样、质量质量良好良好的建筑材料的建筑材料建筑材料建筑材料的质量直接关系到建筑工程的质量的质量直接关系到建筑工程的质量安全、优质安全、优质的建筑材料的建筑材料AND为人类安居为人类安居的场所提供保障的场所提供保障合理使用合理使用劣质劣质的建筑的建筑材料材料OR引发安全事故引发安全事故不不合理使用合理使用 2010年年11月月15日日14时，上海静安区胶州路一栋高层公寓起火，大火导时，上海静安区胶州路一栋高层公寓起火，大火导致致58人遇难。人遇难。事故事故现场违规使用大现场违规使用大量尼龙网、聚氨酯泡量尼龙网、聚氨酯泡沫等易燃建筑材料是沫等易燃建筑材料是导致大火迅速蔓延的导致大火迅速蔓延的主

3、要原因主要原因之一之一 2011年年3月月28日，贵阳市金阳新区的一个城中村发生在建楼房垮塌事日，贵阳市金阳新区的一个城中村发生在建楼房垮塌事故，故，9人遇难人遇难楼房的第三层和第楼房的第三层和第四层四层违规采用空心违规采用空心砖砖作为承重墙作为承重墙劣质木地板劣质木地板木地板吸水膨胀木地板吸水膨胀导致翘曲导致翘曲较高的吸水率较高的吸水率和吸水膨胀率和吸水膨胀率铺设铺设前未在前未在当当地环境中地环境中放置放置木地板干缩木地板干缩导致开裂导致开裂木地板中的含水木地板中的含水率率未降至平衡含水率未降至平衡含水率建筑材料如何分类？建筑材料如何分类？基础用建筑材料基础用建筑材料按所处部位分类按所处部位

4、分类 主体用建筑材料主体用建筑材料屋面用建筑材料屋面用建筑材料地面用建筑材料地面用建筑材料结构材料结构材料按使用功能分类按使用功能分类 围护材料围护材料保温隔热材料保温隔热材料防水防水材料材料装饰装修材料装饰装修材料吸声隔声材料吸声隔声材料建筑材料如何分类？建筑材料如何分类？无机材料无机材料按化学成分和组成分类按化学成分和组成分类 有机材料有机材料复合复合材料材料金属金属材料材料非金属材料非金属材料植物植物材料材料高分子材料高分子材料金属非金属复合材料金属非金属复合材料无机有机复合材料无机有机复合材料铁、钢、铝铁、钢、铝 等等混凝土、石灰、砖混凝土、石灰、砖 等等木材、竹材及制品木材、竹材及制

5、品 等等沥青、塑料、合成橡胶沥青、塑料、合成橡胶 等等钢纤维混凝土、铝塑板钢纤维混凝土、铝塑板 等等沥青混凝土、聚合物混凝土沥青混凝土、聚合物混凝土 等等建筑材料有哪些标准？代号是什么？建筑材料有哪些标准？代号是什么？强制性标准强制性标准GB国家标准国家标准推荐推荐性标准性标准GB/T建工行业标准建工行业标准JGJ行业行业标准标准建材行业标准建材行业标准JC交通交通行业行业标准标准JT冶金行业标准冶金行业标准YB水电水电行业标准行业标准SD林业林业行业标准行业标准LYDB地方标准地方标准QB企业企业标准标准建筑材料有哪些标准？代号是什么？建筑材料有哪些标准？代号是什么？白色硅酸盐水泥白色硅酸盐

6、水泥GB/T 20152017发布年号：发布年号：2017年年 发布顺序号发布顺序号：2015标准代号：标准代号：GBT为推荐标准，无为推荐标准，无T为强制标准为强制标准 标准名称：混凝土结构设计规范标准名称：混凝土结构设计规范 各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准名称、标准代号、发各级标准均有相应的代号，其表示方法由标准名称、标准代号、发布顺序号和发布年号组成布顺序号和发布年号组成建筑材料建筑材料人类文明人类文明旧石器时代旧石器时代居住在天然洞穴，不需要建筑材料居住在天然洞穴，不需要建筑材料土土 木木新石器时代新石器时代公元公元20002000年年公元公元10001000年年公元元年公元

7、元年50005000年前年前一万年前一万年前西安半坡西安半坡氏族的圆形房子氏族的圆形房子木木基础、柱、梁基础、柱、梁粘土和粘土和草草墙墙河姆渡干栏式房屋复原图河姆渡干栏式房屋复原图土砖房土砖房粘土粘土秸秆或秸秆或稻草稻草晒干晒干土砖土砖粘土粘土砌筑胶凝材料砌筑胶凝材料粘土粘土砂和草砂和草晒干晒干土砖土砖粘土粘土砌筑胶凝材料砌筑胶凝材料埃及人采用尼罗河的埃及人采用尼罗河的泥浆泥浆制做土砖砌筑房屋制做土砖砌筑房屋取材方便取材方便可塑性好可塑性好干缩开裂干缩开裂耐水性差耐水性差轻质高强轻质高强易于加工易于加工弹性和韧性好弹性和韧性好内部不均匀内部不均匀湿胀干缩大湿胀干缩大耐火和耐腐朽性差耐火和耐腐朽

8、性差古代工程建设也古代工程建设也称为称为公元公元20002000年年公元公元10001000年年公元元年公元元年50005000年前年前一万年前一万年前土、木土、木石石 石灰、石膏、火山灰石灰、石膏、火山灰青铜时代青铜时代石器时代石器时代柱础柱础墙垣墙垣左塞尔左塞尔阶梯金字塔阶梯金字塔公元前公元前2700年年世界世界上最早用石块修建的陵墓上最早用石块修建的陵墓胡夫金字塔胡夫金字塔公元前公元前2560年年世界上最大的金字塔世界上最大的金字塔实心的巨石体实心的巨石体希腊巴特希腊巴特农神庙农神庙空间架构空间架构公元前公元前438年建成年建成46根高根高达达10米的石柱支撑米的石柱支撑建筑中梁建筑中梁

9、跨度都很小跨度都很小的抗压强度非常的抗压强度非常但抗但抗弯弯抗剪强度较抗剪强度较建于公元建于公元72至至82年间年间面积约面积约2万平方米万平方米10万万立方米石料立方米石料可容纳近九万人可容纳近九万人 古罗马圆形大剧场古罗马圆形大剧场赵州桥赵州桥公元公元605至至616年年桥体全部用石料建成桥体全部用石料建成净跨净跨37m 宽宽9m拱矢高度拱矢高度7.24m利用拱将石材的优势充分发挥利用拱将石材的优势充分发挥抗压强度高抗压强度高耐久性好耐久性好自重大自重大抗弯抗剪强度低抗弯抗剪强度低加工运输困难加工运输困难古埃及：石膏古埃及：石膏古希腊：石灰古希腊：石灰硫酸钙硫酸钙氧化钙氧化钙(生石灰生石灰

10、)氢氢氧化钙氧化钙(熟石灰熟石灰)古罗马：石灰古罗马：石灰+砂砂煅烧温度较低煅烧温度较低可塑性和保水性好可塑性和保水性好强度低强度低耐水性差耐水性差水化热大水化热大凝结硬化凝结硬化慢慢体积收缩体积收缩大大凝结硬化快凝结硬化快体积微膨胀体积微膨胀维苏威火山维苏威火山庞贝古城庞贝古城具有潜在水硬性具有潜在水硬性强度高强度高耐久性好耐久性好天然资源较少天然资源较少活性氧化硅活性氧化硅罗马万神殿罗马万神殿石灰石灰砂砂火山灰火山灰公元公元20002000年年公元公元10001000年年公元元年公元元年50005000年前年前一万年前一万年前土、木土、木石器时代石器时代石、石灰、石膏、火山灰石、石灰、石膏

11、、火山灰青铜时代青铜时代砖砖 瓦瓦铁器时代铁器时代长城长城砖：砖：重量不大，重量不大，尺寸尺寸相同相同人工搬运人工搬运 手工施工手工施工施工方便施工方便加快加快施工施工速度速度提提升升了了施工质量施工质量红砖红砖青砖青砖取材方便取材方便煅烧温度较低煅烧温度较低抗压强度较高抗压强度较高运输方便运输方便孔隙率大孔隙率大抗弯抗剪强度低抗弯抗剪强度低破坏破坏土地资源土地资源多孔砖多孔砖空心砖空心砖阿房宫前殿遗址阿房宫前殿遗址西汉西汉“都司空都司空”瓦当瓦当普通普通瓦瓦琉璃瓦琉璃瓦防水隔热性好防水隔热性好强度较高强度较高耐腐蚀性好耐腐蚀性好脆性大脆性大易破损易破损公元公元20002000年年公元公元10

12、001000年年公元元年公元元年50005000年前年前一万年前一万年前土、木土、木石器时代石器时代石、石灰、石膏、火山灰石、石灰、石膏、火山灰青铜时代青铜时代砖、瓦铁器时代钢铁钢铁 混凝土混凝土工业时代工业时代英国塞文河铁桥（英国塞文河铁桥（1779年）年）英国桑德兰英国桑德兰铁桥铁桥（1796年）年）拱形结构，拱形结构，跨度跨度30米米单跨单跨拱拱桥桥，全长全长72米米法兰西剧院的铁屋顶（法兰西剧院的铁屋顶（1786年）年）巴黎旧王宫奥尔良廊（巴黎旧王宫奥尔良廊（1829-1831年）年）巴黎植物园巴黎植物园的温室的温室（1833年）年）伦敦海德公园世界博览会会馆（伦敦海德公园世界博览会会

13、馆（1851年）年）埃菲尔铁塔（埃菲尔铁塔（1889年）年）芝加哥家庭保险公司大厦（芝加哥家庭保险公司大厦（1885年）年）共10层，高55米塔高塔高328米，重约米，重约7000吨吨18000个钢铁个钢铁部件和部件和250万个铆钉万个铆钉轻质高强轻质高强 刚度刚度大大材质均匀材质均匀塑性、韧性好塑性、韧性好耐腐蚀性差耐腐蚀性差耐火性差耐火性差纽约世贸中心纽约世贸中心110层，层，411米米塔柱边宽塔柱边宽63.5米米用用钢钢78000吨吨外围为密置的钢外围为密置的钢柱柱墙墙面为铝板和玻璃面为铝板和玻璃78-84th floors94-98th floors2001年年9月月11日日8:46

14、AM 北楼北楼 10:28 AM 9:03 AM 南楼南楼 10:05 AM1750180018501900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年爱迭斯顿灯塔爱迭斯顿灯塔英国工程师英国工程师斯米顿发现：斯米顿发现：水硬性水硬性石灰，必须采用含有粘土的石灰，必须采用含有粘土的石灰石来石灰石来烧制。烧制。1750180018501900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年烧制罗马水泥烧制罗马水泥1796年年英国人帕克英国人帕克用泥灰岩烧制出了一种用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色，很像古罗马时水泥，外观呈棕色，很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物，命名为代的石灰和火山灰混合物，命名为罗马水泥

15、罗马水泥。天然天然泥灰岩作原料，不经配料直接泥灰岩作原料，不经配料直接烧制而成的，故又名天然水泥烧制而成的，故又名天然水泥。具有具有良好的水硬性和快凝特性，特良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的别适用于与水接触的工程。工程。1750180018501900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年烧制罗马水泥烧制罗马水泥1796年年发明波特兰水泥发明波特兰水泥1824年年英国建筑英国建筑工人阿斯普丁工人阿斯普丁取得取得了波特兰水泥的专利权了波特兰水泥的专利权。他用他用石灰石和粘土为原料，石灰石和粘土为原料，按一定比例配合后，按一定比例配合后，在立在立窑窑内煅烧成熟料，再经磨细制内煅烧成熟

16、料，再经磨细制成成水泥。水泥。1750180018501900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年烧制罗马水泥烧制罗马水泥1796年年发明波特兰水泥发明波特兰水泥1824年年发明铁网水泥花盆发明铁网水泥花盆1867年年莫尼莫尼哀的铁网水泥花盆哀的铁网水泥花盆的设计图纸的设计图纸1750180018501900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年烧制罗马水泥烧制罗马水泥1796年年发明波特兰水泥发明波特兰水泥1824年年发明铁网水泥花盆发明铁网水泥花盆1867年年建成钢筋混凝土桥建成钢筋混凝土桥1875年年首座钢筋混凝土桥首座钢筋混凝土桥长长16米、宽米、宽4米米175018001850

17、1900烧制水硬性石灰烧制水硬性石灰1756年年烧制罗马水泥烧制罗马水泥1796年年发明波特兰水泥发明波特兰水泥1824年年发明铁网水泥花盆发明铁网水泥花盆1867年年建成钢筋混凝土桥建成钢筋混凝土桥1875年年建成英格尔斯大楼建成英格尔斯大楼1903年年美国辛辛那提市的英格尔斯大楼美国辛辛那提市的英格尔斯大楼16层，高层，高64米米世界上第一幢钢筋混凝土高层建筑世界上第一幢钢筋混凝土高层建筑课堂讨论：课堂讨论：钢筋和混凝土是两种物理性质和力钢筋和混凝土是两种物理性质和力学性能都很不相同的材料，它们为学性能都很不相同的材料，它们为什么可以相互结合，共同工作并获什么可以相互结合，共同工作并获得非

18、常良好的效果呢得非常良好的效果呢？u混凝土良好的粘结性能混凝土良好的粘结性能u钢筋和钢筋和混凝土混凝土非常非常接近的线膨胀系数接近的线膨胀系数原材料丰富原材料丰富 成本低成本低抗压强度高抗压强度高可塑性好可塑性好与钢筋粘结良好与钢筋粘结良好抗拉强度低抗拉强度低自重大自重大硬化慢硬化慢钢钢混凝土混凝土作为作为钢筋的钢筋的保护层保护层降低降低钢筋耐腐蚀性差和耐火性钢筋耐腐蚀性差和耐火性差给结构带来的差给结构带来的风险风险 钢和混凝土的组合结构具有良好的抗震性能和耐腐蚀钢和混凝土的组合结构具有良好的抗震性能和耐腐蚀耐火等性能。耐火等性能。作为承受拉力的作为承受拉力的载体载体可以可以弥补混凝土抗拉强度低弥补混凝土抗拉强度低的弱点的弱点华沙文化科学宫（华沙文化科学宫（1955年）年）迪拜塔迪拜塔（2010年）年）42层层241米米162层层，828米米公元公元20002000年年公元公元10001000年年公元元年公元元年50005000年前年前一万年前一万年前土、木土、木石器时代石器时代石、石灰、石膏、火山灰石、石灰、石膏、火山灰青铜时代青铜时代砖、瓦铁器时代钢铁、钢铁、水泥、混凝土水泥、混凝土工业时代工业时代功能材料、智能材料等新型建材功能材料、智能材料等新型建材科技科技时代时代新型智能材料新型智能材料新型防水材料新型防水材料新型保温材料新型保温材料新型复合材料新型复合材料