土木工程材料全册配套完整教学课件.ppt

1、土木工程材料全册配套完整教学课件,第 0 章,绪 论,目 录,基本要求 0.1 土木工程材料的定义和分类 0.2 土木工程材料在土木工程中的作用 0.3 土木工程材料在土木工程中的地位 0.4 我国土木工程材料的发展 0.5 土木工程材料的检验与标准 0.6 本课程的学习目的和任务,基本要求,内容 主要介绍土木工程材料的定义。我国在土木工程材料方面的创造、贡献与地位；土木工程材料的分类及分类及其技术标准等知识。主要介绍土木工程材料在专业学习中的重要性；重点土木工程材料的定义土木工程材料的检验与标准 本课程的学习目的和任务,基本要求,重点土木工程材料的分类及分类方法。难点土木工程材料的检验与标准

2、各种标准的代号注意事项联系工程实际进行学习 结合课堂讲授的内容，加强对材料试验的实践。,第 0 章 绪 论,0.1土木工程材料的定义和分类,Back,0.1.1 土木工程材料的定义 土木工程材料是指在土木工程建设中用于构成建筑物或构筑物的各种材料的总称。如水泥、钢材、木材、混凝土、石材、砖、石灰、石膏、建筑塑料、沥青、玻璃及建筑陶瓷等，其品种达数千种之多。0.1.2土木工程材料的分类土木工程材料种类繁多、性能各异且用途不同。在工程中，常从不同角度对土木工程材料加以分类。,Back,1.按材料的化学成分分类按土木工程化学成分来分，材料分为无机材料、有机材料和复合材料3大类，见表0-1。表0-1

3、土木工程材料按化学成分分类,2.按材料的使用功能分类按使用功能来分，土木工程材料分为结构材料、墙体材料和功能材料3大类。（1）结构材料：主要是指构成结构物受力构件，用于承受荷载的材料。如梁、板、柱、基础、框架及其他受力构件和结构等所用的材料，具体包括水泥、混凝土、石材、钢材以及砖混结构用于砌筑承重墙的砖。在现阶段，钢材、水泥以及钢筋混凝土和预应力钢筋混凝土仍是我国土木工程中所采用的主要结构材料。,（2）墙体材料：是指建筑物内、外及分隔墙体所采用的材料，分承重和非承重两类。目前，我国大量采用的墙体材料为砌墙砖、混凝土砌块及加气混凝土砌块等。此外，还有混凝土墙板、石膏板、金属板材和复合墙体等，特别

4、是轻质多功能的复合墙板发展较快。（3）功能材料：是指具有某些特殊功能的材料，用于满足建筑物或构筑物的适用性。如防水材料、保温材料、隔音吸声材料、装饰材料、耐火材料、耐腐蚀材料以及防辐射材料等。这类材料品种繁多，形式多样，功能各异，正越来越多地应用于各种建筑物或构筑物上。,0.2土木工程材料在土木工程中的作用 随着历史的发展、社会的进步，特别是科学技术的不断创新，土木工程材料的内涵也在不断丰富。从人类文明发展早期的木材、石材等天然材料到近代以水泥、混凝土、钢材为代表的主体土木工程材料，进而发展到现代由金属材料、高分子材料、无机硅酸盐材料互相结合而产生的众多复合材料，形成了土木工程材料丰富多彩的大

5、家族。纵观土木工程历史的长河，土木工程材料日新月异无疑土木工程科学的发展起到了巨大的推动作用。,其一，土木工程材料是土木工程的物质基础，不论是高达492m的上海环球金融中心，还是普通的一幢临时建筑，都是由各种散体材料经过缜密的设计和复杂的施工最终构建而成的。土木工程材料的物质性还体现在其使用的巨量性，一幢单体建筑一般重达几百至数千吨甚至可达数万、几十万吨，这形成了工程材料的生产、运输、使用等方面与其他门类材料的不同。其二，土木工程材料的发展赋予了建筑物（构筑物）以时代的特性和风格。西方古典建筑的石材廊柱，中国古代以木结构为代表的宫廷建筑，当代以钢筋混凝土和型钢为主体材料的超高层建筑以及大型公共

6、建筑，都呈现出鲜明的时代感。,其三、工程设计理论不断进步和施工技术的革新不仅受到材料发展的制约，同时也受到其发展的推动。大跨度预应力结构、薄壳结构、悬索结构、空间网架结构、节能型特色环保建筑、绿色建筑、生态建筑的出现无疑都是与新材料的产生密切相关的。其四，土木工程材料正确、节约、合理的运用直接影响到建设工程的造价和投资。目前，在我国的土木工程的总造价中，土木工程材料的费用约占总费用的5060%。而土木工程施工的全过程实质上是按设计要求把土木工程材料逐步变成建筑物（构筑物）的过程。特殊工程这一比例还要提高，对于中国这样一个发展中国家，对工程材料特性的深入了解和认识，最大限度地发挥其效能，进而达到

7、最大的经济效益，具有非常重要的意义。,0.3 土木工程材料在土木工程中的地位土木工程材料和建筑设计、建筑结构、公路、城市道路、建筑经济及建筑施工等学科分支一样，是土木和交通运输工程学科极为重要的一部分。因为土木工程材料是土木工程的物质基础。一个优秀的土木工程师总是把建筑艺术和以最佳方式选用的土木工程材料融合一起。土木工程师只有在很好地了解土木工程材料的性能后，才能根据力学计算，准确地确定土建构件的尺寸和创造出先进的结构型。要使土建结构的受力特性和材料特性有机统一，合理地使用土木工程材料。它涉及材料的选用、运输、储存以及加工等诸方面。总之，从事土木工程的技术人员都有必须了解和掌握土木工程材料有关

8、技术知识，并使所采用的材料最大限度地发挥其效能，合理、经济地满足土木工程的各种要求。,0.4 我国土木工程材料的发展材料科学和材料（含土木工程材料）本身都是随着社会生产力和科技水平的提高而逐渐发展。在上古时期，人类居于天然山洞或树巢中，“垒石为穴，构木为巢”，以后逐步采用粘土、石、木等天然材料建造房屋。我国劳动人民在3000年前已能烧制石灰、砖瓦等人造建造材料，冶铜技术亦相当高明。到战国时期，筒瓦、板瓦已广泛使用，并出现了大块空心砖和墙壁装修用砖。在公元前850公元前221年，已有铁器应用。,自古以来，我国劳动者在土木工程材料的生产和使用方面曾经取得了许多重大成就。如始建于公元前7世纪的万里长

9、城，所使用的砖石材料就达1亿立方米；福建泉州的洛阳桥是900多年前用石材建造的，其中一块石材达有200余吨；山西五台山木结构的佛光寺大殿已有千余年历史仍完好无损，等等。这些都有力证明中国人民的土木工程材料生产、施工和使用方面的智慧和技巧。,在欧洲，用天然火山灰、石灰、碎石拌制天然混凝土用于建筑，在公元前2世纪已有应用，直到19世纪初，才开始采用人工配料，再经煅烧、磨细制造水泥，因它凝结后与英国波特兰岛的石灰石颜色相似，故称波特兰水泥，即我国的硅酸盐水泥。此项发明于1824年由英国人阿斯普丁（J.Aspdin）取得专利，并于1925年用于修建泰晤士河水下公路隧道工程。钢材在建筑工程中的应用也是1

10、9世纪中叶的事。1850年法国人郎波制造了第一艘钢筋混凝土小船，1872年在纽约出现了第一所钢筋混凝土房屋。水泥和钢材这两种新材料的问世，为建造高层建筑和大跨度桥梁提供了物质基础。,建国以来，特别是改革开放以后，我国土木工程材料生产得到了更迅速的发展。钢材已跻身于世界生产大国之列；水泥工业已由解放前年产量不足百万吨的单一品种，发展为品种、标号齐全，年产量突破4亿吨的水平；陶瓷材料也由过去的单一白色瓷器发展到有上千种花色品种的陶瓷产品，而且生产的高档配套建筑卫生陶瓷已可满足高标准建筑的需要；我国的玻璃工业也发展很快，普通玻璃已由建国初期年产仅108万标箱发展到1亿余标箱，且能生产功能各异的新品种

11、；随着生活水平的提高和住房条件的改善，装饰材料更是丰富多彩，产业蓬勃兴旺。,我国道路沥青的生产从无到有，目前有三个方面的生产力量。（1）中国石化总公司系统所属的炼油厂，这是主要的沥青供应渠道，生产的沥青约占全国的3/4，其中道路沥青占2/3；（2）中国石油天然气总公司系统的沥青厂，分属于各个油田，主要是几个稠油处理厂。10年来沥青总产量增长了10倍，道路沥青增长了20倍，已占全国的1/3；（3）地方化工部门及其它沥青厂(包括辽宁交通厅所属盘锦市沥青厂)。到2010年止，我国的水泥、平板玻璃、建筑卫生陶瓷和石墨、滑石等部分非金属矿产品的产量已跃居世界第一。我国的水泥产量18.8亿吨，平板玻璃产量

12、6.6亿重量箱，建筑陶瓷产量78亿平方米，卫生陶瓷产量1.7亿件，是名副其实的土木工程材料生产大国。,但是，必须看到，我国土木工程材料企业的总体科技水平、管理不平还是比较落后的。主要表现在：能源消耗大；劳动生产率低；产业结构落后、污染环境严重；集约化程度低；市场应变能力差等。因此，我国土木工程材料工业还处于“大而不强”的状态。针对此情况，我国土木工程材料主管部门提出了土木工程材料工业“由大变强，靠新出强”的发展战略。其总目标是：从现在起力争用3040年时间，逐步把建筑工业建设成具有国际竞争能力，适应国民经济高度发展的现代化原材料及制品工业，与交通土建及建筑工程一起，成为国民经济的支柱产业。,这

13、个总目标的内容包括：（1）建设有我国特色的现代化的新技术结构，着力发展新技术、新工艺、新材料；（2）建设高效益的新产业结构，实现由一般产品向高质量产品，低档产品向中、高档产品，单一产品向配套产品的转变，使产品结构适应需求变化；（3）建设起新的现代化管理体制；（4）塑造一支适应现代化建设要求的新队伍。因此，我国的土木工程材料必将会发展更快，其产品的品种、质量和产量可极大地满足我国建设事业蓬勃发展的需要。,0.5 土木工程材料的检验与标准标准一词广义上讲是指对重复事物和概念所作的统一规定，它以科学、技术和实践的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管部门批准发布，作为共同遵守的准则和依据。与土木

14、工程材料的生产和选用有关标准主要有产品标准和工程建设标准两类。产品标准是为保证工程材料产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所制定的标准，其中包括品种、规格、技术性能、试验方法、检验规则、包装、储藏、运输等内容。工程建设标准是对工程建设中的勘察、规划、设计、施工、安装、验收等需要协调统一的事项所制定的标准，其中结构设计规范、施工及验收规范中有与工程材料的选用相关的内容。,实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要的意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。以工程材料性能试验方法为例，如果不实行标准化，不同的部门或单位采用不同的试验方法，则所得的试验结果就无有可比性，其获得的

15、实验数据将毫无意义。所以，没有标准化，则工程设计、产品的生产及质量的检验就失去了共同的依据和准则。由此可见，标准化为生产技术和科学发展建立了最佳秩序，并带来了社会效益。,目前，我国常用的标准主要有国家级、行业或部级、地方级和企业级四类，它们分别由相应的标准化管理部门批准颁布。中国国家质量技术监督局是国家标准化管理的最高机构。国家标准和行业标准是国家指令性技术文件，全国通用，各级有关部门必须执行。地方标准是在地方主管部门制定和发布的地方性技术文件，适合于本地区使用。凡是没有相应的国家、行业和地方标准的产品，生产中应按企业标准执行，企业标准所制定的相关技术要求应高于类似或相关产品的国家标准。各级标

16、准的相应代号如下。,（1）国家标准。GB国家强制性标准，全国必须执行，产品的技术指标不得低于标准中规定的要求。GB/T国家推荐性标准。（2）行业或部级标准。如建筑行业标准（代号JG）、建材行业标准（代号JC）、水利行业标准（代号SL）、交通行业标准（代号JT）、黑色冶金行业（代号YB）、铁路行业（代号TB）等。（3）地方标准（代号DB）和企业标准（代号QB）。,标准的一般表示方法是由标准名称、部门代号（以汉语拼音字母表示）、标准编号和标准颁布年份四部分组成。如砌体工程施工质量验收规范（GB 502032002）、混凝土强度检验评定标准（GB/T 501072010）、混凝土用水标准（JGJ 632006）等。（有关工程建设方面的技术标准代号，应在部门代号后加J）。我国加入WTO后，采用和参考国际通用标准和先进标准是加快我国土木工程材料工业与世界步伐接轨的重要措施，对促进建材工业的科技进步，提高产品质量和标准化水平，扩大土木工程材料的对外贸易有着重要作用。,常见的国际标准有以下几类。（1）美国材料与试验协会标准（ASTM）等，属于国际团体和公式标准。（2）联邦德国工业标准（DIN）、欧洲