土木工程中的材料

1土木工程材料的一般性質(zhì)

土木工程材料是指直接構(gòu)成土木工程實(shí)體的材料：石灰、水泥、混凝土、剛材、防水材墻體與屋面材料、裝飾材料等。

1土木工程中的材料

2土木工程中所用材料的重要性質(zhì)物理性質(zhì)力學(xué)性質(zhì)耐久性質(zhì)3土木工程中的材料

土木工程材料分類（化學(xué)成分）無(wú)機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料非金屬材料金屬材料植物質(zhì)材料瀝青材料高分子材料金屬-非金屬材料無(wú)機(jī)非金屬-有機(jī)材料

4土木工程中的材料

土木工程材料分類（功能）承重結(jié)構(gòu)材料

非承重結(jié)構(gòu)材料

功能材料

5土木工程中的材料

早期土木工程材料

磚、瓦、砂、土、灰、木材

“秦磚漢瓦”

粘土磚（240*115*53）爐渣磚

6土木工程中的材料

早期土木工程材料

空心磚灰沙磚

7土木工程中的材料

早期土木工程材料

“秦磚漢瓦”

粘土瓦水泥瓦

8土木工程中的材料

早期土木工程材料

“秦磚漢瓦”

玻璃瓦瀝青瓦

9土木工程中的材料

早期土木工程材料

“石材”

花崗巖條石土木工程中的材料

24種主要工程材料簡(jiǎn)介

（1）鋼材常用鋼材：鋼結(jié)構(gòu)用型鋼鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)用鋼筋與鋼絲1011拉伸壓縮彎曲剪切扭轉(zhuǎn)

鋼材的主要性能鋼材的力學(xué)性能：即是指鋼材在外力（載荷）作用時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的性能，包括：強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性和疲勞強(qiáng)度等。土木工程中的材料

12鋼材的強(qiáng)度指標(biāo)和塑性指標(biāo)由單向拉伸試驗(yàn)確定低碳鋼的拉伸試驗(yàn)。土木工程中的材料

動(dòng)畫：低碳鋼的拉伸試驗(yàn)(應(yīng)力應(yīng)變曲線)131415主要強(qiáng)度指標(biāo)：彈性模量：E=tg

比例極限：fp彈性極限：fe屈服上限(s點(diǎn))：fs屈服下限(s’點(diǎn)，屈服點(diǎn))：fy強(qiáng)度極限：fb強(qiáng)度性能Oses’pfp···fefb·b·cfy土木工程中的材料

16屈強(qiáng)比：屈服強(qiáng)度與極限強(qiáng)度是衡量鋼材強(qiáng)度的兩個(gè)重要指標(biāo)，二者之比稱為屈強(qiáng)比f(wàn)s/fb。

在應(yīng)用中，fs/fb愈小，則反映鋼材的可靠性愈大，結(jié)構(gòu)的安全性愈高。但這個(gè)比值過(guò)小，則鋼材的利用率低，不夠經(jīng)濟(jì)；若屈強(qiáng)比較大，雖然鋼材的利用率較大，但強(qiáng)度的儲(chǔ)備過(guò)小，脆斷傾向較大，不夠安全。屈強(qiáng)比最好在0.60~0.75，既安全又經(jīng)濟(jì)。土木工程中的材料

17塑性性能塑性是指鋼材破壞前產(chǎn)生塑性變形的能力，由伸長(zhǎng)率

和截面收縮率

來(lái)衡量。

和

數(shù)值愈大，表明鋼材塑性愈好。伸長(zhǎng)率：試件被拉斷時(shí)的絕對(duì)變形值與試件原標(biāo)距之比的百分?jǐn)?shù)。當(dāng)試件標(biāo)距長(zhǎng)度與試件直徑d（圓形試件）之比為10時(shí)，用

10表示；當(dāng)該比值為5時(shí)，以

5表示。L0dNNNLdN土木工程中的材料

18截面收縮率Ψ等于頸縮斷口處截面面積的縮減值與原截面面積的比值，以百分?jǐn)?shù)表示，即：A0A1土木工程中的材料

19鋼結(jié)構(gòu)用鋼材

主要有熱軋型鋼和冷彎薄壁型鋼兩類。※熱軋型鋼鋼結(jié)構(gòu)常用的型鋼有：鋼板、工字鋼、H型鋼（寬翼緣工字鋼）、T型鋼、槽鋼、等角鋼等。工字鋼角鋼土木工程中的材料

20槽鋼H型鋼土木工程中的材料

21※冷彎薄壁型鋼又稱通用冷彎開(kāi)口型鋼。冷彎開(kāi)口型鋼是用可冷加工變形的冷軋或熱軋鋼帶在連續(xù)輥式冷彎?rùn)C(jī)組上生產(chǎn)的。

（a）（b）（c）（d）（e）（f）（g）（h）冷彎型鋼截面示意圖（a）等邊槽鋼（b）不等邊槽鋼（c）不等邊角鋼（d）等邊角鋼（e）內(nèi)卷邊槽鋼（f）外卷邊槽鋼（g）卷邊Z槽鋼（h）Z型鋼土木工程中的材料

22熱軋鋼筋※熱軋光圓鋼筋（Ⅰ級(jí)鋼筋）熱軋光圓鋼筋是指經(jīng)熱軋成型，橫截面通常為圓形，表面光滑的成品鋼筋。土木工程中的材料

23※熱軋帶肋鋼筋（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）帶肋鋼筋的表面有兩條縱肋和沿長(zhǎng)度方向均勻分布的橫肋，按肋紋形狀分為月牙肋和等高肋，最常用的是月牙肋鋼筋。鋼筋表面軋制成人字紋或螺紋可提高混凝土與鋼筋的粘結(jié)力。前進(jìn)土木工程中的材料

24月牙肋鋼筋表面及截面形狀d－鋼筋內(nèi)徑α－根肋斜角β－橫肋與軸線夾角a－縱肋頂寬l－根肋間距b－根肋頂寬h－橫肋高度h1－縱肋高度土木工程中的材料

25等高肋鋼筋表面及截面形狀d－鋼筋內(nèi)徑α－縱肋寬度h－橫肋高度b－橫肋頂寬

h1－縱肋高度l－橫肋間距r－橫肋根部圓弧半徑26等高肋鋼筋返回27混凝土(砼)是由一定比例的

膠結(jié)材料+骨料+水

——攪拌振搗成型

——養(yǎng)護(hù)而成的人造石材彩色混凝土鋪地磚廣州中信大廈原料豐富，價(jià)格低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，抗壓強(qiáng)度高，耐久性好，強(qiáng)度等級(jí)范圍寬，使用范圍廣土木工程中的材料

（2）混凝土28混凝土的結(jié)構(gòu)土木工程中的材料

29氣孔石子砂子水泥漿砂、石在混凝土中起骨架作用，抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿,包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙,硬化前起潤(rùn)滑作用,使混凝土拌合物具有良好工作性能,硬化后將骨料膠結(jié)一起形成堅(jiān)固整體摻入適量外加劑和摻合料，能改善混凝土的某些特性

土木工程中的材料

30土木工程中的材料

混凝土在未凝結(jié)硬化以前稱為混凝土混合料（亦稱混合物、拌合物、拌合料或新拌混凝土）。31土木工程中的材料

混凝土的抗壓強(qiáng)度與強(qiáng)度等級(jí)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081-2002；混凝土立方體抗壓強(qiáng)度（常簡(jiǎn)稱為混凝土抗壓強(qiáng)度）：指按標(biāo)準(zhǔn)方法制作的邊長(zhǎng)為150mm的立方體試件；標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件：（溫度20±3℃，相對(duì)濕度90%以上或置于水中），養(yǎng)護(hù)至28d齡期；以標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)試、計(jì)算得到的抗壓強(qiáng)度值稱為混凝土立方體的抗壓強(qiáng)度。32按混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分的級(jí)別。以“C”和混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k）表示；我國(guó)把普通混凝土按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值劃分為C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55和C60等12個(gè)等級(jí)。立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（fcu,k

），是立方體抗壓強(qiáng)度總體分布中的一個(gè)值，強(qiáng)度低于該值的百分率不超過(guò)5%。土木工程中的材料

視頻：混凝土立方體抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)33強(qiáng)度等級(jí)表示的含義：C30“C”代表“混凝土”“30”代表fcu,k＝30.0MPa強(qiáng)度的范圍：某混凝土，其fcu＝30.0～34.9MPa某混凝土，其fcu≥30.0MPa的保證率為95%土木工程中的材料

34鋼筋混凝土：在混凝土內(nèi)合理配置鋼筋,共同承受荷載。(1867，第1次飛躍)克服混凝土抗拉強(qiáng)度低的弱點(diǎn)，發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高和鋼筋抗拉強(qiáng)度高的特點(diǎn)預(yù)應(yīng)力混凝土：(預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土)(1928,第2次飛躍)

通過(guò)張拉鋼筋，產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力

(用預(yù)先壓應(yīng)力抵消荷載下的拉應(yīng)力)

提高制品或構(gòu)件的抗拉能力，減少或推遲混凝土裂縫出現(xiàn)，充分利用高強(qiáng)材料

提高抗裂度、剛度和耐久性、減輕自重，節(jié)約材料等土木工程中的材料

35※鋼筋混凝土的優(yōu)點(diǎn)：1）兩種材料結(jié)合一起使用，構(gòu)件受壓部分用混凝土，受拉部分用鋼筋，大大提高構(gòu)件載力。承受較大荷載后往往不再折斷2）兩種材料均容易得到，價(jià)格也較低3）混凝土熱傳導(dǎo)性差，鋼筋在其包裹保護(hù)下，不會(huì)因鋼筋溫度快速升高而達(dá)危險(xiǎn)程度，耐火性較好4）抗土壤和大氣腐蝕的耐久性好，無(wú)生物腐蝕，混凝土強(qiáng)度隨時(shí)間增長(zhǎng)而增長(zhǎng)，混凝土的弱堿性保護(hù)其內(nèi)鋼筋不被銹蝕5）鋼筋混凝土可根據(jù)構(gòu)件受力，合理配置鋼筋和確定混凝土強(qiáng)度等級(jí)，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理土木工程中的材料

土木工程中的材料

（3）木材3637（4）砌體

燒結(jié)普通磚：標(biāo)準(zhǔn)尺寸：240mm×115mm×53mm

考慮到砌筑灰縫寬度10mm，則4塊磚長(zhǎng)、8塊磚寬和16塊磚厚均為1m，1m3砌體需用磚512塊。土木工程中的材料

38燒結(jié)多孔磚燒結(jié)多孔磚外觀為大面有貫穿孔或盲孔的直角六面體，所含孔多而小，孔洞軸向垂直于受壓面。原料：粘土、頁(yè)巖、煤矸石、粉煤灰；土木工程中的材料

39燒結(jié)多孔磚土