绪 论
一、土木工程材料的定义
1. 广义:指建造建筑物和构筑物的所有材料,包括使用的各种原材料、半成品、成品等的总称。 如粘土,生石灰,混凝土等。
2. 狭义:指直接构成建筑物和构筑物实体的材料。如混凝土、水泥、钢筋、粘土砖、玻璃等。
两个基本要求:
1、满足建筑物和构筑物本身的技术性能要求,保证能正常使用。
2、在其使用过程中,能抵御周围环境的影响与有害介质的侵蚀,保证建筑物和构筑物的合理使用寿命。同时也不能对周围环境产生危害。
二、土木工程材料的分类
1.按材料来源分类:天然材料,人造材料。
2.按材料功能分类:结构材料,非结构材料,功能材料。
建筑材料 |
建筑结构材料 | 砖混结构 :石材,砖,水泥混凝土,钢筋 钢木结构:建筑钢材,木材 |
墙体材料 | 砖及砌块:普通砖、空心砖,硅酸盐 及砌块 墙板:混凝土墙板、石膏半、 复合墙板 | |
建筑功能材料 | 防水材料:沥青及其制品 绝热材料:石棉、矿棉,玻璃棉、膨胀珍珠岩石 吸声材料;木丝板、毛毡,泡沫塑料 采光材料:窗用玻璃 装饰材料:涂料、塑料装饰材料、铝材 |
3.按材料化学成分分类:无机材料,有机材料,复合材料。
无机材料 | 金属材料 | 黑色金属材料——钢、铁等 有色金属材料——铝、铜、铝合金等 |
非金属材料 | 天然石材——砂、石、石材制品等 烧土制品——砖、瓦、玻璃、陶瓷等 胶凝材料——石灰、石膏、水玻璃、水泥等 混凝土及硅酸盐制品——混凝土、砂浆、硅酸盐制品等 | |
有机材料 | 植物材料——木材、竹材等 沥青材料——石油沥青、煤沥青、沥青制品等 高分子材料——塑料、涂料、胶黏剂、橡胶等 | |
复合材料 | 金属材料与无机非金属材料复合材料——钢筋混凝土、钢纤维混凝土等 金属材料与有机材料复合材料——轻质金属夹芯板等 无机非金属材料与有机材料复合材料——沥青混凝土、聚合物混凝土等 | |
三、土木工程材料的发展
l古代人类最初是“穴居巢处”。
l火的利用使人类学会了烧制砖、瓦、陶瓷与石灰。
l铁器时代以后有了简单的工具,工程材料(木材、砖、石等)才由天然材料进入人工生产阶段,为较大规模的土木工程和人类需要的其他建筑物建立了基本条件。
l在漫长的封建社会中,生产力停滞不前,土木工程材料的发展也极为缓慢,长期限于砖、石、木材作为结构材料。
l资本主义的兴起,城市的出现于扩大,工业的迅速发展,交通的日益发达,需要建造大规模的建筑物构筑物和建筑设施,例如大跨度的工业厂房,高层的公用建筑以及桥梁、港口等,推动了土木工程材料的前进,在18~19世纪相继出现了钢材、水泥、混凝土以及钢筋混凝土成为了主要的结构材料。使建筑业的发展进入了一个新阶段。
l工业的发展使一些具有特殊功能的材料,如绝热材料,吸声材料、耐热、耐腐蚀、抗渗透以及防辐射材料应运而生。人民生活水平的提高,对建筑物修饰的要求愈来愈高,于是各种装饰材料层出不穷。
四、土木工程材料的发展趋势
1、土木工程材料的发展:随生产力发展而发展
原始时代——天然材料:木材、岩石、竹、粘土
石器、铁器时代—— 金字塔(公元前2000-3000 ):石材、石灰、石膏
万里长城 (公元前200 ):条石、大砖、石灰砂浆
布达拉宫 :石材、石灰砂浆
18世纪中叶——钢材、水泥
19世纪——钢筋混凝土(1890-1892);中国,1898
20世纪——预应力混凝土、高分子材料
21世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材
2、土木工程材料的发展趋势:
(1)轻质、高强;
(2)发展多功能材料;
(3)廉价、低耗能
(4)由单一材料向复合材料及制品发展
(5)扩大装配式预制构件的工厂化生产;
(6)用工农业废料、废渣等代替自然资源为原料,向环保方向发展;
(7)发展更多花色品种的装饰材料。
五、关于土木工程材料的一些思考
关于雾霾和环保
1、建筑材料生产对雾霾的贡献:水泥、钢材、沥青、塑料
2、倡导使用绿色建筑材料
装饰材料人造板或胶粘剂中的甲醛、PVC制品中的二辛酯和二丁酯、砂浆在潮湿的碱性环境中散发出的氨气、水泥石棉板中散发的石棉颗粒等。
3、环保型建筑材料,例如抗菌材料、空气净化材料等
4、节能型建材:保温、废旧建筑、水性材料
5、关于家装

