1、第 3 章 土 木 工 程 材 料,工程材料是房屋的物质基础，同时由它构成的房屋构件又受到各种作用，在荷载作用下，如何充分发挥所采用材料的作用是土木工程研究和解决的重要问题。,初步了解一下结构材料在荷载作用下有那些力学性能；,1. 结构材料的拉伸和压缩,拉伸,截面面积A,H,拉应力,拉应变,拉杆,压缩,压杆,构件被压曲,构件材料若受拉被拉断，受压被压屈，在工程中是不能允许的。因此学习研究材料的强度非常重要。 强度：结构材料承受荷载的极限能力。,2 结构材料的弹性和塑性,弹性,结构材料承受荷载其形状会改变，移去荷载，恢复原状。,在弹性状态荷载与变形成正比。,当结构材料荷载承受更大荷载时，移去荷载
2、，有残余变形，变形不能恢复原状。,塑性,不同的结构材料弹、塑性是不同的。有塑性的材料称为塑性材料，如钢材、混凝土等，这类材料一旦出现塑性有发生破坏的预兆；反之称为脆性材料如石材、玻璃等。,土木工程的三次飞跃发展是砖瓦的出现、钢材的大量运用、混凝土的兴起。,工程材料分类（按化学成分）,3. 常用建筑结构材料,. 钢材,按化学成分分类低碳钢合金钢常用型材,钢绞线,钢材的连接方式：,线材（钢筋、钢丝等）在工程中的应用, 钢筋端部镦粗 切削直螺纹 用连接套筒对接钢筋,常用钢材的强度低碳钢：抗拉、抗压强度均为235Mpa低合金钢：高一些，为335400Mpa,评价：材质均匀、强度高、塑性好、便于加工安装
3、；缺点是耐火性差，易于锈蚀，维护费用较高。, 混凝土（砼）,定义：人工石,类型：,水泥混凝土,轻混凝土,沥青混凝土等,强度,混凝土的强度等级一般为,如何测定？,砼抗拉强度低，与钢筋粘结组成钢筋砼结构。,评价：,优点是：可模性、耐久性、耐火性、整体性都好，易于就地取材，价格较低，强度比砖、石材都高，能与钢筋粘结做成各种强度高的钢筋砼结构；,缺点是：自重较大、施工复杂、工序多、工期长、易产生裂缝。,砖按照生产工艺分为烧结砖和非烧结砖；按所用原材料分为粘土砖、页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、炉渣砖和灰砂砖等；按有无孔洞分为空心砖、多孔砖和实心砖。,瓦按成分分，有粘土瓦、水泥瓦、石棉水泥瓦、钢丝网水泥瓦、
4、聚氯乙烯瓦、玻璃钢瓦、沥青瓦等；按形状分有平瓦和波形瓦两类。,砂,砂的粗细用细度模数x表示。细度模数越大，表示砂越粗。根据细度模数大小范围，把砂划分为粗砂、中砂、细砂、特细砂。,砂按粗细程度通常有粗砂、中砂、细砂之分。 砂的颗粒级配是指砂子大小颗粒的搭配比例。,石分为毛石、料石、饰面石材、色石渣、石子毛石：也称片石，是采石场由爆破直接获得的形状不规划的石块。 料石：人工或机械开采出的较规则的六面体石块，再略经凿琢而成。 饰面石材：经加工用于建筑物内外墙面、柱面、地面、栏杆、台阶等处装修用的石材。 色石渣：也称色石子，是由天然大理石、白云石、方解石或花岗岩等石材经破碎筛选加工而成 。石子：用作混
5、凝土粗骨料或路基、桩基填渣。石子分碎石和卵石，粒径大于5mm,石膏 土木工程中使用最多的石膏品种是建筑石膏，建筑石膏加水后拌制的浆体具有良好的可塑性。建筑石膏具有很好的防火性能、隔热性能和吸音性能，具有良好的装饰性和可加工性。石膏制品：纸面石膏板、石膏装饰板、纤维石膏板、石膏空心条板、石膏空心砌块和石膏夹心砌块等。,石灰 石灰是在土木工程中使用较早的矿物胶凝材料之一。 主要作为砌筑砂浆的组分之一。也可用于加固地基。,. 砌体,概念：是由石材、粘土、混凝土、工业废料等材料做成的块材和水泥、石灰膏等胶凝材料与砂、水混合做成的砂浆，叠合粘结而成的复合材料。,类型,石砌体,实（空）砖砌体、,中小混凝土
6、块砌体、,硅酸盐块砌体等,评价,所有砌体，强度都较低。 砌体优点是易于就地取材，价格低廉，施工简便，隔热保温性以及耐火耐久性好； 但因强度低，导致结构笨重，施工劳动量大，工程质量问题多。实心粘土砖与农争田，破坏生态，应限制、废止使用。提倡节能环保材料。,木材,类型,圆材、方材、条材、板材等。,木材属于各向异性材料，要注意顺纹和横纹方向的强度差异很大。,应用特点,结构自重、制作容易，架设简便，工期快，造价便宜等优点；但易燃、易腐朽，结构变形较大等缺点。,四种常用材料综合评价,钢材应用是发展方向,木材应用要限制,混凝土广泛应用,砌体普遍建造中小型房屋,组合结构，将得到很快发展。,复合板材,沥青及其
7、制品,沥青及其制品,玻璃及其制品,陶瓷及其制品,塑料及其制品,塑料及其制品,绝热（隔热）材料,珍珠岩及其制品,绝热（隔热）材料,吸声隔声材料,绿色建材,绿色建材，指健康型、环保型、安全型的建筑材料 （1）其生产所用原料尽可能少用天然资源、大量使用尾渣、垃圾、废液等废弃物。（2）采用低能耗制造工艺和无污染环境的生产技术。（3）在产品配制或生产过程中，不得使用甲醛、卤化物溶剂或芳香族碳氢化合物，产品中不得含有汞及其化合物的颜料和添加剂。（4）产品的设计是以改善生产环境、提高生活质量为宗旨，即产品应有益于人体健康，产品具有多功能化，如抗菌、灭菌、防霉、除臭、隔热、阻燃、调温、调湿、消磁、防射线、抗静电等。（5）产品可循环或回收利用，无污染环境的废弃物。,
