1、第二章 土工程材料,注:因时间有限.原计划的图标已省略,造价14 惠若超,土木工程材料的范畴非常广 但是人们更关注在建筑使用时体现出性能的材料 大体可分为:,建筑结构材料,建筑功能材料,墙体维护材料,1,2,3,2.1 墙体维护材料,2.1.1 黏土制品砖、瓦属于建筑用陶,中国最早的建筑陶器是陶水管(见书P15 2-1)老百姓习惯上说“秦砖汉瓦”,但历史上是先有瓦后有砖的,所谓“秦砖汉瓦”是指其开始制式生产的年代。从工艺上说,砖、瓦是以黏土为主要原料,经过成型、干燥、烧纸而成的墙体与屋面材料。黏土砖瓦制作方便,但它与农争田,耗煤量也大。,2.1.2 工业废料制品砌块是一种新型的墙体材料,由砂、
2、卵石(或碎石)和水泥加水搅拌后在模具内振动加工成型,或用煤渣、煤矸石等工业废料加石灰、石膏经搅拌、轮碾、振动成型后再经蒸养而成。它具有以下优点:-(1)适应性强:砌块建筑体系比较灵活。砌筑方便,不论大、中、小城市及农村,均较适用。(2)原料的来源广:砌块原料可因地制宜,就地取材,对水泥的要求不高,普通水泥、无熟料水泥均可使用。大中城市可以利用工业废料(如煤渣,矿渣等)生产砌块,可变废为宝。,2.2 结构材料,可以用于结构的材料范围非常广,传统的砖石砌体和木材都属于这一范畴。现代主要的结构材料时混凝土与钢材。木材主要用于装饰材料,但在结构领域依然有应用,2.2.1 凝胶材料及产物能有浆体变成坚硬
3、的固体,并能将散粒材料(如砂、石等)或块、片状材料(如砖、石块等)胶结成整体的物质,称为胶凝材料。根据条件可分为:气硬性胶凝材料与水硬性胶凝材料,2.2.2 建筑钢材建筑钢材要求有一定的强度、变形能力、可焊接能力和耐候能力。由于用量大,价格也不能太过昂贵。小知识:在18世纪以前,由于生产工艺落后导致价格昂贵,人类除了在极个别场合,例如:桥梁等之外,是很少使用钢材作为建筑材料的。工业革命后,由于炼铁产量增加,铸铁开始成为人们可选择的建筑结构材料。19世纪50年代,英国工程师贝塞麦发明的贝塞麦转炉炼钢法标志着早期工业革命的“铁时代”向“钢时代”演变。,2.2.3 木材木材是由树皮、木质部、髓心等部
4、分组成。对木材物理力学性质影响最大的是含水率。一般我们希望含水率低于一个临界值,这样不至于影响强度和胀缩性能。,2.3 各种功能材料,2.3.1 防水材料沥青作为防水材料使用的历史已有数千年。古巴比伦修筑空中花园时,每一层都铺上尽头沥青的柳条垫,上面再铺两层砖头,再浇筑铅水,以防渗水。然后铺上肥沃的泥土,种上奇花异草。但是古罗马这种沥青防水技术一度失传,现代大规模使用沥青则是始于19世纪。沥青与许多材料表面有良好的粘结力。,2.3.2 保温材料在建筑和工业中采用良好的保温技术与材料,往往能起到事半功倍的效果。统计表明,建筑中每使用一吨矿物棉绝热制品,一年可节约一当量吨石油。采用良好的绝热措施与
5、材料,可显著降低采暖与空调能耗,改善居住环境,同时有较好的经济效益。,2.3.3 装饰材料装饰材料的装饰性能主要是通过才俩的色彩、显形图案和质感来体现的。装饰石材分为花岗石和大理石两大类。提到装饰,便能让人想起“马赛克”马赛克原义为镶嵌、镶嵌图案、镶嵌工艺,发源于古希腊。早期古希腊人的大理石马赛克最常用黑色与白色来相互搭配。到了古罗马时期,马赛克已经普及,一般民宅及公共建筑的地板、墙面都用它来装饰,显示出罗马的富裕及建筑的豪华。,建筑陶瓷建筑陶瓷在我国使用的最早,前面介绍的琉璃瓦就可以被归为建筑陶瓷的范畴。现存世界上最早的琉璃瓦实物见于唐昭陵。从古到今建筑陶瓷一直在高级建筑物上充当装饰材料。目
6、前建筑陶瓷主要用于内外墙面砖,铺地砖和卫生洁具,成为建筑不可缺少的组成材料(见书P24),2.4 绿色建筑,人类所使用的材料会对人体健康产生影响,这样的事情在历史上早有实例。古罗马帝国文明高度发达,但是当时的人民热衷于使用含铅的酒具和输水管,经过数代累积引发了普遍的慢性中毒,据有关专家认为,这是古罗马帝国最终灭亡的原因之一。工业文明之后,人类从自然获取资源的能力大增,但同时也给自然和自身造成了许多诸如环境破坏、资源耗尽、健康受损等方面的问题。经有关专家总结,绿色建材应包括一下内容: (1)不含或少含有害有机挥发物(如甲醛、苯、卤化物溶剂等); (2)低放射性的花岗石、大理石、瓷砖、空心砖等; (3)不适用工业废料和建筑垃圾的墙体砌块、混凝土等。 (4)不含有害重金属得给排水设备,尽量使用塑料管材、节水马桶、节水水嘴等。,谢谢观赏,