土木工程材概论3.docVIP

土木工程材料是指土木工程中使用的各种材料及制品，它是土木工程的奠基石。在我国现代化建设中，土木工程占有极为重要的地位。由于组分、结构和构造的不同，土木工程材料品种繁多、性能各不相同、价格相差悬殊，同时在土木工程中用量巨大，因此，正确选择和合理使用土木工程材料，对整个土木工程的安全、实用、美观、耐久及造价有着重大意义。 一般的来说，各类土木工程设施都会对它所采用的材料提出种种要求，譬如“坚固、耐久”是对所有材料的共同要求；不同的土木工程设施还会对材料提出“耐火、防水、耐磨、隔热、绝缘、抗冲击”等多种要求；甚至是抗辐射这样的特殊需要。归纳起来，土木工程材料的基本要求是：必须要有足够的强度，能够安全的承受荷载；材料自身的重量以轻为宜（即表观密度较小），以减少下部结构和低级的负载;具有与使用环境相适应的耐久性，以减少维修费用；用于装饰的材料，应能美化建筑，产生一定的艺术效果；用于特殊部位的材料，应具备相应的特殊功能，例如屋面材料能隔热、防水，楼板和内墙材料能隔声。 材料是一切土木工程的物质基础。在材料的选择、生产、储存、保管和检验评定等各个环节中，任何环节的失误都有可能造成土木工程的质量缺陷，甚至造成重大质量事故。所以我们通过物理性质等方面衡量土木工程材料的好坏。这些基本性质是： 材料的力学性质： A强度与比强度 B材料的弹性与塑性 C脆性和韧性 D硬度和耐磨性； 材料与水有关的性质： A材料的亲水性与憎水性 B材料的含水状态 C材料的吸湿性和吸水性 D耐水性 E抗渗性 F抗冻性； 材料的热性质： A热容性 B导热性 C热变形性； 材料的耐久性，是指用于构筑物的材料在环境的各种因素影响下，能长久的保持其性能的性质。 土木工程材料是随着人类社会生产力和科学技术水平的提高而逐步发展起来的。人们最早穴居巢处，后来进入能够制造简单的石器时代、铁器时代，才开始挖土、凿石为洞，伐木搭竹为棚，利用天然建材--石块木材。公元前12~~4世纪前后先后创制了砖和瓦。人类才有了用人造材料制成的房屋。土木工程材料有天然材料进入人工生产阶段，围剿大规模的建造房屋创造了条件。17世纪有了生铁和熟铁以后有了第一条铸铁铁路，后来发展了钢材。18、19世纪，有了波特兰水泥，接着就是钢筋混凝土工程的蓬勃发展，此时正好资本主义兴起，促进了工商业及交通运输业的蓬勃发展，原有的土木工程材料已不能与此相互适应，在其他科学技术进步的推动下，土木工程材料进入了一个新的发展阶段，钢材、水泥、混凝土及其他材料相继问世，为现代土木工程建筑奠定了基础。进入20世纪后，由于社会生产力突飞猛进，以及材料科学与工程学的形成与发展，土木工程材料不仅性能和质量不断改善，而且品种不断增加，以有机材料为主的化学建材异军突起，一些特殊功能的新型土木工程材料，如绝缘材料、耐磨耐腐蚀材料、防爆防辐射材料及其他环保材料。随着人类文明及科学技术的发展，土木工程材料的不断进步与改善。现代土木工程中，尽管传统的土、石等材料仍在基础工程中广泛使用，砖瓦、木材等传统材料在工程的某些方面应用也很普遍，但是二十世纪下半叶以来，全球的生存环境问题日益恶化：人口爆炸性的增长，资源日益匮乏，森林锐减，河流湖泊干枯，土地沙化，地球臭氧层遭破坏等等。1992年6月，联合国在巴，这些应用材料的主导地位已逐渐被新型材料所取代。目前，水泥混凝土、钢材、钢筋混凝土已是不可替代的结构材料；新型合金、陶瓷、玻璃、有机材料及其他人工合成材料各种复合材料等在土木工程折中占有愈来愈重要的位置。 西里约热内卢召开了“环境与发展”世界首脑会议，会议通过了“21世纪议程”，确认了“可持续发展”战略方针。 而土木工程材料行业对资源的利用和对环境的影响都占据着重要的位置，在产值、能耗、环保等方面都是国民经济中的大户，为了保证源源不断地为工程建设提供质量可靠的材料，避免新型材料的生产和发展对环境造成危害，因此“绿色建材”应运而生。 绿色建材 又称生态建材、环保建材，其含义是指：采用清洁的生产技术，少用天然资源，大量使用工业或城市固体废弃物和植物秸秆，所生产的无毒、无污染为原料生产砖、砌块、材板及胶凝材料，其优点是节能利废，但仍需依靠科技进步，继续研究和开发更为成熟的生产技术，使这类产品无论是成本上，还是性能方面真正能达到绿色建材标准； 利用化学石膏生产的建材产品，用工业废石膏代替天然石膏、无放射性、有利于环保和人体健康的土木工程材料。发展绿色建材是一项长期的战略任务，符合可持续发展的战略方针，既满足现代人安居乐业、健康长寿的需要，又不损害后代人的更大需求