土木工程概論 第2章 工程材料課件.ppt

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1、第2章工程材料2-1自然石、磚、瓦磚是用黏土燒制而成，有紅磚和青磚。青磚在土窯中燒制，在窯中經(jīng)澆水浸悶制成；紅磚在旋窯中大批生產(chǎn)，不需澆水浸悶。標(biāo)準(zhǔn)磚的規(guī)格：240mm*115mm*53mm除了標(biāo)準(zhǔn)磚以外，還有灰砂磚和煙灰磚等，統(tǒng)稱為硅酸鹽磚。除了實心磚以外，還有空心磚（容易燒透，符合“輕質(zhì)高強”的發(fā)展方向），承重空心磚的空洞都是豎向的，其空洞率一般在25%~30%,一般尺寸有：240*115*90,240*180*115和190*190*90我國磚和空心磚的強度一般為10~20MPa，空洞率為25%左右；美國空心磚的強度在17~140MPa,最高可達230MPa；前捷克空

2、心磚強度達160~200MPa,空洞率達40%以上；國外非承重空心磚空洞率可達60%~70%。石材或磚用砂漿砌筑成的構(gòu)件稱為砌體。砌體可分為毛石砌體和磚砌體。當(dāng)將磚側(cè)砌時構(gòu)成空斗墻，空斗墻可以承重，但在抗震區(qū)應(yīng)慎重。無論哪一種砌體，砌筑時都應(yīng)錯縫搭接，即最多5條以上豎縫不應(yīng)再同一垂直截面內(nèi)。山區(qū)某些簡易建筑，優(yōu)勢可以不用砂漿砌筑干砌墻。國內(nèi)還生產(chǎn)帶凹槽和凸榫的異性混凝土空心砌塊，以增強沿通縫的抗剪強度。（圖2-4）2-2凝膠材料和砂漿凝膠材料主要是指和水成漿以后能硬化成堅實整體的礦物質(zhì)粉狀材料。如石灰、燒石膏和水泥等粉狀材料。砂漿是石灰、燒石膏或水泥等凝膠材料摻砂或礦渣的細(xì)

3、骨料加水拌和而成的用以澆注砌體。有時也摻入細(xì)石屑。用石灰做膠凝材料的叫石灰砂漿，其余類推。用水泥砂漿時，摻入一定的石灰膏或粘土漿可以增強砂漿的和易性，保證砌體質(zhì)量，較純水泥砂漿反而提高了砌體強度，這種砂漿稱為混合砂漿。用砂作細(xì)骨料的砂漿，其密度大于15KN/立方米，稱重砂漿；用礦渣作細(xì)骨料的砂漿，其密度小于15KN/立方米，稱輕砂漿。國外采用摻聚合物拌和的砂漿，叫高粘結(jié)砂漿。干拌砂漿是將水泥、砂、各種外加劑混合均勻后，在工地現(xiàn)場只需加水即可使用的一種新型環(huán)保建材。2-3混凝土和混凝土砌塊混凝土是用水泥、砂（細(xì)骨料）和碎石（粗骨料，有時用礫石），按照一定的比例配合，加水拌和成

4、型后硬結(jié)而成。水泥和砂、石的比例（按重量）稱為配合比。水和水泥的比例（按重量）為水灰比。水灰比大，和易性好，便于施工，但做成的混凝土強度低，耐久性較差。水灰比小，和易性差，但可通過砂石良好級配來改善，或加減水劑來解決。輕骨料混凝土系指自重不大于18千克每立方米的混凝土。我國的輕骨料混凝土有粉煤灰陶粒、黏土陶粒、頁巖陶粒、膨脹礦渣珠、浮石及火山渣等，其中浮石混凝土單位自重9~14千克每立方米；煤矸石混凝土為全輕混凝土。加氣混凝土和泡沫混凝土是在砂漿中分別加入發(fā)氣劑和泡沫劑制成的，自重5~6.5千克每立方米，用作保溫隔熱材料構(gòu)件。大體積混凝土應(yīng)采用低熱水泥（礦渣水泥）防止產(chǎn)生溫

5、度裂縫。膨脹水泥結(jié)硬后，體積不僅不收縮，反而膨脹，長用于后澆帶中，保證后澆混凝土不出現(xiàn)因收縮而引起的裂縫。對于有酸堿戒指作用時，應(yīng)采用耐酸混凝土或耐堿混凝土。對承受高溫的建筑物應(yīng)采用耐熱混凝土。C50以上混凝土為高強混凝土，C100以上混凝土為超高強混凝土。高強混凝土一般為高性能混凝土，但高性能混凝土不一定是高強的?；钚苑勰┗炷吝w都可以達到200~300MPa采用干熱（400°C）時，抗壓強度達到800MPa它之所以能達到這一高水平強度是因為：1.去除粗骨料，改進了配合料的均勻性；2.仔細(xì)選擇各種粉狀物的粒徑，尺寸在0.1微米到1毫米之間，改善了顆粒材料的堆積密度；3.在

6、凝結(jié)前和凝結(jié)期間對混凝土加壓消除混凝土中的空氣和大部分水化反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)收縮；4.凝結(jié)后通過熱處理，改變了生成水化物的性質(zhì)；5.由于材料脆性，加入鋼纖維以后，改善材料的延性2-4鋼筋、鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土一鋼筋鋼筋為加強混凝土的鋼條按化學(xué)成分分為：碳素鋼和低合金鋼（熱軋）按截面形式分為：光面鋼筋和變形鋼筋近年來我國多采用月牙形變形鋼筋，而光圓鋼筋在使用時須在端頭做成半圓形彎鉤，避免受力時滑動。熱軋鋼筋的直徑一般為6~32mm，（小直徑10~12mm以下）做成圓盤供應(yīng)，大直徑一般為12m，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)件中常有接頭存在。鋼筋接頭形式有：搭接、焊接、機械連接在抗震設(shè)計中不允許出

7、現(xiàn)搭接的情況為了提高鋼筋強度節(jié)省鋼筋用量，將鋼筋在冷的狀態(tài)拉至屈服限度使其伸長4%~5%.這種鋼筋稱為冷拉鋼筋。冷加工鋼筋雖然提高了強度，但加工后鋼筋變脆（延伸率降低）。因為冷拔鋼筋脆性過大，所以不能單根使用，只能用在鋼筋網(wǎng)中。在預(yù)應(yīng)力鋼筋中，多采用高強鋼絲和鋼絞線當(dāng)型鋼作為鋼筋時，則為勁性鋼筋國內(nèi)外都采用亂向的鋼纖維摻入混凝土中提高混凝土的抗裂性和韌性等；塑料纖維或玻璃纖維亂向摻入混凝土還能增強其抗腐蝕性。二鋼筋混凝土鋼筋混凝土構(gòu)件大致可分為：受壓構(gòu)件（柱）受彎構(gòu)件（梁、板）受拉構(gòu)件（桁架下弦）混凝土構(gòu)件截面：受