绪论建筑材料.ppt

建 筑 材 料,2015,建 筑 材 料,1,绪 论,建筑材料：土木工程和建筑工程中使用的材料的统称，包含金属、无机非金属、有机高分子和复合材料等各类材料。,2,人类活动与建筑材料的关系,1、人类的基本活动“衣食住行”及高级活动，均直接或间接地与建筑材料有关。2、可以说建筑材料是现代人类“衣食住行”的最基本的物质基础。,3,人类的“行”,4,人类的“住”,5,人类的“食”,6,问题,一.你们知道哪些建筑材料？二.最古老的建筑材料是哪些？石材 木材 粘土 草 三.什么是今天用量最大、用途最广 的建筑材料？,7,材料与建筑（土木工程）关系,材料是建筑（土木工程）质量的保证,工程质量的优劣通常与所采用材料的优劣及使用的合理与否有直接的关系，而工程建设的许多质量信息大多来自材料，都是通过材料的表现来传递的,材料对建筑（土木工程）造价的影响,一般土木工程的总造价中，与材料有关的费用占50%以上，而一些要求较高的建筑，材料费用占到70%以上,8,材料对建筑（土木工程）技术的影响,在土木工程建设过程中，工程的设计方法、施工方法都与材料密切相关。通常，采用不同的材料就决定了工程的施工工艺与施工方法；,从土木工程和土木工程技术发展的历史看，材料性能的变化往往是变革工程建造方法的基础，是决定土木工程结构设计形式和施工方法的主要因素.,9,建筑材料发展历史,建筑起源（旧石器时代）穴居寻找遮雨避寒的住所（新石器时代）巢处架构远离暑潮的乐园,10,旧石器时代的洞穴,11,原始社会半地穴式的住房,新石器时代，利用简单的工具砍伐树木和苇草，搭建简单的房屋；,12,天然材料的利用和简单加工,真正意义建筑的诞生,北方：地穴半地穴地面（仰韶文化遗址）南方：巢居干阑建筑（长江中下游河姆渡遗址）,母系氏族社会晚期的新石器时代,建筑材料：木材、竹材、粘土、石以及石灰、白灰,13,14,15,随着生产工具的进步，开始利用天然石材建造房屋及纪念性结构物；,16,青铜器时代，由于青铜器使用为木结构建筑及“版筑技术”提供了方便。,公元前16世纪公元前11世纪的青铜器时代（商代）：木结构建筑和版筑技术得到发展 一种筑墙方法 俗名“干打垒”,17,古人筑墙很早就运用版筑技术。孟子告子下：“传说举于版筑之间。”所谓版筑是说筑土墙用两块木板相夹，两版中间的宽度等于墙的厚度，板外用木柱衬住，装满泥土，用杵捣紧，筑毕拆除木柱木板，就成了一座墙了。版筑技术在古代建筑中占有很重要的地位。而且直到现在有的地方还用这种筑墙技术。,版 筑,18,土坯,所谓“土坯”，也可以说是用泥和草制成的“土砖”。其制造过程叫做“打坯”或“脱坯”。粘土砖的前身公元前8000年左右最早在中东到埃及一带使用至今仍然在不发达或干旱地区使用。,19,土坯,20,21,公元前5000年左右出现；最早为苏美尔人用于建筑宫殿；我国从西周（大约公元前1060年711年）开始出现；“秦砖汉瓦”,土坯出现后大约经过3000年，出现了烧制粘土砖（最早被苏美尔人用于建造宫殿）,22,砖瓦的颜色 砖瓦的颜色与烧制的工艺有着密切的关系。如果工艺方法不同，那么，砖瓦的成分就会发生不同的化学变化，从而使砖瓦的颜色也不同。烧制青灰色的砖瓦要比烧制红砖瓦多一道工序。在砖瓦窑里当砖瓦坯被烧到一定温度时，不让它慢慢地冷却，而是从砖瓦窑顶上浇进大量的水，这时，水和气化的水蒸气起到了隔绝空气的作用。在缺氧的条件下，煤炭就发生了不完全的燃烧，同时产生了一氧化碳。水碰到灼热的煤炭也会产生一氧化碳和氢气。这些气体都具有还原性，它们能把红色砖瓦中的三氧化二铁还原成黑色的氧化铁和蓝黑色的四氧化三铁，其中还有一些没有完全燃烧的煤炭小颗粒也会渗入到砖瓦里，于是砖瓦就变成青灰色的了。由于烧制青砖瓦要经过水淋和多次氧化还原反应，因此它的内部结构要比红砖瓦紧密，能耐较强的压力又不易破碎，因此广大农村民间造房仍然喜欢用青砖。,23,24,25,26,27,青砖,28,红砖,29,粘土瓦,公元前3000年左右，美索不达米亚最早出现了屋顶瓦；我国在西周时代开始出现，到战国时代（公元前475年公元前221年）广泛使用。,30,丽江古城夜-瓦顶,31,古典砖瓦,32,玻璃出现与发展,传说公元前3000年，中东埃及人发明；公元前1500年开始小批量生产玻璃器皿和日常生活的简单器皿；公元前3世纪，埃及亚历山大港的工匠发明模压成型法；公元前3世纪到1世纪，罗马人发明玻璃吹制技术，玻璃器皿开始大量生产；而当时的建筑物使用半透明的天然石膏和云母做窗子。公元79年，庞贝人开始使用平板玻璃作为采光材料。,33,公元5世纪中叶，拜占庭建筑最光辉的圣索非亚教堂，40个窗子全部用玻璃采光；公元12世纪到15世纪，哥特式教堂彩色玻璃装饰；（尚没有纯净的透明玻璃）15世纪，意大利威尼斯人发明无色透明的玻璃，16世纪加罗兄弟发明了镀银法制造出了镜子。17世纪末，洛可可风格建筑玻璃镜子装饰；17世纪到18世纪末出现了磨砂玻璃、磨光玻璃，夹丝玻璃、压花玻璃等用于门窗，但没有较大面积的玻璃出现,34,玻璃,35,玻璃建筑的鼻祖水晶宫,1851年建造。,水晶宫与世博会于1851年同时诞生，水晶宫是英国伦敦一个以钢铁为骨架、玻璃为主要建材的建筑，是十九世纪的英国建筑奇观之一。“水晶宫”建成于1851年，最初位于伦敦市中心的海德公园内，是万国工业博览会场地。1854年被迁到伦敦南部，在1936年的一场大火中被付之一炬。英国前首相丘吉尔曾表示它的烧毁是“一个时代的终结”。,36,近代建筑材料发展,钢铁登上了建筑材料的舞台水泥的出现是近代建筑材料史上新的里程碑 钢筋混凝土成为结构材料的主角,37,钢铁登上了建筑材料的舞台,从铸铁到钢材,38,1824年，Portland Cement问世，英国人Joseph Aspding获得专利。,水泥的出现,迄今为止最好的水硬性胶凝材料 硅酸盐水泥,39,1855年，法国人J.L.Lambot在第一届巴黎万国博览会上首次推出钢筋混凝土小船，宣告了钢筋混凝土制品的问世；,钢筋混凝土,1887年，M.Koenen发表了钢筋混凝土梁的计算方法；,1892年，法国的Hennebique发表了梁的剪切增强配筋方法。,40,工业革命的建筑,41,19世纪建筑变迁,芝加哥C.P.S百货公司大楼 维也纳分离派会馆,42,19世纪建筑变迁,维也纳邮政储金银行 爱因斯坦天文台,43,二十世纪钢筋混凝土材料的两次飞跃：,1908年，C.R.Steiner提出了预应力钢筋混凝土的概念，1928年法国的E.Fregssinet使用高拉力钢筋和高强度混凝土使预应力混凝土实用化。,1934年在美国发明了混凝土减水剂，大大改善了混凝土的性能。,44,二十世纪新建筑,巴塞罗那博览会德国馆,45,二十世纪新建筑,洛克菲勒中心R.C.A.大厦,46,现代建筑材料与多姿多彩的建筑,钢材、混凝土建造了大型结构物 各种新型建筑材料使建筑物形式更加丰富,高分子材料新型金属材料各种复合材料新型环保节能材料,47,现代建筑,纽约曼哈顿世界贸易中心,48,悉尼歌剧院,现代建筑,49,50,未来建筑材料,轻质高强建筑材料高耐久性材料新型墙体材料装饰、装修材料环保型建材路面材料景观材料修补、加固材料智能化材料,51,轻质高强建筑材料,高层建筑、大型公共建筑的需求；未来建筑将向更高、更大跨度发展；高层建筑、超超高层建筑、大跨度建筑对结构材料的要求：轻质、高强,52,高耐久性材料,目前，普通建筑物和结构物的使用寿命一般设定为50年至100年；大型、重要建筑物、苛刻环境建筑物对耐久性的要求；材料的耐久性直接影响建筑物、结构物的安全性；材料的耐久性直接影响着结构物的使用寿命和维护费用；应注重开发高耐久性的材料，同时在规划设计时，考虑建筑物的总成本，不要片面地追求节省一次性初始投资。,53,新型墙体材料,传统粘土砖的缺点:破坏耕地；运输重量大，施工速度慢；保温、隔声效果差，用于取暖的能耗大。新型墙体材料改革：逐步禁止使用实心粘土砖；开发新型墙体和节能住宅。,54,装饰、装修材料,对居住环境舒适、美观、清洁的追求；目前，一个普通城市个人住宅，装修费用平均占房屋总造价的1/3左右；装修材料的费用大约占装修工程的1/2以上。,55,满足结构物的力学性能、使用性能以及耐久性的要求；对自然环境具有友好性，符合可持续发展的原则。即节省资源和能源，不产生或不排放污染环境、破坏生态的有害物质，减轻对地球和生态系统的负荷，实现非再生性资源的可循环使用；能够为人类构筑温馨、舒适、健康、便捷的生存环境。,环保材料,56,路面材料,现代社会交通事业空前发达，道路建设量十分庞大；路面材料的性能直接影响道路的畅通性、便捷性、安全性和舒适性；目前的路面材料种类：水泥混凝土和沥青混凝土；提高路面材料的抗冻性、抗裂性，开发耐久性高、并具有可再生利用的路面材料是今后的发展方向；城市道路路面材料，应开发具有透水性、排水性、透气性路面材料；多孔路面等与环境协调的路面材料；彩色路面、柔性路面等各种多姿多彩的美观的路面材料。,57,彩色混凝土压印艺术地坪,透水混凝土,58,景观材料,指能够美化环境、协调人工环境与自然环境之间的关系，增加环境情趣的材料。例如：绿化混凝土。自动变色涂料、楼顶草坪、各种园林造景材料。,59,超级植草地坪,60,绿化混凝土,61,指材料本身具有自我诊断和预告破坏、自我调节和自我修复的功能，以及可重复利用性。材料自身在内部发生某种异常变化时，能将材料的内部状况，例如位移、变形、开裂等情况反映出来，以便在破坏前采取有效措施；能够根据内部承载能力及外部作用情况进行自我调整；具有类似生物的自我生长、新陈代谢的功能。对破坏或者受到伤害的部位进行自我修复；当建筑物解体的时候，材料本身还可以重复使用，减少建筑垃圾。,智能化材料,62,总结：建筑材料的发展状况,1、古代建筑材料取之于自然我国古代的万里长城，所用主要材料是粘土砖和石块。北京故宫，使用了木材、汉白玉、琉璃瓦和青砖。,63,2、近代建筑材料的发展,有了钢筋、水泥、混凝土等主体结构材料。1989年的埃菲尔铁塔，就是钢结构的代表作。目前世界第一高的建筑物迪拜塔，属于钢筋混凝土结构，总高度828米。,64,3、现代建筑物的形式，要求新型建筑材料的生产适应建筑工程技术的发展,高分子有机材料、新型金属材料、符合材料产生建筑材料的发展方向：绿色建材,65,主要建材：粘土砖、石材,66,主要建材：木材、汉白玉、琉璃瓦和青砖。,67,最高大的是胡夫金字塔，高146.5米，底长230米，共用230万块平均每块2.5吨的石块砌成。,68,“鸟巢”外形结构主要由巨大的门式钢架组成，混凝土看台分为上、中、下三层。,69,70,。“水立方”的地下及基础部分是钢筋混凝土结构，地上部分是钢网架，钢结构与钢筋混凝土结构中的钢筋通过焊接连接，共同形成了一个立方体的笼子。屋面上，镶嵌、固定一块块充气枕的是槽形的钢构件，钢构件又宽又厚，与“水立方”四壁的钢网架焊接为一体，支撑着整个屋顶。在整个建筑内外层包裹的ETFE膜（乙烯-四氟乙烯共聚物）是一种轻质新型材料，具有有效的热学性能和透光性，可以调节室内环境，冬季保温、夏季散热，而且还会避免建筑结构受到游泳中心内部环境的侵蚀。更神奇的是，如果ETFE膜有一个破洞，不必更换，只需打上一块补丁，它便会自行愈合，过一段时间就会恢复原貌!,71,埃菲尔铁塔 钢结构,72,世界第一高的建筑物迪拜塔，属于钢筋混凝土结构，总高度828米。,73,来源 天然材料、人造材料使用部位 基础、主体、屋面、地面等功能 结构材料：主要用作承重的材料，如梁、板、柱所用材料。围护材料 防水 装饰 保温 吸声等的材料。化学成分 无机、有机、复合材料,建筑材料分类,74,按化学成分和组成特点分类,75,建筑材料的技术标准,标准代号和编号国家标准的代号、编号行业标准地方标准企业标准,76,