1.1 土木工程材料的概念与分类
土木工程材料是构成土木工程实体所用材料的总称,它包括地基基础、梁、板、柱、屋面、墙体、道路、桥梁、水坝和海港码头等所用到的各种材料。土木工程材料种类繁多,性能各异,而且在土木工程中使用量大。因此,正确合理选择和使用材料,做到材尽其能、物尽其用,不仅可以节约材料,降低造价,而且对于提高工程质量,具有重大的意义。例如:现代高层建筑和大跨度结构需要轻质高强材料;严寒地区工程需要高抗冻材料;海洋工程需要耐化学腐蚀材料;为了使建筑物装修的更加美观,则需要使用各种功能的装饰材料。
土木工程材料可分为广义土木工程材料和狭义土木工程材料。所谓广义土木工程材料是指用于建筑工程中的所有材料,包括三部分:一是构成建筑物或构筑物实体的材料,如水泥、石灰、混凝土、钢筋、砖、防水材料、装饰材料等;二是施工过程中所需要的辅助材料,如脚手架、模板等;三是各种不同的建筑器材,如给水排水设备、消防设备、网络通讯设备等。狭义的土木工程材料是指构成建筑工程实体所用的材料。本门课程所介绍的为狭义的土木工程材料。
1.按照材料来源分类
天然材料和人工材料。
2.按使用功能分类
按照使用功能来分,通常可分为承重结构材料、非承重结构材料和功能材料三大类。
(1)承重结构材料:指在建筑工程中起承重作用的构件所用的材料。如基础、墙体、梁、板、柱等,最常用的材料有混凝土、钢材、砖、砌块等;这类材料的主要技术性质要求是强度和耐久性。
(2)非承重结构材料:指在建筑工程中仅起到维护、分割和填充作用的构件所用的材料。如框架结构的填充墙、隔墙和其他围护材料;这类材料对降低建筑物成本、节能和提高建筑物安全有着重要的意义。
(3)功能材料:指建筑上使用的具有特殊功能材料的总称。如防水材料、保温材料、隔音吸声材料、装饰材料、耐火材料、耐腐蚀材料等。此类材料种类繁多,功能各异,决定了建筑物的使用功能与建筑品质,它们正在越来越多地应用于各种建筑物。
3.按化学组成分类
土木工程材料按照化学组成来分,可以分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。见表1.1。
表1.1 土木工程材料按化学组成分类