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土木工程常用的建筑材料有哪些
2022-05-17 14:25:49 2173
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    土木工程常用材料

    2.2.1 天然材料

    在原始社会,由于生产力低下,人们只会使用一些简单的工具,那时的建筑大多就地取材,从最开始远离水源的山洞穴居,到后来可以逐水而居的茅屋,以及结构更加坚固的木屋、石屋,这些建筑的材料都是直接取材于天然,所以叫作天然材料。

    (1)木材

    木材历史悠久,是人类历史上最早使用的建筑材料之一。山西省五台县境内、距离五台山风景区核心约100km处,有个名为南禅寺的寺庙,它是五台山整个佛教寺院中最小的一座,但它却是目前世界上现存最古老的木结构建筑。五台山南禅寺最初创建年代不详,而据《中国古代建筑史·第二卷》记载,南禅寺大殿至少在公元782年(唐建中三年)经过一次重修,这比五台山佛光寺东大殿还要早75年,保存至今已达千年之久,是中国珍贵的物质文化遗产,被建筑学家称为国宝。而举世闻名的北京故宫也是典型的木结构建筑,故宫是现存世界最大、最完整的木结构古建筑群,是元与伦比的古建筑杰作。

    1)木材的特性

    随着时间的推移,木材用于现代建筑结构的数量相应减少,但木材具有许多其他材料元法替代的优良特性,如木材特有的美丽、天然的花纹,给人一种古朴、典雅、亲切的美感,以及木材具有调节室内温度、空气湿度的能力,因此仍被广泛用于装饰装修行业。木材以它特有的功用和价值,创造了千姿百态的装饰新领域,虽然其他种类的新材料不断出现,但木材仍然是家具和建筑领域不可缺少的材料,其优点可以归结如下:

    ①不可替代的天然性。木材是天然的,有独特的质地与构造,其纹理、年轮和色泽等能够给人们一种回归自然、返瑛归真的感觉,深受人们喜爱。

    ②典型的绿色材料。木材本身不存在污染源,其散发的清香和纯真的视觉感受有益于人们的身体健康。与塑料、钢铁等材料相比,木材是可循环利用和永续利用的材料。

    ③优良的物理力学性能。木材是质轻而高比强度的材料,具有良好的绝热、吸声、吸湿和绝缘性能。同时,木材与钢铁、水泥和石材相比具有一定的弹性,可以缓和冲击力,提高人们居住和行走的安全性。

    ④良好的加工性。木材可以方便地进行锯、刨、镜、钉、剪等机械加工以及贴、站、涂、画、烙、雕等装饰加工。

    但是,与此同时,木材也有一些缺点:

    ①于缩湿胀,各向异性。木材含水率在纤维饱和点以下变动时,其尺寸也随之变化。由于各向异性,木材在各个方向的干缩湿胀都存在着差异,可能导致木材发生开裂、翘曲等缺陷。

    ②木材容易腐朽和虫蛙。

    ③木材易燃烧。

    ④木材存在天然缺陷,如节疤、虫眼等。

    2)木材的种类

    土木工程中使用的木材是由天然树木加工而成,树木的种类不同,木材的性质及应用也不同,因此必须了解木材的种类,才能合理地选用木材。树木通常分为针叶树和阔叶树两大类(见图2-1)。

    ①针叶树(软木材).如杉木、红松、自松、黄花松等,树叶细长,大部分为常绿树。其树干直而高大,纹理顺直,木质较软,易加工,故又称软木材。其表观密度小,强度较高,胀缩变形小,是建筑工程中的主要用材,广泛用于制作承重构件、模板和门窗等。

    ②阔叶树(硬木材).如桦、揄、水曲柳等,树叶宽大呈片状,大多数为落叶树。树干通直,部分较短,木材较硬,加工比较困难,故又称为硬(杂)木材。其表现密度较大,易胀缩、翘由、开裂,常用作室内装饰、次要承重构件、胶合板等。

    (2)天然石材

    天然石材是最古老的建筑材料之一,世界上许多著名的建筑物都是由天然石材建造而成的。近几十年来,钢筋棍凝土虽然在很大程度上代替了天然石材作结构材料,但从石材的开采量和应用范围来看,天然石材在建筑上仍获得了广泛的应用。

    天然石材在地球表面蕴含丰富,分布广泛,便于就地取材。在性能上,天然石材具有抗压强度高、耐久、耐磨等特点。在建筑物立面上使用天然石材,具有坚实、稳重的质感,可以取得凝重庄严、雄伟的艺术效果,但是,天然石材开采、加工困难,表现密度大。

    根据岩石的成因,按地质分类法,天然岩石可分为岩浆岩(火成岩)、沉积岩和变质岩兰大类见(图2-2)。


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