3．1　土木工程材料的一般性质

土木工程设施都是由多种工程材料（Construction　Material）有序构筑起来的。1m²建筑物所用的材料量大约为1～2t，一幢5　000m²房屋的材料量就是5　000～10　000t，铺设1km铁路上部建筑（仅钢轨、轨枕、道床等）的材料量也和这个量相近。这些材料的采集、制作、运输、贮存、保管都需要大量的人力、资金和设备。更为重要的是材料的开发利用促进了土木工程的不断发展。远古时代，人类的住、行采用的是石块和树木。公元前12—4世纪先后创制了瓦和砖，人类才有用人造材料做成的住房。17世纪有了生铁和熟铁以后，直到18世纪才有了第一条铸铁铁路；后来发展了钢材，才在19世纪后期诞生了第一幢11层高的高层建筑。1824年有了波特兰水泥，才使后来的钢筋混凝土工程得到蓬勃发展。如今各种高强度结构材料、新型装饰材料和防水材料的开发，则和20世纪中期以来高分子有机材料在土木工程中的广泛应用密切相关。

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”等多种不同的需要；甚至像具有“抗核辐射”这样的特殊需要。因而，土木工程所用材料的下列性质是重要的：

（1）物理性质

如容积密度（材料在自然状态下单位体积的质量），密度（材料在绝对密实状态下单位体积的质量），以及材料与水有关的性质如含水率、吸水性、透水性、抗冻性，和材料的热工性质如导热性、耐火性、收缩膨胀（因温、湿度变化或材料本身化学反应引起的）等。

（2）力学性质

如强度（在外力作用下抵抗破坏的能力），变形（承受形状改变的能力），弹性（外力除去后仍能恢复原状的性质），塑性（外力除去后不能恢复原状保持变形后的性质），韧性（材料受冲击时能够承受很大变形不致破坏的能力）等。

（3）耐久性质

指材料在长期使用过程中经受各种所处环境和条件的作用（如日光曝晒，大气、水和化学介质侵蚀，温、湿度变化，冻融循环，机械摩擦，虫菌寄生等）仍能保持其使用性能的能力。(www.daowen.com)

土木工程所用的材料按其自身组织的不同可分为金属材料和非金属材料两大类，金属材料又可分黑色金属和有色金属，非金属材料又可分无机材料和有机材料。具体分类见表3．1。

表3．1　土木工程材料分类表

若按材料在土木工程设施中所起的作用和功能分，又可分为以下类别：

^[1]承重材料——起承受大自然和人为的各种作用力的作用，典型的如各种钢材、混凝土、木材和由黏土砖等多种块材、砂浆组成的砌体。

②围护材料——起保持空间和通道使用功能的作用，典型的如黏土砖瓦、轻质混凝土、无机和有机隔热制品（石棉、玻璃棉、软木等）、沥青防水材料。

③装饰材料——起创造优美和舒适环境的作用，典型的如玻璃、油漆、墙地面饰面材料。

④胶结材料——典型的如水泥、石灰、石膏、沥青。