【正文】 建筑材料性質(zhì)與應(yīng)用 Construction Materials 主講： 吳 娟 Tel:(0571)64928072 Email: ?《 建筑材料 》 課程為建筑工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課 。 本課程的目的是為學(xué)習(xí)建筑設(shè)計(jì) 、 建筑施工 、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程提供建筑材料的基本知識(shí) ， 并為今后從事專(zhuān)業(yè)技術(shù)工作能夠合理選擇和使用建筑材料打 一 .課程的性質(zhì)、目的和任務(wù) ? 本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得有關(guān)建筑材料的性質(zhì)與應(yīng)用的基本知識(shí)和必要的基本理論 ， 并獲得主要建筑材料試驗(yàn)的基本技能訓(xùn)練 。 ? ? 從本課程的目的及任務(wù)出以 ， 課程內(nèi)容著重于材料的性質(zhì)和應(yīng)用 ， 對(duì)這兩方面內(nèi)容提出如下要求： ? 在材料性質(zhì)方面：掌握材料的組成 、性質(zhì)及技術(shù)要求；了解材料組成及結(jié)構(gòu)對(duì)材料性質(zhì)的影響；了解外界因素對(duì)材料性質(zhì)的影響；了解各主要性質(zhì)間的相互關(guān)系；初步學(xué)會(huì)主要建筑材料的試驗(yàn)方法 。 ? 在材料應(yīng)用方面：根據(jù)工程要求能夠合理地選用材料；熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；了解材料使用方法的要點(diǎn)；學(xué)會(huì)混凝土配合比設(shè)計(jì) 二 .復(fù)習(xí)與自學(xué) ? 復(fù)習(xí)與自學(xué)是掌握教學(xué)內(nèi)容和擴(kuò)大信息量的重要手段 。 復(fù)習(xí)時(shí)以主教材為核心 ， 參照聽(tīng)課筆記 ， 按 “ 學(xué)習(xí)指導(dǎo) ” 要求進(jìn)行 。 首先以節(jié)為單元讀一遍；其次按 “ 基本內(nèi)容與要求 ” 重點(diǎn)閱讀 ， 不要強(qiáng)記 ， 務(wù)求理解；再次按 “ 復(fù)習(xí)思考題與習(xí)題 ”進(jìn)行小結(jié) ， 自我檢測(cè) 。 三 . 輔 導(dǎo) 課 ? 這是本課程教學(xué)的重要組成部分 ，按 “ 基本內(nèi)容與要求 ” 及 “ 復(fù)習(xí)思考題與習(xí)題 ” 進(jìn)行輔導(dǎo) ， 并答疑 。 四 . 考 試 ? 限于條件 ， 考試只在期末進(jìn)行一次 。 本課程考試的主要題型有：名詞解釋 ， 填空題 ， 選擇填空題(單項(xiàng)選擇 )， 計(jì)算題 ， 問(wèn)答題等最后成績(jī)由平時(shí)成績(jī)和考試成績(jī)兩部分組成 ,分別占 20%與 80%. 緒 論 內(nèi)容： 建筑材料的定義和分類(lèi) 建筑材料 — 工程結(jié)構(gòu)關(guān)系 建筑材料組成 — 結(jié)構(gòu) — 性能關(guān)系 建筑材料 — 人類(lèi) — 環(huán)境關(guān)系 建筑材料課程的特點(diǎn)與學(xué)習(xí)內(nèi)容 一 .建筑材料的定義 建筑材料 :是人類(lèi)建造活動(dòng)所用一切材料的總稱(chēng) .人類(lèi)社會(huì)的基本活動(dòng)如衣 、食、住、行、無(wú)一不直接或間接地和建筑材料密切相關(guān) 如常見(jiàn)的粘土磚、石材、石灰、木材、水泥、混凝土、鋼材、陶瓷磚、瀝青卷材、玻璃、各種油漆、涂料、 PVC管等等。 二 .建筑材料的分類(lèi) ? 一、按化學(xué)成分 ? 無(wú)機(jī)材料－金屬材料、非金屬材料 ? 有機(jī)材料－植物材料、瀝青材料、合成高分子材料 ? 復(fù)合材料：有機(jī)－無(wú)機(jī)、金屬－非金屬、金屬－有機(jī) 二、按使用功能分 ? 建筑結(jié)構(gòu)材料、墻體材料、建筑功能材料 無(wú)機(jī)材料 ? 金屬材料： 黑色金屬－鋼鐵、不銹鋼 有色金屬－鋁、銅、鋁合金 ? 非金屬材料：天然石材－花崗巖、大理石等 燒土制品－粘土磚、瓦、陶瓷 膠凝材料－石灰、石膏、水泥 玻璃－平板玻璃、玻璃磚 無(wú)機(jī)纖維材料－玻璃、碳纖維 有 機(jī) 材 料 ? 植物材料：木材、竹材、植物纖維等 ? 瀝青材料：煤、石油瀝青、各類(lèi)卷材 ? 合成高分子材料：塑料、涂料、膠粘劑 復(fù) 合 材 料 ? 有機(jī)－無(wú)機(jī)：樹(shù)脂混凝土、纖維增強(qiáng)塑料等 ? 金屬－非金屬：鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土 ? 金屬－無(wú)機(jī)材料：涂覆鋼板、涂覆鋁合金板、塑鋁管、塑鋼門(mén)窗等 按使用功能分類(lèi) ? 建筑結(jié)構(gòu)材料 －構(gòu)成建筑物受力構(gòu)件（梁、板、柱、基礎(chǔ)、框架）和結(jié)構(gòu)所用的材料。常用石材、混凝土、鋼材、鋼筋混凝土等。 ? 墻體材料 －構(gòu)成建筑物內(nèi)外和分隔室內(nèi)空間所用的材料。磚、砌塊、復(fù)合板材等。 ? 建筑功能材料 － 具有某種特殊功能的非承重材料。如防水材料、 吸聲材料、裝飾材料等等。 三、建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)系 ? 建筑材料的更新是新型結(jié)構(gòu)出現(xiàn)與發(fā)展的基礎(chǔ) ? 新的輕質(zhì)高強(qiáng)材料的不斷涌現(xiàn)，為結(jié)構(gòu)向大跨 度、輕型化和新型結(jié)構(gòu)形式發(fā)展提供了前提條件。 四、建筑材料的結(jié)構(gòu) — 性能 — 組成 要合理地選用材料，就必須對(duì)不同材料進(jìn)行 比較，了解各種材料的特性，包括強(qiáng)度與破壞 特性、變形性能、耐久性能等多方面 五、建筑材料 — 人類(lèi) — 環(huán)境關(guān)系 ? 建筑材料是人類(lèi)與自然環(huán)境之間的重要媒介，直接影響人類(lèi)的生活與社會(huì)環(huán)境。 ? 人類(lèi)大量建造的基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生存環(huán)境發(fā)揮著巨大的積極作用，同時(shí)也帶來(lái)不容忽視的消極作用，即大量地消耗地球的資源和能源，在相當(dāng)程度上污染了自然環(huán)境和破壞生態(tài)平衡。 ? 從人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的前景出發(fā)，建筑材料也要注意可持續(xù)發(fā)展的方向。 ? “綠色建筑材料”、“生態(tài)建筑材料”、材料的再循環(huán)使用。 第一章 建筑材料的基本性質(zhì) 內(nèi)容： 材料的組成與結(jié)構(gòu) 材料的基本物理性質(zhì) 材料的基本力學(xué)性質(zhì) 材料的化學(xué)性質(zhì) 材料的耐久性 內(nèi)容： 材料的組成 材料的結(jié)構(gòu) 材料的孔隙及其對(duì)材料性質(zhì)的影響 材料的組成與結(jié)構(gòu) 一 .材料的組成 一 .材料的組成是決定材料的性質(zhì)的內(nèi)在因素之 (一 )化學(xué)組成 (二 )礦物組成 二 .材料的結(jié)構(gòu) (一 ).宏觀結(jié)構(gòu) 指用肉眼或放大鏡能觀察到的結(jié)構(gòu) ,它分為散粒結(jié)構(gòu) ,聚集結(jié)構(gòu) ,多孔結(jié)構(gòu) ,致密結(jié)構(gòu) ,纖維結(jié)構(gòu) ,層狀結(jié)構(gòu) 宏觀結(jié)構(gòu) 由單獨(dú)的顆粒組成 材料中的顆粒通過(guò)膠結(jié)材料 彼此牢固地結(jié)合在一起 材料中含有大量的 ,大的 ,或微 小的均勻分布的孔隙 材料在外觀上和結(jié)構(gòu)上都是致密的 是木材 ,玻璃纖維制品所特有的結(jié)構(gòu) 是板材常見(jiàn)的結(jié)構(gòu) 顯維結(jié)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu) (二 ).顯維結(jié)構(gòu) 指借助關(guān)學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡觀察到的結(jié)構(gòu) ,它可分為結(jié)晶和無(wú)定型兩種 .結(jié)晶和無(wú)定型是同一物質(zhì)的不同狀態(tài) ,晶體呈穩(wěn)定狀態(tài) ,而無(wú)定型則具有化學(xué)活性 (三 ).微觀結(jié)構(gòu) 指原子排列結(jié)構(gòu) ,根據(jù)質(zhì)子間鍵的特性分為原子晶體 ,離子晶體 ,分子晶體 三 .材料的孔隙 (一 ).孔隙形成的原因 (1).水分子的占據(jù)作用 建筑材料加水拌和 ,用水量通常超過(guò)理論上 的用水量 , 多余的水分占據(jù)的空間即為孔隙 (2).外加的發(fā)泡作用 如生產(chǎn)加氣混泥土等的各種發(fā)泡劑 ,可在材料中形成 大量的孔隙 (3).火山作用 火山爆發(fā)時(shí) ,噴到空中的巖漿 ,冷卻后在巖石中形成大量的孔隙 (4).燒作用 孔隙的類(lèi)型及對(duì)材料性質(zhì)的影響 ? (二 )孔隙的類(lèi)型 (1)連通孔隙 (2)封閉孔隙 (3)半封閉孔隙 ? (三 ).孔隙對(duì)材料性質(zhì)的影響 (孔隙增多 ) (1).材料的體積密度減小 (2).材料受力的有效面積減小 ,強(qiáng)度降低 (3).體積密度減小 ,導(dǎo)熱系數(shù)和熱容隨之減小 (4).透氣性 ,透水性 ,吸水性變大 (5).對(duì)抗凍性 ,要試孔隙大小和形態(tài)而定 ,有 些能提高抗凍性 材料的物理性質(zhì) 內(nèi)容 : ? 材料的各種參數(shù) ? 材料與水有關(guān)的性質(zhì) ? 材料與熱有關(guān)的性質(zhì) 一 .狀態(tài)參數(shù) （一）材料的密度 ? 體積 密度 －材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。單位 g/cm3或 kg/m3。 公式： ρo =m/ Vo 式中 ρo－表觀密度（ g/cm3 ） m－材料的質(zhì)量（ g） Vo－材料在自然狀態(tài)下的 體積（ cm3） 體積密度的測(cè)量 ? 自然狀態(tài)下的體積－是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)的體積與全部孔隙體積之和。材料內(nèi)部孔隙含有水分時(shí)，其質(zhì)量和體積均發(fā)生變化。注明含水情況 ? 體積密度的測(cè)量 ： 1） .對(duì)形狀規(guī)則的材料：磚、混凝土、石材 烘干－量測(cè)幾何體積－稱(chēng)重－代入公式 2） .對(duì)形狀不規(guī)則的材料： 烘干－蠟封－浮力天平 密 度 ? 密度－材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。 單位 g/cm3或 kg/m3。 公式： ρ =m/v 式中 ρ －實(shí)際密度（ g/cm3 ） m－材料的質(zhì)量（ g） V－材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積（ cm3） 密 度 的 測(cè) 量 ? 絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積－是指構(gòu)成材料的固體物質(zhì)本身的體積，或稱(chēng)實(shí)體積孔隙在內(nèi)的體積。 ? 實(shí)際密度的測(cè)量 ： ? 1）對(duì)近于絕對(duì)密實(shí)的材料：金屬、玻璃等 直接以排水法作為密實(shí)態(tài)體積近似值 ? 2）對(duì)有孔隙的材料：磚、混凝土、石材 磨成細(xì)粉－ 排水法求的體積即為密實(shí)態(tài)體積 表 觀密度 ? 表觀密度 － 對(duì)密實(shí)材料直接以排水法求的體積 v’作為密實(shí)態(tài)體積的近似值。 單位 g/cm3或 kg/m3。 公式： ρ’ =m/ V’ 式中 ρ’ －表觀密度（ g/cm3 ） m－材料的質(zhì)量（ g） V’ － 用排水法求的的體積 （ cm3） （二） .材料的孔隙