【正文】 測試時,材料必須是絕對干燥的。在確定改善材料性能的措施和途徑時,必須考慮這些因素。為達(dá)到生產(chǎn)工藝所要求的工藝性質(zhì),用水量往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過理論需水量(如水泥、石膏等的化學(xué)反應(yīng)所需的水量),多余的水即形成了材料內(nèi)部的毛細(xì)孔隙,即絕大多數(shù)人造建筑材料中的孔隙基本上是由水所造成的。 人造材料內(nèi)部的孔隙是生產(chǎn)材料時,在各工藝過程中留在材料內(nèi)部的氣孔。當(dāng)然壓力很高的水可能會進(jìn)入到部分閉口孔隙中。 (1)孔隙的分類 材料內(nèi)部的孔隙按尺寸大小,可分為微細(xì)孔隙、細(xì)小孔隙、較粗大孔隙、粗大孔隙。 孔隙 大多數(shù)材料在宏觀結(jié)構(gòu)層次或亞微觀結(jié)構(gòu)層次上均含有一定大小和數(shù)量的孔隙,甚至是相當(dāng)大的孔洞。因其大量的化學(xué)能未能釋放出,故其化學(xué)穩(wěn)定性較晶體差,容易和其它物質(zhì)反應(yīng)或自行緩慢向晶體轉(zhuǎn)換。這類材料的性質(zhì)相差較大。(3)微觀結(jié)構(gòu) 利用電子顯微鏡、X射線衍射儀等手段來研究的原子或分子級的結(jié)構(gòu)。不同組成間的界面粘結(jié)或接觸越好,則材料的強(qiáng)度、耐久性等越好。該結(jié)構(gòu)主要涉及到材料內(nèi)部的晶粒等的大小和形態(tài)、晶界或界面、孔隙、微裂紋等。材料的宏觀結(jié)構(gòu)較易改變。(1)宏觀結(jié)構(gòu)(亦稱構(gòu)造)用放大鏡或肉眼即可分辨的毫米級組織稱為宏觀結(jié)構(gòu)。：材料的結(jié)構(gòu)決定著材料的許多性質(zhì)。金屬材料和有機(jī)材料也與無機(jī)非金屬材料一樣,有其各自的基本組成,決定著同一種類材料的主要性質(zhì)?；瘜W(xué)組成不同,有不同的礦物。(2)礦物組成：材料中的元素或化合物是以特定的結(jié)合形式存在著,并決定著材料的許多重要性質(zhì)。金屬材料以元素含量來表示。備 注建筑材料課程簡介及課程輔導(dǎo)教案第1章　建筑材料的基本性質(zhì)本章主要講述：材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、材料的基本物理性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)、材料的耐久性 本章重點(diǎn)：與材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)的基本參數(shù)的計算、材料與水有關(guān)的性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)、材料的耐久性 本章難點(diǎn)：與材料結(jié)構(gòu)狀態(tài)有關(guān)的基本參數(shù)的計算、材料的力學(xué)性質(zhì) 本章要點(diǎn)：材料的基本物理性質(zhì)、材料的力學(xué)性質(zhì)、材料的耐久性 本章基本概念：材料的密度、表觀密度、堆積密度、孔隙率、空隙率、耐水性、抗?jié)B性、抗凍性、強(qiáng)度、彈性、塑性、硬度、耐久性本章基本要求：掌握材料的基本物理性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)及與水有關(guān)的性質(zhì)； 了解材料與熱有關(guān)的性質(zhì)。內(nèi)容簡介(200字左右)主要介紹土建工程中常用的各種建筑材料。建筑材料的基本性質(zhì)作者：日期： 山東大學(xué)課程情況登記表課程編號2005812021課程名稱建筑材料英文課程名稱Building Materials課程類別技術(shù)基礎(chǔ)課開課系所號20 開課學(xué)期(上、下)本研標(biāo)志本科生課程學(xué) 時54學(xué) 分3考試類型(筆試考試無口試)開設(shè)日期結(jié)束日期課程分類必修課必修主課名稱建筑材料先修課程力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)課內(nèi)總學(xué)時54實驗總學(xué)時 講課總學(xué)時38上機(jī)總學(xué)時0CAD總學(xué)時0CAI總學(xué)時0討論輔導(dǎo)總學(xué)時0設(shè)計作業(yè)總學(xué)時0課外總學(xué)時0課外學(xué)分0課程負(fù)責(zé)人孫紀(jì)正師資隊伍孫紀(jì)正基本面向二年級各專業(yè)教學(xué)方式講課教 材《建筑材料》參考書《建筑材料》 《土木工程材料》 《道路建筑材料》課程說明本課程屬于土建類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課。利用前期學(xué)過的力學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)知識，通過本課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)建筑、結(jié)構(gòu)、施工等后續(xù)專業(yè)課提供建材基本知識，同時它還為今后從事工程實踐和科學(xué)研究打下必要的專業(yè)基礎(chǔ)。各種建筑材料的主要性能，質(zhì)量檢驗和評定的標(biāo)準(zhǔn)及方法，如何合理地選用和應(yīng)用各種建筑材料以及幾種建筑材料的配合比設(shè)計方法等。 本章學(xué)時安排：與緒論一起共7學(xué)時本章基本內(nèi)容：一、 材料的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)１．材料的組成(1)化學(xué)組成：無機(jī)非金屬建筑材料的化學(xué)組成以各種氧化物的含量表示?；瘜W(xué)組成決定著材料的化學(xué)性質(zhì),影響著物理性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)。礦物組成,是無機(jī)非金屬建筑材料中化合物存在的基本形式。既使相同的化學(xué)組成,在不同條件下,結(jié)合成的礦物往往也是不同的。所以說,認(rèn)識各類材料的基本組成,是了解材料本質(zhì)的基礎(chǔ)。一般從三個層次來觀察材料的結(jié)構(gòu)及其與性質(zhì)的關(guān)系。 材料的宏觀結(jié)構(gòu)中常含有孔隙或裂紋等缺陷,對材料性能有較大影響。(2)亞微觀結(jié)構(gòu)（顯微或細(xì)觀結(jié)構(gòu))由光學(xué)顯微鏡所看到的微米級組織結(jié)構(gòu)。一般而言,材料內(nèi)部的晶粒越細(xì)小、分布越均勻,則材料的強(qiáng)度越高、脆性越小、耐久性越好。材料的亞微觀結(jié)構(gòu)相對較易改變。 無機(jī)非金屬材料中的晶體(或非晶體),其鍵的構(gòu)成往往不是單一的,而是由共價鍵和離子鍵等共同聯(lián)結(jié),如方解石、長石及硅酸鹽類材料等。 非晶體,又稱玻璃體,是熔融物在急速冷卻時,質(zhì)點(diǎn)來不及按特定規(guī)律排列,所形成的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)無序排列(短程有序,長程無序)的固體或固態(tài)液體。如在水泥、混凝土等材料中使用的?；郀t礦渣、火山灰、粉煤灰等材料。這些孔隙幾乎對材料的所有性質(zhì)都有相當(dāng)大的影響。 按常壓下水能否進(jìn)入孔隙中,又可分為開口孔隙(或連通孔隙)和閉口孔隙(或封閉孔隙)。 (2)孔隙對材料性質(zhì)的影響 通常材料內(nèi)部的孔隙含量（即孔隙率)越多,則材料的體積密度、堆積密度、強(qiáng)度越小,耐磨性、抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性及其耐久性越差,而保溫性、吸聲性、吸水性和吸濕性等越強(qiáng)。絕大多數(shù)的建筑材料的生產(chǎn)過程中均使用水做為個組成成分。由此可以說,凡是影響人造建筑材料內(nèi)部孔隙數(shù)量、孔隙形狀、孔隙狀態(tài)或用水量的因素,均是影響材料性能的因素。二、材料的基本物理性質(zhì)(1)不同狀態(tài)下的密度 1)密度：材料在絕對密實狀態(tài)下(不含內(nèi)部所有孔隙體積)單位體積的質(zhì)量,用下式表示。含孔材料則必須磨細(xì)后采用排開液體的方法來測定其體積。 測試時,材料的質(zhì)量可以是任意含水狀態(tài)下的,不加說明時,是指氣干狀態(tài)下的質(zhì)量。 3)堆積密度 散粒材料在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,用下式表示。無說明時,指氣干狀態(tài)下的。 孔隙率的計算 % (3)空隙率： 散粒材料顆粒間空隙體積占整個堆積體積的百分率。 在大量配制混凝土、砂漿等材料時,宜選用空隙率（）小的砂、石。若水不能在材料表面上鋪展開, 即不能被浸潤，則稱為憎水性，該材料稱為憎水性材料。大多數(shù)建筑材料屬于親水性材料。(2)吸水性與吸濕性：1)吸水性 吸水性是材料吸收水分的性質(zhì),用材料在吸水飽和狀態(tài)下的吸水率來表示。 2）吸濕性 吸濕性是材料在空氣中吸收水蒸汽的性質(zhì)，用含水率表示。材料吸濕或干燥至與空氣濕度相平衡時的含水率稱為平衡含水率。 吸濕性主要與材料的組成、微細(xì)孔隙的含量及材料的微觀結(jié)構(gòu)有關(guān)。同時也使材料的表觀密度、導(dǎo)熱性增加,幾何尺寸略有增加,使材料的保溫性、吸聲性下降,并使材料受到的凍害、腐蝕等加劇。(3)耐水性 材料長期在水作用下,保持其原有性質(zhì)的能力。對于結(jié)構(gòu)材料,用軟化系數(shù)()來表示,計算式如下。長期處于潮濕或經(jīng)常遇水的結(jié)構(gòu),需選用,重要結(jié)構(gòu)需選用。溶解度很小或不溶的材料,則軟化系數(shù)()一般較大。(4)抗?jié)B性：抗?jié)B性是材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。材料的抗?jié)B性與其內(nèi)部的孔隙率,特別是開口孔隙率有關(guān),與材料的親、憎水性也有一定關(guān)系。對結(jié)構(gòu)材料主要指保持強(qiáng)度的能力,并多以抗凍等級來表示。：（1）導(dǎo)熱系數(shù)：材料傳遞熱量的性質(zhì)稱為材料的導(dǎo)熱性,以導(dǎo)熱系數(shù)來表示。 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的因素有: 1)材料的組成與結(jié)構(gòu)。2)孔隙率越大,即材料越輕(小〉,導(dǎo)熱系數(shù)越小。3）含水或含冰時,會使導(dǎo)熱系數(shù)急劇增加。上述因素一定時,導(dǎo)熱系數(shù)為常數(shù)。(2)熱容量：材料受熱時吸收熱量,冷卻時放出熱量的性質(zhì)稱為材料的熱容量,該值等于材料的比熱(c)與質(zhì)量(m)的乘積。三、材料的力學(xué)性質(zhì)(1)理論強(qiáng)度 固體材料的強(qiáng)度決定于結(jié)構(gòu)中各質(zhì)點(diǎn)間的結(jié)合力,即化學(xué)鍵力。 實際上材料結(jié)構(gòu)中含有大量缺陷,如晶格缺陷、孔隙、裂紋等。 減小材料內(nèi)部的缺陷(孔隙、裂紋等)可大幅度提高材料的強(qiáng)度。 材料的強(qiáng)度除與前述的內(nèi)部因素(組成、結(jié)構(gòu))有關(guān)外,還與外部因素,即測試條件也有相當(dāng)大的關(guān)系。將發(fā)生的這種變形稱為彈性變形。受力后材料的應(yīng)力與應(yīng)變的比值即為彈性模量。所發(fā)生的這種變形稱塑性變形。大多數(shù)材料受力初期表現(xiàn)為彈性,達(dá)到一定程度表現(xiàn)出塑性特征,稱之為彈塑性材料。脆性材料的特點(diǎn)是塑性變形小,且抗壓強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度的比值較大(5～50倍)。 材料抵抗沖擊振動作用,而不發(fā)生突發(fā)性破壞的性質(zhì)稱為材料的沖擊韌性或韌性,或在沖擊振動作用下,吸收能量、抵抗破壞的能力稱為沖擊韌性。術(shù)材、建筑鋼材、橡膠等屬于韌性材料。四、材料的耐久性材料抵抗各種破壞因素或腐蝕介質(zhì)的長期作用,保持其原有的主要性質(zhì)的能力稱為材料的耐久性。耐久性一般包括材料的抗?jié)B性、抗凍性、耐腐蝕性、抗老化性、耐溶蝕性、耐光性、耐磨性等等許多項。對裝飾材料則主要要求顏色、光澤等不發(fā)生顯著變化等。無機(jī)非金屬材料常由化學(xué)位用、溶解、凍融、風(fēng)蝕、溫差、濕差、磨擦等其中某些因素或綜合作用而引起破壞。第3章 燒土制品本章主要講述：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚 本章重點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的主要技術(shù)要求及應(yīng)用 本章難點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的強(qiáng)度等級評定 本章要點(diǎn)：燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚的主要技術(shù)本章基本概念：燒結(jié)、欠火磚、過火磚、泛霜、石灰爆裂本章基本要求：知道磚的生產(chǎn)工藝過程、分類及主要技術(shù)性質(zhì)； 了解各種建筑陶瓷的規(guī)格及特點(diǎn)。主要制品有燒結(jié)普通磚、燒結(jié)粘土瓦、燒結(jié)多孔磚和燒結(jié)空心磚,以及陶瓷飾面磚、錦磚、地磚、衛(wèi)生陶瓷、污水陶管等。其外形尺寸為24011553mm。原料及焙燒工藝對磚質(zhì)量的影響：燒結(jié)普通磚的主要原料是粘土。其主要成分是含水鋁硅酸鹽的粘土礦物,其次是雜質(zhì)(石英,長石,云母,碳酸鹽,鐵、釩的氧化物及有機(jī)質(zhì))。雜質(zhì)含量對粘土可塑性、收縮性和焙燒溫度影響很大。燒制普通磚的粘土,主要是易熔粘土,即耐火度低于1350℃的粘土,雜質(zhì)含量較多。顆粒過粗時,焙燒后磚質(zhì)脆,過細(xì)時,磚變形大。1)粘土的可塑性 粘土和水后,能在外力作用下塑造成要求的形狀,當(dāng)外力撤消后,仍能保持獲得的形狀,并不出現(xiàn)裂紋。但可塑性大的粘土坯體,在干燥和焙燒過程中,隨著脫水會出現(xiàn)較大的收縮。2)粘土的燒結(jié)性 粘土坯體在焙燒至900℃以上時,粘土顆粒表面易熔化合物形成一定數(shù)量的熔融物,逐漸填充顆粒之間空隙,隨溫度升高、熔融物增多,坯體孔隙率降低,其強(qiáng)度、耐水性和抗凍性均相應(yīng)提高,這一過程稱為燒結(jié)。將粘土中熔融物開始出現(xiàn)的溫度,至坯體出現(xiàn)顯著變形而不能自持時的溫度范圍稱為燒結(jié)范圍。一般燒結(jié)粘土磚的燒結(jié)范圍較窄,只有50～100℃。若焙燒溫度高于燒結(jié)范圍上限時,磚坯體孔隙率小,密實度大,導(dǎo)熱性增大,強(qiáng)度高,但磚易變形,稱為過火磚。若在燒成后,造成窯內(nèi)不完全燃燒,在還原氣氛下,粘土中鐵還原成低價鐵而呈青灰色,得到青磚。燒結(jié)粉煤灰磚、燒結(jié)煤矸石磚和燒結(jié)頁巖磚的原料,要按照可塑性、內(nèi)燃值等要求來確定粘土和粉煤灰或粉碎的煤矸石或頁巖的比例,其余工藝與燒結(jié)粘土磚基本相同。(1)燒結(jié)普通磚外形為直角六面體、其公稱尺寸為24011553mm,每立方米磚砌體需512塊普通磚。(3)強(qiáng)度等級按抗壓強(qiáng)度確定。 (4)耐久性包括吸水率、抗凍性、泛霜試驗和石灰爆裂等內(nèi)容,各項內(nèi)容亦應(yīng)符合規(guī)定。燒結(jié)普通磚的應(yīng)用：一般建筑物中墻體材料約占60%左右,目前我國的墻體材料中95%左右仍用燒結(jié)普通磚,絕大部分是燒結(jié)粘土磚。應(yīng)用中不得使用欠火磚、酥磚和螺旋磚。第5章 無機(jī)氣硬性膠凝材料本章主要講述：建筑石膏、建筑石灰、水玻璃及其制品