【正文】 m0— 磨前重量， g； m1— 磨后重量， g； A— 試樣受磨面積， cm2。 耐磨性 ：材料表面抵抗磨損的能力。 常用的壓入法有布氏法、洛氏法、維氏法三種。 測(cè)定方法： 刻劃法 （即莫式硬度計(jì)法）：此方法常用與測(cè)定天然礦物的硬度后，再通過(guò)他們對(duì)材料的劃痕來(lái)確定所測(cè)材料的硬度。 AAa Kk ? 式中： ak— 材料的沖擊韌性， J/mm2； AK— 試件破壞時(shí)所消耗的功， J； A— 試件受力凈截面積， mm2。 韌性 ：材料在沖擊或震動(dòng)荷載作用下，能吸收較大能量，產(chǎn)生一定的變形而不破壞的性質(zhì)稱(chēng)為韌性或沖擊韌性。 三、材料的脆性與韌性 脆性 ：材料在外力作用下，無(wú)明顯塑性變形而突然破壞的性質(zhì)。 ③ 材料的彈性與塑性除與材料本身的成分有關(guān)以外，還與外界條件有關(guān)。 注意 ① 單純的彈性材料是沒(méi)有的，有的材料在荷載不大的情況下，外力與變形成正比，產(chǎn)生彈性變形，荷載超過(guò)一定限度后，接著出現(xiàn)塑性變形，鋼材就是這樣。 E??? 式中： ε — 應(yīng)變； σ — 應(yīng)力， MPa； E— 彈性模量， MPa。這種不可恢復(fù)的變形叫塑性變形（又稱(chēng)永久變形）。這種可恢復(fù)的變形叫彈性變形（又稱(chēng)瞬時(shí)變形）。 比強(qiáng)度大，則材料輕質(zhì)、高強(qiáng)。 加荷速度高或表面不平，強(qiáng)度偏低。 材料的含水率增加，溫度升高，強(qiáng)度也降低。 ⑵、在試件二支點(diǎn)的三分點(diǎn)處作用兩個(gè)相等的集中荷載 ：2bhPLff ? 影響材料強(qiáng)度的因素： 材料的組成。因此強(qiáng)度分為抗壓強(qiáng)度（ a）、抗拉強(qiáng)度（ b）、抗彎強(qiáng)度（ c）、抗剪強(qiáng)度（ d）。 100% =1 P′ 第三節(jié) 材料的力學(xué)性質(zhì) 8 一、強(qiáng)度與比強(qiáng)度 強(qiáng)度 ：指材料在外力作用下不破壞時(shí)能承受的最大應(yīng)力。 100% =039。 D′ = 39。0??）179。0VVV?179。0V 0V ∴ P′ =39。 100% 0VVP BB ? ∴ BK PPP ?? 式中： m2—— 材料飽水時(shí)質(zhì)量 m1—— 材料干燥時(shí)質(zhì)量 ρ w—— 水的密度 材料的空隙 ： 散粒材料顆粒間的空隙 1）、空隙率 ：散粒材料顆粒間的空隙體積（ VS）占堆積體積（ V0′ ）的百分率。039。 按與外界是否連通：開(kāi)口孔（ Vm）閉口孔 (VB)。 100% =1 P 3）、材料的孔隙特征 ： 按 大?。何⒖?、細(xì)孔、大孔。 D= 0VV 179。 100% 材料的孔隙率在很大范圍內(nèi)波動(dòng)，如：平板玻璃的孔隙率接近于零，而微孔橡膠的孔隙率卻高達(dá) 98%。 100% = 00VVV? 179。是表示材料中孔隙多少的指標(biāo)。 二、材料的孔隙和空隙： 材料的孔隙： 大多數(shù)材料的內(nèi)部都含有孔隙，它們會(huì)對(duì)材料的性能產(chǎn)生不同程度的影響。 散粒材料的堆積體積包括顆粒自然狀態(tài)下的體積和開(kāi)口孔隙的體積，又包括了顆粒之間的空隙體積。包括松堆密度和緊堆密度。 注意： 材料的表觀密度與含水狀況有關(guān)，材料含水時(shí)，重量增加，體積也會(huì)發(fā)生不同程度的變化，因此測(cè)定材料的表觀密度時(shí)應(yīng)以干燥狀態(tài)為準(zhǔn)，而對(duì)含水狀態(tài)下測(cè)定的表觀密度，須注明含水量。對(duì)外觀形狀規(guī)則的材料，可直接度量外形尺寸后計(jì)算體積；若外觀形狀不規(guī)則，可將其 臘封后用排水法 求得其體積。 式中： ρ0—— 材料的表觀密度， kg/m3； m—— 材料的重量， kg ； V0—— 材料在自然狀態(tài)下的體積， m3。因此，測(cè)定材料絕對(duì)密實(shí)的體積，應(yīng)把材料磨成小于 的細(xì)粉末，以消除材料內(nèi)部的孔隙，用 排水法 求得粉末的體積，即是材料絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的體積。 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，它不包括材料內(nèi)部的孔隙的體積。 第二節(jié) 材料的基本狀態(tài)參數(shù) 一、材料的密度、表觀密度和堆積密度 密度 ：材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（工程中也稱(chēng)為重量）。 5 表示方法： 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 編號(hào) 制、修訂年代號(hào)（批準(zhǔn)年份） 標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng) 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) ：如建工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) JG）、建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) JC）、冶金行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) YB）、交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) JT）、石油化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) SH）等。 美國(guó)常用標(biāo)準(zhǔn)： ASTM 標(biāo)準(zhǔn) 德國(guó)常用標(biāo)準(zhǔn)： DIN 標(biāo)準(zhǔn) 英國(guó)常用標(biāo)準(zhǔn)： BS 標(biāo)準(zhǔn) 世界統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)： ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)常用標(biāo)準(zhǔn)有三大類(lèi)： 標(biāo)準(zhǔn)的一般表示方法，是由標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)、部門(mén)代號(hào)、編號(hào)和批準(zhǔn)年份等組成。通過(guò)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化，就能按標(biāo)準(zhǔn)合理的選用材料，從而使設(shè)計(jì)、施工也相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化，同時(shí)可加快施工進(jìn)度，降低造價(jià)。以便于建筑現(xiàn)代化生產(chǎn)的科學(xué)管理。 二、土木工程材料的標(biāo)準(zhǔn)化 標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范） ： 國(guó)家及有關(guān)部委根據(jù)材料本身固有的特性，結(jié)合工程結(jié)構(gòu)物的要求，對(duì)各種材料提出相應(yīng)的技術(shù)要求，以滿(mǎn)足建筑物的設(shè)計(jì)和施工的需要，這些由國(guó)家和有關(guān)部委頒發(fā)的技術(shù)要求統(tǒng)稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范。 按材料的化學(xué)成分分類(lèi)： 按材料的功能進(jìn)行分類(lèi)： 結(jié)構(gòu)材料 —— 主要用作承重的材料，如梁、板、柱所用材料。本課程討論的是 狹義的建筑材料 ，即構(gòu)成建筑物本身的材料，從地基基礎(chǔ)，承重構(gòu)件（梁、板、柱等），直到地面、墻體、屋面等所用材料。 經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)： 50%以上 4 第一節(jié) 概 述 本課程討論的對(duì)象 是建筑材料。 未 ： 生態(tài)、環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展； 輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能； 按指定性設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、材料； 各行業(yè)間的滲透：化工產(chǎn)業(yè)副產(chǎn)品→建材； 河、湖、海清理 →建材； 垃圾灰 →建材。 要求： ①通過(guò)課后作業(yè)及提問(wèn)形式（限時(shí)答完）鞏固所學(xué)內(nèi)容； ②回答問(wèn)題時(shí)：聲音、語(yǔ)言、正確； ③試驗(yàn)： 單獨(dú)記分，試驗(yàn)課 ，預(yù)習(xí)報(bào)告； 抽查→不 及格沒(méi)有資格考試 試驗(yàn)報(bào)告 一、建材的發(fā)展 古 ： 古代勞動(dòng)人民成功的使用建材實(shí)例（長(zhǎng)城、木塔、文物）； 至今仍是“迷”：銅車(chē)馬、金字塔、三角洲。 建筑材料 教 案 李德卿 宣威第一職業(yè)技術(shù)學(xué)校 2 第一部分：建筑材料教學(xué)教案 第二部分：建筑材料習(xí)題及答案選 第三部分：建筑材料試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 第四部分；建筑政策法規(guī)集錦 第五部分 ：常用建筑材料檢驗(yàn)指標(biāo) 3 第一章 緒 言 本章提要 本章主要介紹了土木工程材料的分類(lèi)等基本概念，即材料的基本物理、力學(xué)、化學(xué)性質(zhì)和有關(guān)參數(shù)。 內(nèi)容：多、亂、雜、需要“記憶”【 上至綢緞，下至蔥蒜；一看就懂，一學(xué)就會(huì)，一放就忘】 本門(mén)課程特點(diǎn) 特點(diǎn)： 理解→記 ↓ 含義 方法：知其然，更知其所以然→是什么？為什么？怎么樣？ 建議 ： （ 1）筆記在書(shū)上； （ 2）理解的含義在課堂上，即老師講的內(nèi)容→聽(tīng)； （ 3）培養(yǎng)獨(dú)立思考，獨(dú)立分析，獨(dú)立解決問(wèn)題的能力； （ 4）標(biāo)準(zhǔn)化考試以性能及應(yīng)用為主； （ 5）中心內(nèi)容→性能及應(yīng)用。 今 ： 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)落后：研究、制造、應(yīng)用各自獨(dú)立→ 閉門(mén)造車(chē)； 材料性能落后： 環(huán)境污染（空氣、人體）； 能源浪費(fèi)； 一次性。 二、地位 物質(zhì)基礎(chǔ)： 萬(wàn)丈高樓平地起，全靠材料擺積起。一般所說(shuō)的建筑材料，除用于建筑物本身的各種材料之外，還包括衛(wèi)生潔具、采暖及空調(diào)設(shè)備等器材，以及施工過(guò)程中的暫設(shè)工程，如圍墻、腳手架、板樁、模板等所用的材料，即 廣義的建筑材料 。 一、土木工 程材料的分類(lèi) 按材料在建筑物中的部位分類(lèi)： 承重構(gòu)件（梁、板、柱等）、屋面、墻體、地面等材料。 功能材料 —— 主要利用材料的某些特殊功能，如用于防水、裝飾、保溫等的材料。 標(biāo)準(zhǔn) 是指 對(duì)重復(fù)事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定，它以科學(xué)、技術(shù)和實(shí)踐的綜合成果為基礎(chǔ)，經(jīng)有關(guān)方面協(xié)商一致，由主管機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)發(fā)布，作為共同遵守的準(zhǔn)則和依據(jù)。它是企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的技術(shù)依據(jù)，也是供需雙方對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收的依據(jù)。 標(biāo)準(zhǔn)包括 ：產(chǎn)品的規(guī)格、分類(lèi)、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、驗(yàn)收規(guī)則、標(biāo)志、運(yùn)輸和儲(chǔ)存等方面的內(nèi)容。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) ：包括強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) GB），推薦性標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) GB/T）。 表示方法： 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào) 二級(jí)類(lèi)目 順序號(hào) 制、修訂年代號(hào)（批準(zhǔn)年份） 標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng) 地方標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) DB）和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào) QB） 對(duì)于強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，任何技術(shù)（或產(chǎn)品）不得低于其規(guī)定的要求；對(duì)推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，表示也可以執(zhí)行其它標(biāo)準(zhǔn)的要求；地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所制定的技術(shù)要求應(yīng)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 式中： ρ—— 材料的密度， g/cm3； m—— 材料在干燥狀態(tài)下的重量， g ； V—— 材料在絕對(duì)密實(shí)狀態(tài)下的 體積， cm3。除個(gè)別材料如：玻璃、鋼、瀝青外大多數(shù)材料是含有孔隙的。 表觀密度 ：材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（原稱(chēng)容重）。 所謂自然狀態(tài)下的體積，是指包括材料 實(shí)體體積和閉口孔隙的體積，而不包括開(kāi)口孔隙的體積。 GB 175 92 硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥 SH 0522—— 92 道路石油瀝青 Vm??00 Vm?? 6 從公式可以看出，表觀密度永遠(yuǎn)小于密度。 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。 式中： ρ0′ —— 散粒材料的堆積密度， kg/m3； m—— 散 粒材料的重量， kg ； V0′ —— 散粒材料的自然堆積體積， m3。常用其所填充滿(mǎn)的容器的標(biāo)定體積來(lái)表示。 孔隙對(duì)材料性能產(chǎn)生影響的因素包括： (1)、孔隙的多少 (2)、孔隙的特征 1）、孔隙率（ P） ：是指材料內(nèi)部孔隙體積（ VP）占材料總體積（ V0） 的百分率。 P= 0VVP 179。 100% =（ 1??0 ）179。 2）、密實(shí)度（ D） ：指材料內(nèi)部固體物質(zhì)的實(shí)體體積占材料總體積的百分率。 100% =??0 179。 按相互是否連通：孤立孔、連通孔。 39。0 Vm?? 7 ∵ BKP VVV ?? wKK mmVVP ? 120???01V? 179。 ∵ SV = 39。0 039。 100% =（ 1039。 100% 2）、填充率 ：指顆粒的自然狀態(tài)體積占堆積體積的百分率。00VV179。0??179。（或稱(chēng)：材料在外力作用下抵抗破壞的能力） 由于外力作用的形式不同，破壞時(shí)的應(yīng)力形式也不同。 1）、材料的抗拉、抗壓、抗剪強(qiáng)度 用下式計(jì)算： APf? 式中： P— 材料破壞時(shí)的最大荷載， N； f— 抗拉（或抗壓或抗剪）強(qiáng)度， MPa； A— 受力面面積， mm2； 2）、材料的抗彎強(qiáng)度 ： ⑴、試件在二支點(diǎn)的中間受一集中荷載的作用 ：223bhPLf f ? 式中： ff — 抗彎（折）強(qiáng)度， MPa； P — 試件破壞時(shí)的最大荷載， N； L — 二支點(diǎn)之間的距離， mm； b 、 h — 試件截面的寬度和高度， mm。 材料的孔隙率增加，強(qiáng)度下降。 試件尺寸大，強(qiáng)度低。 比強(qiáng)度： 指單位體積重量的材料強(qiáng)度，它等于材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。 二、材料的彈性與塑性 彈性 ：材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，能完全 恢復(fù)原來(lái)形狀的性質(zhì)。 塑性： 材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)外力去除后，材料仍保持變形后的形狀 9 和尺寸，且不產(chǎn)生裂縫的性質(zhì)。 1尺松緊帶 剛買(mǎi)： 1尺 拉 力 尺 變形 （ 彈性變形 ） →彈性 3個(gè)月后： 拉 力 （塑性變形）→塑性 （彈性變形）→塑性 彈性模量 ：表示 材料在彈性范圍內(nèi)應(yīng)變 ? 與應(yīng)力 ? 之間的線(xiàn)性關(guān)系，此關(guān)系即胡（虎）克定律。 彈性模量是材料剛度的度量，反映了材料抵抗變形的能力，是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的主要參數(shù)之一。 ② 鋼筋混凝土這 種材料，受力后彈性變形與塑性變形同時(shí)產(chǎn)生，去掉荷載后，彈性變形部分可以恢復(fù)，而塑性變形部分則不能恢復(fù)。如材料在一定溫度和一定外力條件下屬于彈性，但當(dāng)改變其條件時(shí)，也可能變成塑性性質(zhì)。具有這種性質(zhì)的材料稱(chēng)為脆性材料。 它可用材料受荷載作用達(dá)到破壞時(shí)所吸收的能量 來(lái)表示。 四、材料的硬度和耐磨性 硬度 ：材料抵抗較硬物質(zhì)刻劃或壓入的能力。 壓入法 ：以一定的壓力將一定規(guī)格的鋼球或金剛石制成的尖端壓入式樣表面，根據(jù)壓痕的面積或深度來(lái)測(cè)定其硬度。相應(yīng)的硬 度即布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。用磨損率來(lái)表示。 第四節(jié)