建筑材料第一章讲义

1、绪论什么叫建筑材料?建筑工程中所使用的各种材料及制品,都统称为建筑材料。建筑材料的定义人类赖以生存的总环境中,所有构筑物或建筑物所用材料及制品统称为建筑材料。本课程的建筑材料是指用于建筑物地基、基础、地面、墙体、梁、板、柱、屋顶和建筑装饰的所有材料。本章主要了解建筑材料的分类和建筑材料技术标准、建筑材料特点。按材料的化学成分分类,可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类:按材料的使用功能,可分为结构材料和功能材料两大类:结构材料用作承重构件的材料,如梁、板、柱所用材料;功能材料所用材料在建筑上具有某些特殊功能,如防水、装饰、隔热等功能。2、建筑材料对发展建筑业的作用3、建筑材料的发展概况中国:

2、天然山洞或树巢(18000年前木骨泥墙、陶器(西安半坡遗址,6000年前土瓦,三合土(石灰、黄砂、粘土混合抹面的土坯墙,石灰、砖瓦(3000年前的西周大块空心砖和墙壁装修砖(2500-2000年前的战国铁器(战国现代水泥混凝土、钢筋、预应力钢筋混凝土。天然材料砖、瓦石灰、石膏钢材、水泥、混凝土等化学建材、新型功能材料、新型建筑装饰材料智能建材趋势:高性能、多功能、可持续4、建筑材料的技术标准无规矩不成方圆 产品标准工程建设标准1、国家标准有强制性标准(代号GB、推荐性标准(代号GB/T。2、行业标准如建筑工程行业标准(代号JGJ、建筑材料行业标准(代号JC等。3、地方标准(代号DBJ和企业标准

3、(代号QB。标准的表示方法为:标准名称、部门代号、编号和批准年份。GB、GBJ、JGJ(建筑工程行业标准、JC、YB(冶金工业、5、课程的目的、任务及基本要求材料性质方面:组成、性质、技术要求,了解组成及结构对瞎聊性质的影响,各种性质间的相互关系。材料应用方面:熟悉相关标准,合理选材,了解材料的使用要点,学会混凝土配合设计。第一章建筑材料的基本性质所有的建筑的材料必须具有满足环境要求的性质才能被使用。本章主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响;重点掌握材料的物理性质和力学性质。第一节材料的组成及结构一、材料的组成化学组成:化学分析以获得各氧化物的含量的百分比表示矿物组成:化学成分相同时,矿

4、物成分的不同,决定了材料性质的不同。二、材料的结构材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。它是决定材料各种性质的最重要因素。1、宏观结构(构造:用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构,可分为: 1散粒结构如砂子、石子、膨胀珍珠岩等,其特点是颗粒之间存在大量空隙,其空隙率大小主要取决于颗粒级配、颗粒形状及大小等。2聚集结构材料通过胶结物质彼此牢固的结合在一起,如混凝土、某些天然岩石等。3多孔结构如加气混凝土、泡沫塑料等,其特点是强度较低,吸水性大,抗渗和抗冻性较差,绝缘性较好。4致密结构如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等,其特点是强度和硬度较高,吸水性小,抗渗

5、和抗冻性较好。5纤维结构如木材、竹材、玻璃纤维增强塑料、石棉制品等,其特点是平行纤维方向与垂直纤维方向的各种性质具有明显差异。6片状或层状结构如胶合板、纸面石膏板、各种夹心板等,其特点是平面各向同性,同时提高了材料的强度、硬度等,综合性能好。2、显微结构:用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构。材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。无机非金属材料的组成分为:晶体和玻璃。晶体的性质:有固定的形状、熔点,晶粒越小,材料的均匀性,耐久性、强度越高。玻璃:没有固定的形状、熔点3、微观结构:用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究材料原子、分子级的微观组织称为微观结构,分为晶体与非晶体。

6、原子晶体、离子晶体、分子晶体。由于离子键力的不同,决定了材料性质的不同,强度一次减弱。无机非金属材料大部分是硅酸盐:由二氧化硅和金属氧化物形成的盐。其分子组成主要由硅氧四面体为基本单元与其他金属离子结合而成。4、建筑材料的空隙成因:水的占据作用外加的发泡作用火山爆发作用焙烧作用空隙的类型:1连通型2封闭型3半封闭型对材料性质的影响:随着空隙的增大,材料密度减小,强度降低,导热性降低,透气性,透水性,吸水性变大。第二节材料的物理性质一体积密度、密度及表观密度。1、体积密度(o:是指粒状或粉状材料在堆积状态下,单位体积的质量。2、密度(:是指材料在绝对密实状态下,单位体积的干质量。3、表观密度(o

7、:是指密实材料在自然状态下,直接用排水发求得的单位体积的干质量。重点比较三者之间的区别。二、孔隙率孔隙率、开口孔隙率及闭口孔隙率(二材料的密实度与孔隙率密实度(D:是指材料体积内被固体物质充实的程度,也就是固体体积二、各种物理过程有关的性质1、材料与水有关的性质1材料的亲水性与憎水性材料在空气中与水接触时,能被水湿润者为亲水性,具有亲水性的材料称为亲水材料;否则为憎水性,具有憎水性的材料称为憎水性材料。在材料、水、空气交点处,沿水滴表面做切线,此切线与水与材料的接触面所称的夹角称为石润角。<90,亲水。>90憎水。2吸水性:指材料与水接触吸收水分的性质,其大小用吸水率表示,分为质量

8、吸水率和体积吸水率。质量吸水率和体积吸水率可以大于100%吗?材料的孔隙率越大,吸水率越大,对吗?含水率:材料在自然状态下水的百分比。水饱和度:反应材料开口空隙与闭口空隙的比例。3、耐水性材料在水的作用下保持其原有性质的能力,引入软化系数wpf Kf=4抗渗性Q、k材料抵抗压力水渗透的性质,与材料的孔隙率及孔隙形态有关。5抗冻性浸水饱和的材料在冻、融循环作用下,保持其原有性质的能力成为抗冻性,通常用抗冻标号Fn 来评定。2、与热有关的性质1导热性说明材料传递热量的能力,用导热系数表示材料的导热吸水越小,绝缘性越好。无机材料的导热系数大于有机材料。建筑材料的导热系数与孔隙率和孔隙形态有关。孔隙率

9、越大,导热系数越小。材料的含水率增加导热系数随之增加维护结构的绝热性能可用导热系数或热阻来表示。2热容c热容是指材料受热时粗村热量或冷却时放出热量的性能。21(Q c m t t=-3、热变形性材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质,称为材料的热变形性。用线膨胀系数表示。线膨胀系数越大,表明材料的热变形量越大。4、耐燃性材料在空气中遇火不着火燃烧的性能,称为材料的耐燃性。按照遇火时的反应将材料分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料三类。第三节材料的力学性质荷载:对材料施加的,是材料变形的外力。应变:材料在力的作用下发生的变形量,与原长度的比。应力:作用在物体表面或内部单位面积上的力。1、强度1

10、轴向抗压强度和抗拉强度2抗弯强度实验条件对试件强度的影响试件形状、时间尺寸、含水量、温度、加荷速率等。强度标号或等级强度值:表示材料力学性质的指标。强度等级:根据强度值划分的级别。2、变形弹性变形:材料在外力作用下发生的变形,在外力去除后能够完全恢复的那部分变形。塑性变形:材料在外力作用下产生变形,若除去外力后仍保持变形后的形状和尺寸,并且不产生裂缝的性质称为塑性。大部分情况下,二者相伴发生,称为弹塑性材料。根据材料破坏前弹性变形与塑性变形的大小可将材料分为弹性材料和塑性材料。脆性-在外力作用下,当外力达到一定限度后,材料突然破坏而又无明显的塑性变形的性质韧性-在冲击、震动荷载的作用下,能吸收较大能量而不破坏的性质称为韧性。如钢材、木材、纤维等3、冲击韧性指材料抵抗冲击作用的能力。4、