教学配套课件：建筑材料与检测-第五套

1、建筑材料与检测 目 录单元一 建筑材料与检测概述单元二 建筑材料的基本性质单元三 建筑石材单元四 气硬性凝胶材料单元五 水泥单元六 混凝土 目 录单元七 建筑砂浆单元八 墙体材料单元九 建筑钢材单元十 防水材料单元十一 建筑木材单元十二 建筑功能材料单元一 建筑材料与检测概述【单元概述】随着我国建筑业的不断发展，对建筑材料的质量和技术指标的要求越来越高，建材检测的技术也在不断提高。目前，市场上的建筑材料不仅种类繁多，性能各异，而且在工程结构中起到关键性的作用，材料的质量影响着建筑的质量。所以，每种材料在进场使用前都要进行抽样检测，严格按照施工程序进行，采取有效措施，保证材料的质量。因此，掌握建

2、筑材料的性能，严把建筑材料检测关，对保障建筑制造行业平稳健康发展，对保障人民群众的生产安全和生活安全起到至关重要的作用。学习任务1 建筑材料的定义和分类【任务目标】1.掌握建筑材料的定义。2.了解建筑材料的分类。一、建筑材料的定义建筑材料涉及面广泛，在概念上又没有明确而统一的界定。广义的建筑材料除包括构成建筑工程实体的材料之外，还包括两部分：一是施工过程中所需要的辅助材料，如脚手架、组合钢模板、安全防护网等；二是建筑器材，如给排水设施、电气设施等。而通常所指的建筑材料主要是构成建筑工程实体的材料，如水泥、混凝土、钢材、装饰材料、防水材料等，即狭义的建筑材料。学习任务1 建筑材料的定义和分类学习

3、任务1 建筑材料的定义和分类二、建筑材料的分类随着材料科学和材料工业不断地发展，各种类型的新型建筑材料不断涌现，建筑材料种类繁多，通常按材料的化学成分、使用目的及其使用功能将建筑材料进行分类。学习任务1 建筑材料的定义和分类学习任务1 建筑材料的定义和分类2.按使用目的分类（1）结构材料（建筑物骨架，如梁、柱、墙体等组合受力部分的材料）。如木材、石材、砖、混凝土及钢铁等。（2）装饰材料（如内外装饰材料、地面装饰材料）。如瓷砖、玻璃、金属饰面板、轻质板、涂料、粘铺材料、壁纸等。（3）隔断材料（以防水、防潮、隔声、隔热等为目的而使用的材料）。如沥青、嵌缝材料、玻璃及玻璃棉等。（4）防火耐火材料（以

4、提高难燃、防烟及耐火性等方面为目的而使用的材料）。如防火预制混凝土制品、石棉水泥板、硅钙板等；此外，还有兼顾防火耐火及隔断两方面功能的装饰材料。学习任务1 建筑材料的定义和分类3.按使用功能分类（1）建筑结构材料主要是指构成建筑物受力构件和结构所用的材料。学习任务1 建筑材料的定义和分类学习任务1 建筑材料的定义和分类学习任务1 建筑材料的定义和分类（2）墙体材料主要是指建筑物内、外及分隔墙体所用的材料，有承重和非承重两类。学习任务1 建筑材料的定义和分类学习任务1 建筑材料的定义和分类（3）建筑功能材料主要是指担负某些特定功能的非承重用材料。学习任务1 建筑材料的定义和分类学习任务1 建筑材

5、料的定义和分类学习任务2 建筑材料的作用及发展趋势【任务目标】1.了解建筑材料在建筑工程中的作用。2.了解建筑材料的发展趋势。学习任务2 建筑材料的作用及发展趋势一、建筑材料在建筑工程中的作用建筑材料是建筑工程的物质基础。因此，作为一名土木工程技术人员无论是从事设计、施工或管理工作均必须掌握土木工程材料的基本性能。建筑材料的发展赋予了建筑物以时代的特征和风格。新型建筑材料的诞生推动了建筑结构设计方法和施工工艺的变化而新的建筑结构设计方法和施工工艺又对建筑材料品种和质量提出了更高和多样化的要求。建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响到建筑工程的造价和投资。土建工程中建筑材料的费用占土建工程总投

6、资的60%左右，因此，土木工程材料的价格直接影响到建设投资。学习任务2 建筑材料的作用及发展趋势二、建筑材料的发展趋势1.绿色环保的建筑材料2.高寿命经济型建筑材料3.低能耗建筑材料4.高性能材料5.充分利用工业废渣及廉价原料生产建筑材料学习任务3 建筑材料的标准及检测【任务目标】1.了解技术标准的等级划分情况。2.了解对建筑材料进行检测的目的。3. 了解影响检测结果准确性的因素。学习任务3 建筑材料的标准及检测一、技术标准的等级1.国际标准：是由国际标准化团体通过的标准。最大的国际标准化团体是ISO和IEC。此外还有27个国际团体也制定有一些国际标准。国际标准对各国来说可以自愿采用，没有强制

7、的含义，但往往因为国际标准集中了一些先进工业国家的技术经验，加之各国考虑外贸上的利益，从本国利益出发也往往积极采用国际标准。学习任务3 建筑材料的标准及检测2.区域标准：是由世界某一区域标准化团体通过的标准。这里的“区域”是指世界上按地理、经济或政治划分的区域，如欧洲标准就是欧洲这个区域的标准，它是为了某一区域的利益而建立的标准。3.国家标准：是由国务院标准化行政主管部门制定。国家标准是国内各级标准必须服从且不得与之相抵触的标准。国家标准是一个国家的标准体系的主体和基础。学习任务3 建筑材料的标准及检测得与之相抵触的标准。国家标准是一个国家的标准体系的主体和基础。4.行业标准：是由国务院有关行

8、政主管部门制定，并报国务院标准化行政主管部门备案，在公布国家标准之后，该项行业标准即行废止。行业标准主要针对没有国家标准而又需要在全国某个行业范围内规定统一的技术要求。目前，行业标准的概念正在逐步被专业标准所取代。学习任务3 建筑材料的标准及检测5.地方标准：是由省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定，并报国务院标准化行政主管部门和国务院有关行政主管部门备案，在公布国家标准或者行业标准之后，该项地方标准即行废止。地方标准主要针对没有国家标准和行业标准而又需要在省、自治区、直辖市范围内规定统一的工业产品的安全、卫生要求。学习任务3 建筑材料的标准及检测6.企业标准：是由企业组织制定，并按省、自

9、治区、直辖市人民政府的规定备案。企业标准主要针对企业生产的没有国家标准、行业标准和地方标准的产品；已有国家标准或者行业标准和地方标准的，国家鼓励企业制定严于国家标准、行业标准或者地方标准的企业标准，在企业内部适用。学习任务3 建筑材料的标准及检测与建筑材料生产、应用有关的标准包括产品标准和工程建设标准两类。产品标准是为了保证建筑材料产品的适用性，对该产品必须达到的某些或全部要求所制定的标准一般包括产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和储存等方面的内容。工程建设标准是对工程建设中的勘察、规划、设计、施工、安装、验收等需要协调统一的事项所制定的标准，其中结构设计规范、施工验收规

10、范中包含了与建筑材料的选用相关的内容。学习任务3 建筑材料的标准及检测学习任务3 建筑材料的标准及检测学习任务3 建筑材料的标准及检测学习任务3 建筑材料的标准及检测下面以国家标准编号为例，说明一下各个组成部分的含义，如图1-9所示。学习任务3 建筑材料的标准及检测三、建筑材料检测的目的建筑材料检测就是根据有关标准的规定和要求，采取科学合理的检测手段，对建筑材料的性能参数进行测定的过程。建筑材料品种多样，性能各异，通过建筑材料检测，可以获得建筑材料性能参数，判断建筑材料的质量合格性，并据此判定建筑材料的正确使用。建筑材料检测是推动材料科技进步，合理选择使用建筑材料，降低生产成本，提高企业经济效

11、益的有效途径。建筑材料检测是建筑类职业技术学院培养学生检测技能的重要环节之一，要求学生掌握常用建筑材料性能的检测方法。学习任务3 建筑材料的标准及检测四、影响检测结果准确性的因素1.人的因素2.检测方法的因素3.检测设备的因素4.检测环境的因素建筑材料与检测 目 录单元一 建筑材料与检测概述单元二 建筑材料的基本性质单元三 建筑石材单元四 气硬性凝胶材料单元五 水泥单元六 混凝土 目 录单元七 建筑砂浆单元八 墙体材料单元九 建筑钢材单元十 防水材料单元十一 建筑木材单元十二 建筑功能材料单元二 建筑材料的基本性质【单元概述】建筑物是由各种建筑材料建筑而成的，这些材料在建筑物的各个部位要承受各

12、种各样的作用，因此要求建筑材料必须具备相应性质。建筑材料的性质可归纳为如下几类：物理性质，包括基本物理性质及与各种物理过程（水、热作用等）有关性质；力学性质，材料在外力作用下的变形性质及强度；耐久性，材料抵抗外界综合因素影响的稳定性。学习任务1 建筑材料的基本物理性质【任务目标】1.掌握材料与质量有关的性质及计算方法。2.掌握材料与水有关的性质及计算方法。3.掌握材料与热有关的性质及计算方法。4.掌握材料与声学有关的性质及计算方法。学习任务1 建筑材料的基本物理性质一、与质量有关的性质（一）密度1.实际密度学习任务1 建筑材料的基本物理性质绝对密实状态下的体积是指不包括材料内部孔隙在内的固体物

13、质的体积。测定材料密度时，可采取不同方法。对钢材、玻璃、铸铁等接近于绝对密实的材料，可用排水（液）法；而绝大多数材料内部都含有一定孔隙时测定其密度时应把材料磨成细粉（至粒径小于0.2mm）以排除其内部孔隙，然后用排水（液）法测定其实际体积，再计算其绝对密度；水泥、石膏粉等材料本身是粉末态，就可以直接采用排水（液）法测定。学习任务1 建筑材料的基本物理性质对于砂、石等外形不规则，材质坚硬、致密的散粒材料，在实际中常用排水法直接求出体积V，作为其绝对体积的近似值（因颗粒内部的封闭孔隙体积没有排除），这时所测得的实际密度为近似密度，即视密度（）。学习任务1 建筑材料的基本物理性质2.体积密度学习任务

14、1 建筑材料的基本物理性质自然状态下的体积即表观体积，包含材料内部孔隙（开口孔隙和封闭空隙）在内。对外形规则的材料，其几何体积即为表观体积；对外形不规则的材料，可用排水（液）法测定，但在测定前，在待测材料表面用薄蜡层密封，以免测液进入材料内部孔隙而影响测定值。学习任务1 建筑材料的基本物理性质3.堆积密度学习任务1 建筑材料的基本物理性质自然堆积状态下的体积即堆积体积，包含颗粒内部的孔隙及颗粒之间的空隙，如图2-1所示。散粒状材料的堆积密度通常使用容积升测定。测定时，先对容积升称重，然后在容积升中装满待测材料再称重。学习任务1 建筑材料的基本物理性质学习任务1 建筑材料的基本物理性质（二）密实

15、度与孔隙率1.密实度对于绝对密实材料，因0=，故D=1或100%，对于大多数建筑材料，因0，故D1或D100%。学习任务1 建筑材料的基本物理性质2.孔隙率学习任务1 建筑材料的基本物理性质孔隙率由开口孔隙率和闭口孔隙率两部分组成。开口孔隙率指材料内部开口孔隙体积与材料在自然状态下体积的百分比，即能被水饱和的孔隙体积所占的百分率，按下式计算：学习任务1 建筑材料的基本物理性质材料的密实度和孔隙率是从两个不同侧面反映材料密实程度的指标。建筑材料的许多性质都与材料的孔隙有关。这些性质除取决于孔隙率的大小外，还与孔隙的特征密切相关，如大小、形状、分布、连通与否等。通常开口孔能提高材料的吸水性、吸声性

16、、透水性，降低抗冻性、抗渗性；而闭口孔能提高材料的保温隔热性、抗渗性、抗冻性及抗侵蚀性。提高材料的密实度，改变材料孔隙特征可以改善材料的性能。如提高混凝土的密实度可以达到提高混凝土强度的目的；加入引气剂增加一定数量的闭口孔，可改善混凝土的抗渗性能及抗冻性能。学习任务1 建筑材料的基本物理性质学习任务1 建筑材料的基本物理性质学习任务1 建筑材料的基本物理性质散粒材料的空隙率与填充率的关系为：学习任务1 建筑材料的基本物理性质空隙率与填充率也是相互关联的两个性质，空隙率的大小可直接反映散粒材料的颗粒之间相互填充的程度。散粒状材料，空隙率越大，则填充率越小。在配制混凝土时，砂、石的空隙率是作为控制

17、集料级配与计算混凝土砂率的重要依据。学习任务1 建筑材料的基本物理性质二、与水有关的性质1.亲水性与憎水性材料与水接触时，根据材料是否能被水润湿，可将其分为亲水性和憎水性两类。亲水性是指材料表面能被水润湿的性质；憎水性是指材料表面不能被水润湿的性质。当材料与水在空气中接触时，将出现如图2-2所示的两种情况。在材料、水、空气三相交点处，沿水滴的表面作切线，切线与水和材料接触面所成的夹角称为润湿角，用表示。当越小，表明材料越易被水润湿。一般认为，当90时，如图2-2（a）所示，材料表面吸附水分，能被水润湿，材料表现出亲水性；当90时，如图2-2（b）所示，则材料表面不易吸附水分，不能被水润湿，材料

18、表现出憎水性。学习任务1 建筑材料的基本物理性质学习任务1 建筑材料的基本物理性质亲水性材料易被水润湿，且水能通过毛细管作用而被吸入材料内部。憎水性材料则能阻止水分渗入毛细管中，从而降低材料的吸水性。建筑材料大多数为亲水性材料，如水泥、混凝土、砂、石、砖、木材等，只有少数材料为憎水性材料，如沥青、石蜡、某些塑料等。建筑工程中憎水性材料常被用作防水材料，或作为亲水性材料的覆面层，以提高其防水、防潮性能。学习任务1 建筑材料的基本物理性质2.吸水性材料在水中吸收水分达到饱和的性质称为吸水性。吸水性的大小用吸水率表示，吸水率有两种表示方法：质量吸水率和体积吸水率。学习任务1 建筑材料的基本物理性质（

19、1）质量吸水率。学习任务1 建筑材料的基本物理性质（2）体积吸水率。学习任务1 建筑材料的基本物理性质常用的建筑材料，其吸水率一般采用质量吸水率表示。对于某些轻质材料，如加气混凝土、木材等，由于其质量吸水率往往超过100%，般采用体积吸水率表示。材料吸水率的大小，不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与材料的孔隙率和孔隙特征有关。材料所吸收的水分是通过开口孔隙吸入的。一般而言，孔隙率越大，开口孔隙越多，则材料的吸水率越大；但如果开口孔隙粗大，则不易存留水分，即使孔隙率较大，材料的吸水率也较小；另外，封闭孔隙水分不能进入，吸水率也较小。学习任务1 建筑材料的基本物理性质3.吸湿性学习任务1 建筑材

20、料的基本物理性质含水率随空气的温度、湿度变化而改变。材料既能在空气中吸收水分，又能向外界释放水分，当材料中的水分与空气的湿度达到平衡，此时的含水率就称为平衡含水率。一般情况下，材料的含水率多指平衡含水率。当材料内部孔隙吸水达到饱和时，此时材料的含水率等于吸水率。材料吸水后，会导致自重增加，保温隔热性能降低，强度和耐久性产生不同程度的下降。材料含水率的变化会引起体积的变化，影响使用。学习任务1 建筑材料的基本物理性质4.耐水性学习任务1 建筑材料的基本物理性质软化系数的大小反映材料在浸水饱和后强度降低的程度。材料被水浸湿后，强度一般会有所下降，因此软化系数在01之间。软化系数越小，说明材料吸水饱

21、和后的强度降低越多，其耐水性越差。工程中将K软0.80的材料称为耐水性材料。对于经常位于水中或潮湿环境中的重要结构的材料，必须选用K软0.85的耐水性材料；对于用于受潮较轻或次要结构的材料，其软化系数不宜小于0.75。学习任务1 建筑材料的基本物理性质5.抗渗性学习任务1 建筑材料的基本物理性质渗透系数反映了材料抵抗压力水渗透的能力，渗透系数越大，则材料的抗渗性越差。对于混凝土和砂浆，其抗渗性常采用抗渗等级表示。抗渗等级是以规定的试件，采用标准的试验方法测定试件所能承受的最大水压力来确定，以“Pn”表示，其中n为该材料所能承受的最大水压力（MPa）的10倍值。学习任务1 建筑材料的基本物理性质

22、材料抗渗性的大小，与其孔隙率和孔隙特征有关。材料中存在连通的孔隙，且孔隙率较大，水分容易渗入，故这种材料的抗渗性较差。孔隙率小的材料具有较好的抗渗性。封闭孔隙水分不能渗入，因此对于孔隙率虽然较大，但以封闭孔隙为主的材料，其抗渗性也较好。对于地下建筑、压力管道、水工构筑物等工程部位，因经常受到压力水的作用，要选择具有良好抗渗性的材料；作为防水材料，则要求其具有更高的抗渗性。学习任务1 建筑材料的基本物理性质6.抗冻性材料在饱和水状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，且强度也不显著降低的性质，称为抗冻性。材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件，采用标准试验方法，测得其强度降低不超过规

23、定值，并无明显损害和剥落时所能经受的最大冻融循环次数来确定，以“Fn表示，其中n为最大冻融循环次数。材料经受冻融循环作用而破坏，主要是因为材料内部孔隙中的水结冰所致。水结冰时体积要增大，若材料内部孔隙充满了水，则结冰产生的膨胀会对孔隙壁产生很大的应力，当此应力超过材料的抗拉强度时，孔壁将产生局部开裂；随着冻融循环次数的增加，材料逐渐被破坏。学习任务1 建筑材料的基本物理性质材料抗冻性的好坏，取决于材料的孔隙率、孔隙的特征、吸水饱和程度和自身的抗拉强度。材料的变形能力大，强度高，软化系数大，则抗冻性较高。一般认为，软化系数小于0.80的材料，其抗冻性较差。在寒冷地区及寒冷环境中的建筑物或构筑物，

24、必须要考虑所选择材料的抗冻性。学习任务1 建筑材料的基本物理性质三、与热有关的性质1.导热性当材料两侧存在温差时，热量将从温度高的一侧通过材料传递到温度低的一侧，材料这种传导热量的能力称为导热性。材料导热性的大小用导热系数表示。导热系数是指厚度为1m的材料，当两侧温差为1K时，在1s时间内通过1m2面积的热量。学习任务1 建筑材料的基本物理性质材料的导热性与孔隙率大小、孔隙特征等因素有关。孔隙率较大的材料，内部空气较多，由于密闭空气的导热系数很小（=0.023W/（mK），其导热性较差。但如果孔隙粗大，空气会形成对流，材料的导热性反而会增大。材料受潮以后，水分进入孔隙，水的导热系数比空气的导热

25、系数高很多（=0.58W/（mK），从而使材料的导热性大大增加；材料若受冻，水结成冰，冰的导热系数是水导热系数的4倍，为=2.3W/（mK），材料的导热性将进一步增加。学习任务1 建筑材料的基本物理性质建筑物要求具有良好的保温隔热性能。保温隔热性和导热性都是指材料传递热量的能力，在工程中常把1/称为材料的热阻，用R表示。材料的导热系数越小，其热阻越大，则材料的导热性能越差，其保温隔热性能越好。学习任务1 建筑材料的基本物理性质2.热容量材料容纳热量的能力称为热容量，其大小用比热表示。比热是指单位质量的材料，温度每升高或降低1K时所吸收或放出的热量。学习任务1 建筑材料的基本物理性质比热的大小直

26、接反映出材料吸热或放热能力的大小。比热大的材料，能在热流变动或采暖设备供热不均匀时，缓和室内的温度波动。不同的材料其比热不同，即使是同种材料，由于物态不同，其比热也不同。学习任务1 建筑材料的基本物理性质四、与声学有关的性能1.吸声性能物体振动时，迫使邻近空气随着振动而形成声波，当声波接触到材料表面时，一部分被反射，一部分穿透材料，而其余部分则在材料内部的孔隙中引起空气分子与孔壁的摩擦和黏滞阻力，使相当一部分声能转化为热能而被吸收。被材料吸收的声能（包括穿透材料的声能在内）与原先传递给材料的全部声能之比，是评定材料吸声性能好坏的主要指标，称为吸声系数。学习任务1 建筑材料的基本物理性质假如入射

27、声能的70%被吸收，30%被反射，则该材料的吸声系数就等于0.7。当入射声能100%被吸收而无反射时，吸声系数等于1。一般材料的吸声系数在01之间，吸声系数越大，则吸声效果越好。只有悬挂的空间吸声体，由于有效吸声面积大于计算面积，可获得吸声系数大于1的情况。学习任务1 建筑材料的基本物理性质吸声材料能抑制噪声和减弱声波的反射作用。为了改善声波在室内传播的质量，保持良好的音响效果和减少噪声的危害，在进行音乐厅、电影院、大会堂、播音室等内部装饰时，应使用适当的吸声材料，在噪声大的厂房内有时也采用吸声材料。一般来讲，对同一种多孔材料，表观密度增大时（即空隙率减小时），对低频声波的吸声效果有所提高，而

28、对高频吸声效果则有所降低。增加多孔材料的厚度，可提高对低频声波的吸声效果，而对高频声波则没有多大影响。材料内部孔隙越多、越细小，吸声效果越好。如果孔隙太大，则效果较差；如果材料总的孔隙大部分为单独的封闭气泡（如聚氯乙烯泡沫塑料），则因声波不能进入，从吸声机理上来讲，就不属多孔性吸声材料。当多孔材料表面涂刷油漆或材料吸湿时，则因材料表面的孔隙被水分或涂料所堵塞，使其吸声效果大大降低。学习任务1 建筑材料的基本物理性质2.隔声性能材料能减弱或隔断声波传递的性能称为隔声性能。人们要隔绝的声音按其传播途径有空气声（通过空气传播的声音）和固体声（通过固体的撞击或振动传播的声音）两种，两者隔声的原理不同。

29、学习任务1 建筑材料的基本物理性质对空气声的隔绝主要是依据声学中的“质量定律”，即材料的密度越大，越不易受声波作用而产生振动，因此，其声波通过材料传递的速度迅速减弱，其隔声效果越好，所以，应选用密度大的材料（如钢筋混凝土、实心砖等）作为隔绝空气声的材料。对固体声隔绝的最有效措施是断绝其声波继续传递的途径，即在产生和传递固体声波的结构（如梁、框架与楼板、隔墙以及它们的交接处等）层中加入具有一定弹性的衬垫材料，以阻止或减弱固体声波的继续传播。结构的隔声性能用隔声量表示，隔声量是指入射与透过材料声能相差的分贝（dB）数。隔声量越大，隔声性能越好。学习任务2 建筑材料的力学性能【任务目标】1.掌握材料

30、各项力学性能的概念及计算方法。2.会判断材料的受力性质。学习任务2 建筑材料的力学性能材料的力学性能是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。学习任务2 建筑材料的力学性能一、材料的强度1.强度材料强度是指材料在外力（荷载）作用下抵抗破坏的能力。当材料受到外力作用时，在材料内部相应地产生应力，且应力随外力的增大而增大，当应力超过材料内部质点所能抵抗的极限时，材料就发生破坏，此时的极限应力值即材料强度，也称极限强度。根据外力作用方式的不同，材料强度可分为抗压强度、抗拉强度、抗剪强度、抗折（抗弯）强度等，均以材料受外

31、力破坏时单位面积上所承受的力的大小来表示，如图2-3所示。学习任务2 建筑材料的力学性能学习任务2 建筑材料的力学性能材料的抗压、抗拉、抗剪强度按下式计算：学习任务2 建筑材料的力学性能材料的抗弯强度（或抗折强度）与试件受力情况、截面形状及支承条件有关，如中间作用一集中荷载时，抗弯强度按下式计算：学习任务2 建筑材料的力学性能材料的静力强度实际上只是在特定条件下测定的强度值。试验测出的强度值，除受材料的组成、结构等内在因素的影响外，还与试验条件有密切关系，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、温度及试验时加荷速度等。为了使试验结果比较准确而且具有互相比较的意义，测定材料强度时必须严格按照统一的

32、标准试验方法进行。学习任务2 建筑材料的力学性能2.强度等级大部分建筑材料，根据其极限强度的大小，可划分为若干不同的强度等级。如建筑砂浆按抗压强度分为M20、M15、M10、M7.5、M5.0、M2.5这6个强度等级，普通硅酸盐水泥按抗压强度分为42.5、42.5R、52.5、52.5R等2个强度等级4个类型。将建筑材料划分为若干强度等级，对掌握材料性能。合理选用材料、正确进行设计和控制工程质量都十分重要。学习任务2 建筑材料的力学性能3.比强度对于不同强度的材料进行比较，可采用比强度这个指标。比强度等于材料的强度与其表观密度之比，是衡量材料轻质高强特性的指标。结构材料在建筑工程中主要承受结构

33、荷载，对多数建筑物来说，相当一部分的承载能力用于抵抗本身或其上部结构材料的自重荷载，只有剩余部分的承载能力才能用于抵抗外荷载。为此，提高材料的承载力，不仅应提高材料的强度，还应设法减轻其本身的自重，即应提高材料的比强度。学习任务2 建筑材料的力学性能比强度越大，则材料的轻质高强性能越好，选择比强度大的材料对增加建筑物的高度、减轻结构自重、降低工程造价具有重大意义。学习任务2 建筑材料的力学性能学习任务2 建筑材料的力学性能二、材料的弹性和塑性材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质，称为弹性。这种当外力取消后瞬间内即可完全消失的变形，称为弹性变形。这种

34、变形属于可逆变形，其数值的大小与外力成正比；其比例系数E称为弹性模量。在弹性变形范围内，弹性模量E为常数，其值等于应力与应变的比值，弹性模量是衡量材料抵抗变形能力的一个指标，E越大，材料越不易变形。学习任务2 建筑材料的力学性能在外力作用下材料产生变形，如果取消外力后，仍保持变形后的形状尺寸并且不产生裂缝的性质，称为塑性。这种不能消失的变形，称为塑性变形（或永久变形）。许多材料受力不大时，仅产生弹性变形；受力超过一定限度后，即产生塑性变形。如建筑钢材，当外力值小于弹性极限时，仅产生弹性变形；当外力大于弹性极限后，则除了弹性变形外，还产生塑性变形。有的材料在受力时，弹性变形和塑性变形同时产生，如

35、果取消外力，则弹性变形可以消失而其塑性变形则不能消失，称为弹塑性材料。学习任务2 建筑材料的力学性能三、材料的脆性和韧性材料受外力作用，当外力达到一定限度时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显塑性变形，这种性质称为脆性，具有脆性的材料称为脆性材料。脆性材料的抗压强度远大于其抗拉强度，因此其抵抗冲击荷载或震动作用的能力很差。建筑材料中大部分无机非金属材料均为脆性材料，如混凝土、玻璃、天然岩石、砖瓦、陶瓷等。材料在冲击荷载或震动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏的性质称为韧性。材料的韧性用冲击韧性指标k表示。学习任务2 建筑材料的力学性能在建筑工程中，对于要求承受冲击荷载和有抗

36、震要求的结构，如吊车梁、桥梁、路面等所用材料，均应具有较高的韧性。学习任务2 建筑材料的力学性能四、硬度和耐磨性1.硬度硬度是指材料表面抵抗硬物压入或刻划的能力。测定材料硬度的方法有多种，通常采用的有刻划法和压入法两种，不同材料其硬度的测定方法不同。刻划法常用于测定天然矿物的硬度，按硬度递增顺序分为10级，即滑石、石膏、方解石、萤石、磷灰心、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。钢材、木材及混凝土等的硬度常用压入法测定。材料的硬度越大，则其耐磨性越好。工程中有时也可用硬度来间接推算材料的强度。学习任务2 建筑材料的力学性能2.耐磨性耐磨性是材料抵抗磨损的能力，材料的耐磨性常用磨损率表示。学习任务2

37、 建筑材料的力学性能材料的耐磨性与材料的组成成分、结构、强度、硬度等有关。在建筑工程中，用作踏步、台阶、地面、路面等的材料，应具有较高的耐磨性。学习任务3 建筑材料的耐久性【任务目标】1.熟悉影响材料耐久性的因素。2.掌握提高材料的耐久性的方法。学习任务3 建筑材料的耐久性建筑材料除应满足各项物理、力学的功能要求外，还必须经久耐用，反映这一要求的性质称为耐久性。耐久性是指材料在内部和外部多种因素作用下，长久地保持其使用性能的性质。影响材料耐久性的因素是多种多样的，除材料内在原因使其组成、构造、性能发生变化以外，还要长期受到使用条件及各种自然因素的作用，这些作用可概括为以下几方面。1.物理作用2

38、.化学作用3.机械作用4.生物作用学习任务3 建筑材料的耐久性为提高材料的耐久性，根据材料的特点和使用情况采取相应措施，通常可以从以下几方面考虑。（1）设法减轻大气或其他介质对材料的破坏作用，如降低温度、排除侵蚀性物质等。（2）提高材料本身的密实度，改变材料的孔隙构造。（3）适当改变成分，进行憎水处理及防腐处理。（4）在材料表面设置保护层，如抹灰、做饰面、刷涂料等。工作任务4 建筑材料基本性质检测【任务目标】1.能够按要求制备式样。2.能够对建筑材料的密度、表观密度、吸水率进行检测。3.能够从总体上判断所检测材料是否符合应用标准。4.培养良好的实验习惯。工作任务4 建筑材料基本性质检测一、建筑

39、材料密度检测（一）试样制备将试样研碎，通过900孔/cm2的筛，除去筛余物，放在105110的烘箱中，烘干至恒质量，再放入干燥器中冷却至室温备用。（二）检测步骤（1）在李氏瓶（图2-4）中注入不与试样发生化学反应的液体，使液面达到突颈下部01mL刻度之间。工作任务4 建筑材料基本性质检测工作任务4 建筑材料基本性质检测（2）将密度瓶置于盛水的玻璃容器中，使刻度部分完全进入水中，用支架夹住以防密度瓶浮起或歪斜。容器中的水温应保持在（202）。经30min，读出密度瓶内液体凹液面的刻度值V1（精确至O.1mL，以下同）。（3）用天平称取6090g试样，用m1表示，用小勺和漏斗小心地将试样送入密度瓶

40、中，要防止在密度瓶喉部发生堵塞，直至液面上升到20mL刻度左右为止。再称剩余的试样质量，用m2表示，计算出装入瓶内的试样质量m（g）。工作任务4 建筑材料基本性质检测（4）将密度瓶倾斜一定角度并沿瓶轴旋转，使试样粉末中的气泡逸出，再将密度瓶放入盛水的玻璃容器中（方法同上），经30min，待瓶中液体温度与水温相同后，读出密度瓶内液体凹液面的刻度值V2（mL）。工作任务4 建筑材料基本性质检测（三）检测结果（1）密度按下式计算，精确至0.01g/cm3:（2）以两次试验结果的平均值作为密度的测定结果。两次试验结果的差值不得大于0.02g/cm3，否则应重新取样进行试验。工作任务4 建筑材料基本性质

41、检测二、建筑材料表观密度检测（一）砂的表观密度检测（容量瓶法）1.试样制备将650g左右的试样在温度为（1055）的烘箱中烘干至恒重，并在干燥器内冷却至室温待用。工作任务4 建筑材料基本性质检测2.检测步骤（1）称取烘干的试样300g，用m0表示，装入盛有半瓶冷开水的容量瓶中，摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动，以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h左右。（2）静置后用滴管加水，使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量，用m1表示，。（3）倒出瓶中的水和试样，将瓶的内外表面洗净。再向瓶内注入与上述水温相差不超过2的冷开水至瓶颈刻度线。塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量，用m2表示。工作

42、任务4 建筑材料基本性质检测3. 检测结果按下式计算砂的表观密度（精确至0.01g/cm3）。工作任务4 建筑材料基本性质检测（二）石子表观密度检测（广口瓶法）1.试样制备将试样筛去5mm以下的颗粒，用四分法缩分至不少于2kg，洗刷干净后，分成两份备用。工作任务4 建筑材料基本性质检测2. 检测步骤（1）将试样300g左右浸入水饱和，然后装入广口瓶中。装试样时，广口瓶应倾斜放置，注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的方法排除气泡。（2）气泡排尽后，向瓶中添加饮用水，直至水面凸出瓶口边缘。然后用玻璃片沿瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称出试样、瓶和玻璃片总质量，用m1表示

43、，精确至1g。（3）将瓶中试样倒入浅盘，放在烘箱中于（1055）下烘干至恒重，待冷却至室温后，称出其质量，用m表示，精确至1g。（4）将瓶洗净并重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称出水、瓶和玻璃片总质量，用m2表示，精确至1g。工作任务4 建筑材料基本性质检测3. 检测结果表观密度按下式计算（精确至10kg/m3）。以两次检验结果的算术平均值作为测定值，如果两次结果之差大于20kg/m3，可取4次试验结果的平均值。工作任务4 建筑材料基本性质检测三、建筑材料吸水率检测（一）试样制备将试件置于烘箱中，以不超过110的温度将试件烘干至恒质量，再放入干燥器中冷却至室温，称其质量，

44、用m表示。（二）检测步骤（1）将试件放入水槽中，试件之间应留12cm的间隔，试件底部应用玻璃棒垫起，避免与槽底直接接触。工作任务4 建筑材料基本性质检测（2）将水注入水槽中，使水面至试件高度的1/4处，2h后加水至试件高度的1/2处，隔2h再加入水至试件高度的3/4处，又隔2h加水至高出试件12cm，再经24h后取出试件。逐次加水是为了使试件孔隙中的空气逐渐逸出。（3）取出试件后，用拧干的湿毛巾轻轻抹去试件表面的水分（不得来回擦拭，避免磨损试件）。称其质量，称量后仍放回槽中浸水。以后每隔1昼夜用同样方法称取试样质量，直至试件浸水至恒定质量为止（质量相差不超过0.05g），此时称得试件质量，用m

45、1表示。工作任务4 建筑材料基本性质检测（三）检测结果质量吸水率W质（%）及体积吸水率W体（%）按下式计算，取3个试件吸水率的算术平均值作为结果。建筑材料与检测 目 录单元一 建筑材料与检测概述单元二 建筑材料的基本性质单元三 建筑石材单元四 气硬性凝胶材料单元五 水泥单元六 混凝土 目 录单元七 建筑砂浆单元八 墙体材料单元九 建筑钢材单元十 防水材料单元十一 建筑木材单元十二 建筑功能材料单元三 建筑石材【单元概述】石材是指从天然岩石体中开采的未经加工或者经过加工制成的块状、板状或特定形状的石材的总称。石材时候使用历史最悠久的建筑材料之一。由于其具有相当高的强度、良好的耐磨性和耐久性、较强

46、的装饰性，并且资源丰富，易于就地取材，所以在现代建筑中应用十分广泛。学习任务1 建筑石材概述【任务目标】1.了解岩石的组成和分类。2.了解岩石的构造。学习任务1 建筑石材概述一、岩石的组成1.石英2.长石3.云母4.角闪石、辉石、橄榄石5.方解石6.白云石学习任务1 建筑石材概述学习任务1 建筑石材概述二、岩石的分类1.岩浆岩岩浆沿着地壳薄弱带侵入地壳或喷出地表，温度降低，最后冷凝形成的岩石称为岩浆岩。岩浆喷出地表后冷凝形成的岩石称为喷出岩；岩浆在地表下冷凝形成的岩石称为侵入岩。在较深处形成的侵入岩叫深成岩，在较浅处形成的侵入岩叫浅成岩。学习任务1 建筑石材概述学习任务1 建筑石材概述学习任务

47、1 建筑石材概述（2）岩浆岩的结构与构造岩浆岩的结构是指组成岩石的矿物的结晶程度、晶粒大小、形态及其相互关系的特征。按结晶程度，岩浆岩的结构可分为：全晶质结构、非晶质结构、半晶质结构。按矿物颗粒大小，岩浆岩的结构可分为：等粒结构、不等粒结构。岩浆岩的构造是指岩石中不同矿物与其他组成部分的排列填充方式所表现出来的外貌特征。构造的特征，主要取决于岩浆冷凝时的环境。岩浆岩最常见的构造有：块状构造、流纹状构造、气孔状构造、杏仁状构造。学习任务1 建筑石材概述结构和构造特征反映了岩浆岩的生成环境，因此，它是岩浆岩分类和鉴定的重要标志，也是研究岩浆岩作用方式的依据之一。学习任务1 建筑石材概述（3）岩浆岩

48、的分类及常见的岩浆岩根据岩浆岩中SiO2的含量，岩浆岩可分为下面几类：酸性岩类（SiO2的含量65%）、中性岩类（SiO2的含量65%52%）、基性岩类（SiO2的含量52%45%）、超基性岩类（SiO2的含量68mm时宽度为1.5H。试样长度为10H+50mm，长度偏差1mm，宽度、厚度尺寸偏差0.3mm。每种试验条件下的试样取五个为一组。如对干燥、水饱和条件下的垂直和平行层理的弯曲强度试验需制备20个试样。工作任务3 建筑石材强度的检测二、检测步骤1.干燥状态下的压缩强度将试样在（1052）的干燥箱内干燥24h，放入干燥器中冷却到室温。用游标卡尺分别测量试样两受力面的边长或直径并计算其面积

49、，以两个受力面面积的平均值作为试样的受力面面积，边长测量值精确到0.5mm。将试样放置于材料试验机压析的中心部位，施加载荷至试样破坏并记录试样破坏时的载荷值，读数值准确到500N。加载速率为（1500100）N/s或压板移动的速率不超过1.3mm/min。工作任务3 建筑石材强度的检测2.水饱和状态下的压缩强度将试样放置于（202）的清水中，浸泡48h后取出，抒干的湿毛巾擦去试样表面水分。用游标卡尺分别测量试样两受力面的边长或直径并计算其面积，以两个受力面面积的平均值作为试样的受力面面积，边长测量值精确到0.5mm。将试样放置于材料试验机压析的中心部位，施加载荷至试样破坏并记录试样破坏时的载荷

50、值，读数值准确到500N。加载速率为（1500100）N/s或压板移动的速率不超过1.3mm/min。工作任务3 建筑石材强度的检测3.冻融循环后的压缩强度用清水洗净试样，并将其置于（20士2）的清水中浸泡48h，取出立即放入（-202）的冷冻箱内冷冻4h，再将其放入流动的清水中融化4h。反复冻融25次后用拧干的湿毛巾将试样表面水分擦去。用游标卡尺分别测量试样两受力面的边长或直径并计算其面积，以两个受力面面积的平均值作为试样的受力面面积，边长测量值精确到0.5mm。将试样放置于材料试验机压析的中心部位，施加载荷至试样破坏并记录试样破坏时的载荷值，读数值准确到500N。加载速率为（1500100

51、）N/s或压板移动的速率不超过1.3mm/min0工作任务3 建筑石材强度的检测4.干燥状态下的弯曲强度在（1052）的干燥箱内干燥24h后，放入干燥器中冷却到室温。调节支架下支座之间的距离（L=10H）和上支座之间的距离（L/2），误差1.0mm内。按照试样上标记的支点位置将其放在上下支架之间。一般情况下应使试样装饰面处于弯曲拉伸状态，即装饰面朝下放在下支架支座上。以每分钟（180050）N的速度对试样施加载荷至试样破坏，并记录试样破坏时的载荷值（F），读数值精确到10N。用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（K）和厚度（H），精确到0.1mm。工作任务3 建筑石材强度的检测5.水饱和状态下的弯曲

52、强度将试样放在（202）的清水中浸泡48h后取出，用拧干的湿毛巾擦去试样表面水分，立即进行试验。调节支架下支座之间的距离（L=10H）和上支座之间的距离（L/2），误差1.0mm内。按照试样上标记的支点位置将其放在上下支架之间。一般情况下应使试样装饰面处于弯曲拉伸状态，即装饰面朝下放在下支架支座上。工作任务3 建筑石材强度的检测以每分钟（180050）N的速度对试样施加载荷至试样破坏，并记录试样破坏时的载荷值（F），读数值精确到10N。用游标卡尺测量试样断裂面的宽度（K）和厚度（H），精确到0.1mm。将试样置于（1052）的干燥箱内干燥至恒重，连续两次质量之差小于0.02%，放入干燥器中冷却

53、至室温。称其质量（m0），精确至0.02g。将试样放在（202）的蒸馏水中浸泡48h后取出，用拧干的湿毛巾擦去试样表面水分，立即称其质量（m1），精确至0.02g。立即将水饱和的试样置于网篮内与试样一起浸入（202）的蒸馏水中，称其试样在水中质量（m2）（在称量时须先小心除去附着在网篮和试样上的气泡），精确至0.02g。工作任务3 建筑石材强度的检测三、检测结果（1）压缩强度计算（2）弯曲强度计算建筑材料与检测 目 录单元一 建筑材料与检测概述单元二 建筑材料的基本性质单元三 建筑石材单元四 气硬性凝胶材料单元五 水泥单元六 混凝土 目 录单元七 建筑砂浆单元八 墙体材料单元九 建筑钢材单元十

54、 防水材料单元十一 建筑木材单元十二 建筑功能材料单元四 气硬性凝胶材料【单元概述】胶凝材料也叫胶结材料，是用来把块状、颗粒状或纤维状材料粘结为整体的材料。建筑上使用的胶凝材料按其化学组成可分为有机的和无机的两大类。有机胶凝材料是以天然或合成的高分子化合物（例如沥青、树脂、橡胶等）为基本组分的胶凝材料。单元四 气硬性凝胶材料无机胶凝材料可按硬化的条件不同分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料两类。气硬性胶凝材料是只能在空气中凝结、硬化、保持和发展强度的胶凝材料，石灰、石膏和水玻璃三种胶凝材料是传统的性能稳定的胶凝材料，也是现代许多新胶凝材料的基础。水硬性胶凝材料则既能在空气中硬化，更能在水中凝结、

55、硬化、保持并继续发展其强度的胶凝材料，如各种水泥。学习任务1 石灰【任务目标】1. 熟悉石灰的品种和性能。2.熟悉石灰的熟化和硬化。3.熟悉石灰的特点及应用。学习任务1 石灰一、石灰的生产生产石灰的原料是以碳酸钙（CaC03）为主要成分的天然矿石，如石灰石、白垩、白云质石灰石等。将原料在高温下煅烧即可得到石灰（块状生石灰），其主要成分为氧化钙。在这一反应过程中由于原料中同时含有一定量的碳酸镁，在高温下会分解为氧化镁及二氧化碳，因此生成物中也会有氧化镁存在。其反应如下：学习任务1 石灰一般来说，在正常温度和煅烧时间条件下所锻烧的石灰具有多孔、颗粒细小、体积密度小以及与水反应速度快等特点，这种石灰

56、称为正火石灰。而实际生产过程中由于煅烧过低或温度过高会产生欠火或过火石灰。如煅烧温度较低，不仅使煅烧的时间过长，而且石灰块的中心部位还没有完全分解，石灰中含有未分解完的碳酸钙，此时称其为欠火石灰，它会降低石灰的利用率，但欠火石灰在使用时+会带来危害。学习任务1 石灰如煅烧温度过高，使锻烧后得到的石灰结构致密、孔隙率小、体积密度大、晶粒粗大，易被玻璃物质包裹，因此它与水的化学反应速度极慢，称其为过火石灰。正火石灰已经水化，并且开始凝结硬化，而过火石灰才开始进行水化，且水化后的产物较反应前体积膨胀，导致已硬化后的结构产生裂纹或崩裂、隆起等现象，这对石灰的使用是非常不利的。学习任务1 石灰二、石灰的

57、品种根据石灰中氧化镁含量的不同，将生石灰分为钙质生石灰（MgO5%）和镁质生石灰（MgO5%）。将消石灰粉分为钙质消石灰粉（MgO4%）、镁质消石灰粉（4%MgO24%）和白云石消石灰粉（24%MgO30%）目前应用最广泛的是将生石灰粉碎、筛选制成灰钙粉用于泥子等材料中。此外还有主要成分为氢氧化钙的熟石灰（消石灰）和含有过量水的熟石灰（石灰膏）。学习任务1 石灰三、石灰的技术性能学习任务1 石灰学习任务1 石灰学习任务1 石灰学习任务1 石灰四、石灰的熟化石灰的消解为放热反应，石灰在消解过程中，释放出大量的热，使温度升高，从而加快石灰的消解速度。但是温度升得过高时，又会引起逆反应，使氢氧化钙发

58、生分解，反而会减慢石灰的消解速度。因此，消解石灰时，最好是使水分沸腾，并不断搅拌，以保证温度不致过高或过低。由于石灰消解时会放出大量热，因此，在贮藏和运输过程中，不允许受潮，不准与易燃易爆物品放在一起，以免发生火灾与爆炸事故。学习任务1 石灰石灰消解的理论用水量为生石灰质量的32%，由于生石灰消解时放热水蒸汽而蒸发，所以实际用水量是比较多的。在建筑工地上熟化石灰常用的方法有两种：消石灰浆法和消石灰粉法。学习任务1 石灰1.消石灰浆法将生石灰在化灰池中热化成石灰浆，然后通过筛网进入储灰坑。生石灰熟化时，放出大量的热，使熟化速度加快，但温度过高，且水量不足时，会造成Ca（OH）2凝聚在CaO周围，

59、阻碍熟化进行，而且还会产生逆方向，所以对于熟化快、放热量大的生石灰，要加入大量的水，并不断搅拌散热，控制温度不致过高；而对于熟化较慢的生石灰，应通过少加水、慢加水等方法，使之保持较高的温度，促进熟化的进行。学习任务1 石灰生石灰中也常含有过火石灰，它的表面常被黏土杂质融化形成的玻璃釉状物包覆，熟化很慢，石灰硬化后它仍继续熟化而产生体积膨胀，引起局部隆起和开裂。为了使石灰熟化得更充分，尽量消除过火石灰的危害，石灰浆应在储灰坑中存放两星期以上，这个过程称为石灰的陈伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持有一层水分，使之与空气隔绝，避免碳化。石灰浆在储灰坑中沉淀后，除去上层水分即可得到石灰膏。它是建筑工程中砌

60、筑砂浆和抹面砂浆常用的材料之一。学习任务1 石灰2.消石灰粉法这种方法是将生石灰加适量的水熟化成消石灰粉。生石灰熟化成消石灰粉理论需水量为生石灰质量的32.1%，由于一部分水分会蒸发掉，所以实际加水量较多（60%80%），这样可使生石灰充分熟化，又不致于过湿成团。工地上常采用分层喷淋等方法进行消化。人工消化石灰，劳动强度大，效率低，质量不稳定，目前多在工厂中用机械加工方法将生石灰熟化成消石灰粉，再供应使用。学习任务1 石灰五、石灰的硬化石灰的硬化包括结晶和碳化两个过程，气硬性石灰在空气中的硬化是在这两个过程中同时进行的。1.结晶作用石灰浆中的游离水分，或逐渐蒸发，或被砌体吸受，使氢氧化钙溶液达