建筑材料知识精华

第一章绪论目的与要求：掌握建筑材料的定义和分类了解建筑材料在建筑工程中的地位了解建筑材料的发展趋势重点与难点：建筑材料的分类1.1我国建筑材料及

建材工业的发展

早在远古，人类就直接使用天然资源作为建筑材料，如块石、泥土、树枝和树叶以及将它们简单加工的材料如夯土、草泥等；而将天然资源进行不同程度深加工，生产出来的建筑材料，也就成为古代与现代人类建造各种类型建筑物的基础。始建于公元前7世纪总长度大约有十万里以上所用建筑材料：土、石、木料、砖、石灰砖石材料就达1亿m3

关外有关、城外有城，其材料运输量之浩大、工程之艰巨世所罕见。万里长城河北赵州石桥建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m）建造该桥的石材为青白色石灰岩比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥面间设计“敞肩拱”，比外国早了1200多年赵州石桥全球最高建筑前10位建筑名称层数高度[米]竣工年份

1[台北]台北10150820042[吉隆坡]佩特纳斯大厦8845219963[芝加哥]西尔斯大厦10844319744[上海]金茂大厦8842119985[香港]国际金融中心8841520036[广州]中信广场8039119977[深圳]地王大厦6938419968[纽约]帝国大厦10238119319[香港]中环广场78374199210[香港]中国银行大厦723691990绪论世界最高的建筑(左起)：台北101大楼、芝加哥席尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约帝国大厦

1.2建筑材料在工程建设中的地位*材料、结构、施工和经济四者的关系如下：（1）材料是一切建筑的物质基础，在建筑工程中建材所占的投资比例为50-70%左右；

“十五”期间我国全社会固定资产投资总规模为22～24万亿元。固定资产投资的60％～70％将用于建筑设施建设或工程安装，从而转化为建筑业的产值，而建筑业产值中的30％～40％又要转化为对建材业的需求，尤其是对水泥产品的需求。2002年，我国共生产水泥约70000万吨，比2001年大幅增长了12.7%，占世界产量的三分之一左右，超过亚洲产量的50%强。我国水泥行业，为我国经济持续、快速发展做出了重要贡献。（2）材材料料决决定定了了建建筑筑结结构构的的设设计计方方法法；；（3）必须须恰恰当当选选择择和和合合理理使使用用材料质质量的的优劣劣，原材料料配制是是否合合理，，选用用是否否恰当当直接接影响响建筑筑工程程质量量（4）材料料决定定了施施工的的方法法；例：：水水泥泥混混凝凝土土的特特点点是是抗压压强强度度高高、、抗拉拉强强度度低低;因此此，，水水泥泥混混凝凝土土只只适适合合设设计计为为耐压压构构件件；建筑筑材材料料的的发发展展趋趋势势（1）轻轻质质、、高高强强；；（2）发发展展多多功功能能材材料料；；（3）廉廉价价、、低低耗耗能能；；（4）由由单单一一材材料料向向复复合合材材料料及及制制品品发发展展；；（5）扩扩大大装装配配式式预预制制构构件件的的工工厂厂化化生生产产；；（6）用用工工农农业业废废料料、、废废渣渣等等代代替替自自然然资资源源为为原原料,向环环保保方方向向发发展展；；（7）发发展展更更多多花花色色品品种种的的装装饰饰材材料料；；1.3建筑材料料的分类类与技术术标准建筑材料料的定义义：如常见的的粘土砖砖、石材材、石灰灰、木材材、水水泥、、混凝土土、钢材材、陶瓷瓷砖、沥沥青卷材材、玻璃璃、各种种油漆、、涂料、、PVC管等建筑材料料是指在在建筑工工程中所所使用的的各种材材料或制制品的总总称；1.3.1按使用功能能分类：（a)结构材料料；(b)功能材料料；（c)墙体材料料；结构材料功能材料墙体材料用做受力力构件和结构所所用的材料；砖混结构构：砖、混凝凝土、钢钢筋；具有某些些特殊功功能的建建筑材料料；钢木结构构：建筑钢材材、木材材等；防水材料料：沥青及其其制品绝热材料料：石棉、矿矿棉等；；吸声材料料：泡沫塑料；采光材料料：窗用玻璃璃；装饰材料料：涂料、陶陶瓷、玻玻璃；用做墙体体的材料；承重墙体体材料：：普通砖；；非承重墙墙体材料料：大孔砖；；1.3.2按化学成分分无机材料料、有机机材料和和复合材材料三类：材料的技技术标准准:国家标准准、行业业标准、、企业标标准GB-国家标准准GBJ-建筑工程程国家标标准JGJ-建设部行行业标准准JC-国家建材材局行业业标准YB-冶金部行行业标准准JTJ-交通部行行业标准准SD-水电行业业标准ZB-国家级专专业标准准例：国家家标准《硅酸盐水水泥、普普通硅酸酸盐水泥泥》GB175-1999标准名称称——部门代号号——编号——批准年份份1.3.3建筑材料料的标准准化《建筑材料料》是土木工工程类专专业的一一门技术基础础课。本课程的的任务是使学生生具有建建筑材料料的基本本知识,在进行建建筑工程程设计、、施工和和工程监监理时能能正确认认识和利利用建筑筑材料的的物理、化化学和力力学性质质，并掌握握各类建筑材料料所具有有的使用功能能，也为以以后相关课课程的学学习打下下基础。。1.4本课程的的内容和和任务学习本课课程的基基本要求求是：（1）熟练掌握握建筑工程程中常用的的建筑材料料的品种、、规格、性性能以及其其合理利用用；（3）掌握常用用建筑材料料的主要物物理、化学学和力学性能，，材料的组组成与性能能的相互关关系；（2）了解材料料在储运、、验收中的的基本原则则；（4）了解主要要建筑材料料的组成和和生产过程程，并对材材料性质的的形成因素素有必要的的理解；（5）了解材料料管理、节节约材料、、改善性能能及防护处处理的原则则；（6）熟悉常用用材料的实实验原理、、实验方法法，并初步具有有材料实验验的基本测测量技能，，有处理分析实实验数据的的能力，为为以后开发发、研制制新新材材料料打打下下基基础础；；（7）了了解解各各类类建建筑筑材材料料的的发发展展绪论论一，，建建筑筑材材料料的的作作用用1,是建筑工工程的物物质基础础；2，建材的的发展赋赋予了建建筑物以以时代的的特性和和风格；；3，建筑设设计理论论不断进进步和施施工技术术的革新新不但受受到建材材发展的的制约，，同时也也受到其其发展的的推动；；4，建材的的正确、、节约、、合理的的的使用用直接影影响到建建筑工程程的造价价和投资资。材料费用用占总投投资的50%-60%二，建筑筑材料的的发展史史远古时代代——------“穴居巢处处”石器、铁铁器时代代—“凿石成洞洞，伐木木为棚””筑土垒石石阶段——烧制砖瓦瓦、石灰灰------筑土垒石石------烧砖烧瓦瓦现代的建建材三三大大建材；；木材、、钢材、、水泥外加塑料料------四大建材材传统上的的基本功功能：安安全、适适用发展到现现在：——轻质高强强——抗震耐久久——无毒环保保——节能三，建筑筑材料的的发展趋趋势——4个方面四，建筑筑材料的的分类1，无机材材料金属材料料非金属材材料气硬性水硬性2，有机材材料3，复合材材料五，建材材的技术术标准（（P3）1，国家标标准四部分组组成：标准名称称、标准发布布机构的的组织代代号、标准号、、标准颁布布时间2，行业标标准——分为：建筑材料料（JC）建筑工程程（JGJ）石油工业业（SY）冶金工业业（YB）六，学习习方法是一门重重要的专专业基础础课；是学习其其他课程程：结构构、施工工、预算算等专业业课程的的基础。。学习的主主线：成成份------组成------性质和特特征------性质的影影响因素素------应用应用（检检测、验验收、选选用）第二章建筑材料料的基本本性质物理性质质、化学性质质、力学性性质、耐耐久性补充：化学组成成包括：：1、元素组组成2、矿物组组成举例：金金刚石和和石墨2.2材料的物物理性质质一、与质质量有关关的性质质1、密度、、表观密密度、体体积密度度、堆积积密度（（P9)2、密实度度D和孔隙率率P3、填充率率和空隙隙率二、材料料与水有有关的性性质1、亲水性性和憎水水性润湿角θ：小于90度－－亲亲水性材材料大于90度－－憎憎水性材材料2、吸水性性质量吸水水率体积吸水水率3、吸湿性性－－含含水率W表示4、耐水性性——软化系数数Kp表示耐水材料料：Kp大于0.8的材料5、抗渗性性——渗透系数数K或抗渗渗等级级P6、抗冻冻性——抗冻等等级F强度下下降不不大于于25％、质量下下降不不大于于5％三、材材料与与热有有关的的性质质1、导热热性——导热系系数λ绝热材材料：：导热热系数数λ小于0.25W/m.K影响因因素：：3点（P15)问题：：保温温隔热热材料料为什什么要要注意意防潮潮防冻冻？2、热容容——比热容容C或热容容量系系数3、耐燃燃性和和耐火性性——耐受时时间h（耐火火极限限）注意：：耐燃燃性与与耐火火性的的区别别2.3材料的的力学学性质质（（抵抗抗破坏坏和变变形））（（应力力σ和应变变ε）一、强强度和和强度度等级级影响因因素：：1、形状状和大大小：：大试试件小小于小小试件件；棱棱柱体体试件件小小于同同尺寸寸正方方体试试件；；2－5点：另另四四点影影响因因素P18强度等等级比强度度二，弹弹性和和塑性性三，韧韧性和和脆性性四，硬硬度和和耐磨磨性2.4材料的的耐久久性——是一项项综合合性能能：砼－－－抗渗渗性、、抗冻冻性、、抗腐腐蚀性性和抗碳化化性；；钢材－－－抗抗锈蚀蚀性；；沥青－－－大大气稳稳定性性和温温度敏敏感性性。第三章章建建筑筑石材材一、砌砌筑用用石材材：1、毛石石2、料石石二、装装饰用用石材材1、天天然然大大理理石石板板材材2、天天然然花花岗岗石石板板材材3、青青石石装装饰饰板板材材第四四章章气气硬硬性性胶胶凝凝材材料料概念念：：-------------------------------------分类类：：气硬硬性性胶胶材材和和气气水水硬硬性性胶胶材材石灰灰石膏膏水玻玻璃璃第一一节节石石灰灰一、、石石灰灰的的品品种种和和生生产产欠火火石石灰灰与与过过火火石石灰灰的的成成因因和和危危害害二、、石石灰灰的的熟熟化化和和硬硬化化1、““陈陈伏伏””、、““陈陈伏伏””目目的的、、““陈陈伏伏””期期限限、、“陈陈伏伏””时时注注意意的的问问题题等等2、干干燥燥硬硬化化、、结结晶晶硬硬化化、、碳碳酸酸化化硬硬化化不宜宜用用于于长长期期处处于于潮潮湿湿或或反反复复受受潮潮的的地地方方？？使用用时时，，掺掺入入填填充充材材料料，，如如砂砂、、纤纤维维材材料料？？三、、石石灰灰的的技技术术要要求求：：1、评评定定其其质质量量标标准准：：活性性氧氧化化钙钙和和氧氧化化镁镁含含量量的的高高低低、、欠欠火火石石灰灰与与过过火火石石灰灰及及其其他他杂杂质质含含量量的的多多少少2、三三个个等等级级的的划划分分：：优等等品品、、一一等等品品、、合合格格品品四、、石石灰灰的的技技术术性性质质和和应应用用石灰灰的的技技术术性性质质1、良良好好的的保保水水性性2、凝凝结结硬硬化化慢慢、、强强度度低低3、吸吸湿湿性性强强4、体体积积收收缩缩大大5、耐耐水水性性差差6、化化学学稳稳定定性性差差石灰灰的的应应用用1、粉粉刷刷墙墙壁壁、、配配制制石石灰灰砂砂浆浆或或水水泥泥混混合合砂砂浆浆2、配配制制灰灰土土和和三三合合土土（（石石灰灰+粘土土+砂、、石石或或炉炉渣渣等等填填料料））3、生生产产无无熟熟料料水水泥泥、、硅硅酸酸盐盐制制品品和和碳碳化化石石灰灰板板第二二节节石石膏膏一、、石石膏膏的的生生产产与与品品种种———建筑筑上上常常用用的的石石膏膏品品种种：：建建筑筑石石膏膏、、模模型型石石膏膏、、高高强强石石膏膏、、粉粉刷刷石石膏膏二、、石石膏膏的的凝凝结结与与硬硬化化三、、石石膏膏的的技技术术要要求求：：———强度度、、细细度度和和凝凝结结时时间间四、、石石膏膏的的性性质质与与应应用用石膏的的性质质1、凝结结硬化化快2、孔隙隙率大大、密密度小小、保保温吸吸声性性能好好3、具有有一定定调湿湿性4、耐水水性差差、抗抗冻性性差5、凝固固时体体积微微膨胀胀6、防火火性好好石膏的的应用用1、内墙墙抹灰灰及粉粉刷2、建筑筑装饰饰制品品3、石膏膏板第三节节水水玻玻璃璃（俗称称泡花花碱；；常用用的是是钠水水玻璃璃））一、水水玻璃璃的生生产与与组成成1、生产产原料料：纯碱（（Na2CO3）、石英砂砂（SiO2）2、组成成：R2O·nSiO2概念：：水玻璃璃的模模数n二、水水玻璃璃的硬硬化常用的的固化化剂是是：氟氟硅酸酸钠；；其适适宜掺掺量为为水玻玻璃质质量的的12%~15%问题：：水玻玻璃模模数和和密度度对性性质的的影响响？三、水水玻璃璃的性性质1、强度度高2、耐酸酸性高高3、耐热热性好好四、水水玻璃璃的应应用1、涂刷刷于材材料表表面、、浸渍渍多孔孔性材材料、、加固固地基基2、配制制防水水剂二矾或或四矾矾防水水剂3、制水水玻璃璃混凝凝土制水玻玻璃耐耐热混混凝土土第五章章水水泥泥第一节节硅硅酸酸盐水水泥一、硅硅酸盐盐水泥泥的生生产1、原料料：石石灰质质原料料、粘粘土质质原料料、校校正原原料2、生产产过程程：““两磨磨一烧烧”3、定义与分分类：国际上称——波特兰水泥泥I型硅酸盐水水泥---P·III型硅酸盐水水泥---P·II二、熟料的的矿物组成成和特性四大矿物组组成——3CaO•SiO2、2CaO•SiO2、3CaO•Al2O3和4CaO•Al2O3•Fe2O3简写式：C3S、C2S、C3A、C4AF问题：改变熟料料的矿物含含量，对水水泥的性质质怎样影响响？三、硅酸盐水泥泥的水化、、凝结和硬硬化水化产物：70%的凝胶体：：水化硅酸酸钙、水化化铁酸钙30%晶体等：氢氢氧化钙、、水化铝酸酸钙、水化化硫硫铝酸钙影响硅酸盐盐水泥凝结结和硬化的的主要因素素：熟料的矿物物组成和细细度、水灰灰比、石膏膏的掺量、、温度和湿湿度、龄期期、外加剂剂等四、硅酸盐盐水泥的技技术性质1、密度与堆堆积密度取3.10和13002、细度3、标准稠度度用水量硅酸盐水泥泥：21%~28%4、凝结时间初凝不符合合---废品终凝不符合合---不合格品5、体积安定定性问题：体积积安定性不不良的原因因及危害？？6、强度和强强度等级划分依据：：3天和28天时的抗折折强度和抗抗压强度，，分6个等级7、水化热；；8、不溶物和和烧失量；；9、碱含量五、水泥石石的腐蚀与与防止软水侵蚀（（溶出性侵侵蚀）Ca(OH)2溶出，生成成无胶凝能能力的物质质酸类侵蚀（（溶解性侵侵蚀）碳酸的侵蚀蚀和一般酸酸的侵蚀盐类腐蚀硫酸盐氯盐盐腐蚀和镁盐腐蚀（（双重腐蚀蚀）强碱腐蚀防止水泥石石腐蚀的措措施（3方面）六、硅酸盐水泥泥的特性及及应用1、强度高2、水化热高高------不宜用于大大体积工程程3、抗冻性好好4、碱度高、、抗碳化能能力强-------“钅仝”5、干缩小------可用于干燥燥环境6、耐磨性好好7、耐腐蚀性性差------不宜用于受受流动水、、压力水、、酸类和硫硫酸盐侵蚀蚀的工程8、耐热性差差------不宜单独用用于耐热混混凝土工程程9、湿热养护护效果差七、硅酸盐水泥泥的验收与与储运废品水泥：：——凡MgO、SO3、初凝时间间、安定性性中有一项项不符合要要求不合格水泥泥：——凡细度、终终凝时间、、不溶物、、烧失量中中有一项不不符合要求求水泥的储储运方式式散装袋装：50Kg/袋有效存放放期：3个月3个月后：：强度下下降10%~20%6个月后：：强度下下降15%~30%1年后：强强度下降降25%~40%第二节掺混合材材的硅酸酸盐水泥泥普通水泥矿渣水泥火山灰水泥粉煤灰水泥复合水泥代号P•OP•SP•PP•FP•C混合材掺量6%~15%20%~70%20%~50%20%~40%16%~50%两种或主要技术性质1、强度；2、细度；3、凝结时间；4、体积安定性特征与使用包装红字印刷包装绿字印刷包装上用黑字印刷第三节其他品种种的水泥泥高铝水泥泥（旧称称矾土水水泥）快硬硅酸酸盐水泥泥——以3天抗压强度度表示强强度等级级白色硅酸酸盐水泥泥及彩色色硅酸盐盐水泥（（分别简简称白水水泥和彩彩色水泥泥）膨胀水泥泥和自应力水水泥（又又称补偿偿收缩水水泥或无无收缩水水泥）中热硅酸酸盐水泥泥和低热热矿渣硅硅酸盐水水泥（又称大大坝水泥泥）第六章混混凝土土一、组成成：胶材材+骨料+水+外掺料二、分类类：——“普通混凝凝土”三、性能能特点优点：6个方面缺点：四、混凝凝土应用用的基本本要求（（混凝土土配合比比设计的的基本目目标）：：1、强强度度2、工工作作性性3、耐耐久久性性4、经经济济性性第二二节节普普通通混混凝凝土土的的组组成成材材料料———水泥泥、、砂砂、、石石子子、、水水填充充料料（（水水泥泥浆浆））骨料料砂、、石石子子砂分分为为：：1、天天然然砂砂2、人人工工砂砂（（综综合合利利用用、、回回收收尾尾尘尘、、保保护护环环境境等等））水、、水水泥泥水泥泥的的选选用用：：1、品品种种2、标标号号：：一一般般水水泥泥强强度度等等级级为为混凝凝土土设设计计强度等级的的1.5-2.0倍砂的主要技技术要求砂的粗细程程度和颗粒粒级配：筛筛分试验、、细度模数数Mx据细度模数数Mx的大小将砂砂分为：粗粗砂、中砂砂、细砂砂的含水状状态：全干状态（（烘干状态态）气干状态饱和面干状状态湿润状态含泥量、泥泥块含量和石粉含量量危害较大、、水洗处理理砂中的有害害物质：云母及轻物物质有机物硫化物和硫硫酸盐氯盐混凝土用石石（粗骨料料）一、石子的的分类；碎碎石和卵石石二、粗骨料料的技术要要求：1、最大粒径径及颗粒级级配——总表面积要要小、颗粒粒大小搭配配要合理最大粒径的的规定（P75）2、强度及坚坚固性粗骨料的强度有粗骨料的坚固性：硫硫酸钠溶液液浸泡法——骨料的质量量损失率3、针片状颗颗粒针片状颗粒粒的外形和和低抗折能能力，会降降低混凝土土的密实度度、强度及及和易性。。4、含泥量和和泥块含量量5、有害物质质、杂物杂物：草根、树叶叶、树枝、、塑料、煤煤块、炉渣渣等。有害物质：：有机物、硫硫化物和硫硫酸盐等。。第三节砼砼拌合物物的技术性性质前：砼拌合合物后后：新拌拌砼1、砼拌合物物的工作性性（和易性性）——是一项综合合性质：流流动性、黏黏聚性、保保水性；测测定方法有有两种：坍坍落度试验验法和维勃勃稠度测定定法。怎样样评评定定砼砼拌拌合合物物的的工工作作性性？？2、影影响响砼砼拌拌合合物物工工作作性性的的因因素素：：三方方面面：：组成成、、环境境、、时时间间水泥泥的的特特性性；；用用水水量量；；水水灰灰比比（（0.4-0.8);骨料料的的性性质质（（合合理理砂砂率率、、最最佳佳砂砂率率））3、改改善善砼砼拌拌合合物物工工作作性性的的措措施施在水水泥泥浆浆不不变变的的情情况况下下，，适适当当增增加加水水泥泥浆浆的的用用量量。。选用合理理的砂率率。改善砂石石的级配配，采用用连续级级配。调整砂石石的粒径径。掺加外加加剂，改改善工作作性。尽量缩小小新拌混混凝土的的运输时时间。第四节硬硬化砼的的技术性性质一、混凝凝土的强强度抗压强度度：脆性性材料；；判定质质量的标标准1、普通混凝凝土受压压破坏的的特点：：2、混凝土的的抗压强强度及强强度等级级：——据立方体体抗压强强度，划划分为12个强度等级，以以C表示，从从C7.5,C10,C15,C20……C50，C55，C60——轴心（棱棱柱体））抗压强强度3、影响混凝土强强度的因因素水泥强度度和水灰灰比养护条件件——湿度和温温度水化龄期期施工质量量二、混凝土的的耐久性性是一项综综合性能能，包括括：抗渗渗性、抗抗冻性、、抗腐蚀蚀性、抗抗碳化性性及碱-骨料反应应等提高混凝凝土耐久久性的措措施：选择合适适品种的的水泥；；控制混凝凝土的最最大水灰灰比和最最小水泥泥用量；；选用优质质骨料，，改善骨骨料级配配；掺外加剂剂；严格控制制施工质质量，保保证混凝凝土的均均匀、密密实。