《建筑材料》教案

石家庄财经职业学院教案石家庄财经职业学院教案教案头课次22 授课日期编号22基本课题10.防水材料1教学目的掌握石油沥青的技术要求与应用，了解建筑密封材料的品种及其应用。重点八、、石油沥青的技术要求与应用难点八、、沥青材料的技木性质课型讲授课学时2教学过程时间分配教学方法能力培养I.提问复习上次课内容10min提问巩固上次课的学习内容

II.新课10.1II.新课10.1沥青材料10.1.1石油沥青10.1.2煤沥青35min讲授让学生掌握石油沥青的技术要求与应用10.1.3改性沥青10.4建筑密封材料作业：习题2、5、645min讲授让学生了解建筑密封材料的品种及其应用，提高学生选材能力课后记：第十章防水材料学习目标：掌握石油沥青的技术要求与应用，了解各类防水卷材的技术要求、主要品种和应用。教学重点：沥青材料；合成高分子材料；防水卷材；新型防水卷材；教学难点：沥青材料、；防水卷材。教学手段和方法：教师讲授，课堂讨论，多媒体教学10.1沥青材料10.1.1定义、分类和结构组成沥青材料是一种有机胶凝材料。它是由高分子碳氢化合物及其非金属（氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂的混合物。常温下，沥青呈褐色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。沥青按产源可分为地沥青（天然沥青、石油沥青）和焦油沥青（煤沥青、页岩沥青）。石油沥青石油沥青的组分石油沥青是由碳及氢组成的多种碳氢化合物及其衍生物的混合体。石油沥青中各组分及其主要特性如下：油分树脂 地沥青质石油沥青中常含有一定量的固体石蜡石油沥青的组成结构沥青中的油分和树脂质可以互溶，树脂质能浸润沥青质颗粒而在其表面形成薄膜，从而构成以沥青质为核心、周围吸附部分树脂质和油分的互溶物胶团，而无数胶团分散在油分中形成胶体结构。依据沥青中各组分含量的不同，沥青可以有三种胶体状态。溶胶结构、凝胶结构和溶-凝胶结构。 10.1.2石油沥青的技术性质 1、 黏性（黏滞性）。石油沥青的钻性是反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性用绝对劲 度表示，是沥青性质的重要指标之一。 2、 塑性。塑性指石油沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后的 形状的性质。塑性反映沥青开裂后自愈能力及受机械应力作用后变形而不破坏的能力。 3、 温度敏感性。温度敏感性是指石油沥青的黏滞性和塑性随温度升降而变化的性能。4、 大气稳定性。大气稳定性是指石油沥青在大气综合因素长期作用下抵抗老化的性能，也是 沥青材料的耐久性 5、 施工安全性。黏稠沥青在使用时必须加热，当加热至一定温度时，沥青材料中挥发的油分蒸汽与周围空气组成混合气体，此混合气体遇火焰则易发生闪火。若继续加热，油分蒸汽的饱和度 增加。由于此种蒸汽与空气组成的混合气体遇火焰极易燃烧而引发火灾。为此，必须测定沥青加热闪火和燃烧的温度，即闪点和燃点。石油沥青具有良好的防水性，广泛用作建筑工程的防潮、防水、抗渗材料。 溶解度。溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率，以表示石油沥青中 有效物质的含量，即纯净程度。 10.1.3石油沥青的技术标准、选用及掺配 石油沥青的技术标准。 建筑石油沥青的技术要求见表10-1。 1、 道路石油沥青。道路石油沥青按《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）分为30,50, 70,90,110,130和160七个牌号。各牌号的沥青的延度、软化点、溶解度、蒸发损失、蒸发后针入 度和闪点等都有不同的要求，具体技术标准详见相关规范、规程、标准。 石油沥青的选用。选用石油沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、 所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。 沥青的掺配。某一种牌号沥青的特性往往不能满足工程技术要求，因此需用不同牌号沥青进行掺配。 2、 煤沥青煤沥青是烟煤炼焦炭或制煤气时，将干馏挥发物中冷凝得到的煤焦油继续蒸馏出轻油、中油、 重油后所剩的残渣，称作煤沥青。煤沥青又分为软煤沥青和硬煤沥青两种。 煤沥青有以下主要技术特性： 煤沥青因含可溶性树脂多，由固体变为液体的温度范围较窄，受热易软化，受冷易脆裂，故其温度稳定性差。 煤沥青中不饱和碳氢化合物含量较多，易老化变质，故大气稳定性差。煤沥青因含有较多的游离碳，使用时易变形、开裂，塑性差。 煤沥青中含有酸、碱物质均为表面活性物质，所以能与矿物表面很好地钻结。 煤沥青因含酚等有毒物质，防腐蚀能力较强，故适用于木材的防腐处理。但因酚易溶于水，故 防水性不如石油沥青。 3、 煤沥青与石油沥青的鉴别方法 由于煤沥青与石油沥青的外观和颜色大体相同，但两种沥青不能随意掺和使用，使用中必须通 过简易的鉴别方法，注意区分，防止混淆用错。可参考表10-2所示的简易方法进行鉴别。 煤沥青的应用煤沥青具有很好的防腐能力、良好的钻结能力，因此可用于木材防腐、铺设路面、配制防腐涂料、胶钻剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等。4、 改性沥青 橡胶改性沥青橡胶是沥青的重要改性材料，它和沥青有较好的混溶性，并能使沥青具有橡胶的很多优点，如高温变形小，低温柔性好。由于橡胶的品种不同，掺入的方法也有所不同，因而各种橡胶沥青的性能也有差异。常用的品种有:氯丁橡胶沥青。丁基橡胶沥青。再生橡胶沥青。用树脂对石油沥青进行改性，可以使沥青的耐寒性、耐热性、黍占结性和不透气性提高，如石油沥青加入聚乙烯树脂改性后可制成冷粘贴防水卷材等。常用的品种有环氧树脂改性沥青、聚乙烯树脂改性沥青、古马隆树脂改性沥青、聚丙烯树脂改性沥青、酚醛树脂改性沥青等。5、 橡胶型防水材料橡胶是有机高分子化合物的一种，具有高聚物的特征与基本性质，是一种弹性体。橡胶最主要的特性是在常温下具有显著的高弹性能橡胶可分为天然橡胶和合成橡胶两类。天然橡胶主要是从橡胶树的浆汁中取得的。在橡胶树的浆汁中加入少量的醋酸、氧化锌或氟硅酸钠即行凝固，凝固体经压制后成为生橡胶，再经硫化处理则得到软质橡胶（熟橡胶）。合成橡胶又称人造橡胶。生产过程一般可以看作由两步组成:首先将基本原料制成单体，而后将单体经聚合、缩合作用合成为橡胶。教案头课次23授课日期编号23基本课题10.防水材料2教学目的了解各类防水卷材、防水涂料的技术要求、品种和应用。重点八、、防水卷材、防水涂料难点八、、防水卷材、防水涂料的实际应用选材课型讲授课学时2教学过程时间分配教学方法能力培养I.提问复习上次课内容15min提问巩固上次课的学习内容II.新课10.2防水卷材10.2.1沥青防水卷材10.2.2咼聚物改性沥青防水卷材10.2.3合成高分子防水卷材30min讲授让学生了解各类防水卷材的技术要求、品种和应用10.3防水涂料10.3.1沥青基防水涂料10.3.2咼聚物改性沥青防水涂料10.3.3合成高分子防水涂料作业：习题7、1045min讲授让学生了解各类防水涂料的技术要求、品种和应用，提高学生学习兴趣课后记：第十章防水材料学习目标：掌握石油沥青的技术要求与应用，了解各类防水卷材的技术要求、主要品种和应用。教学重点：沥青材料；合成高分子材料；防水卷材；新型防水卷材；教学难点：沥青材料、；防水卷材。教学手段和方法：教师讲授，课堂讨论，多媒体教学10.1.4防水卷材1、 沥青防水卷材凡用原纸或玻璃布、石棉布、棉麻织品等胎料浸渍石油沥青（或焦油沥青）制成的卷状材料，均称为浸渍卷材（有胎卷材）。将石棉、橡胶粉等掺入沥青材料中，经碾压制成的卷状材料称为辊压卷材（无胎卷材）。这两种卷材通称为沥青防水卷材。2、 石油沥青纸胎油毡石油沥青纸胎油毡是采用低软化点石油沥青浸渍原纸。然后用高软化点石油沥青涂盖油纸两面，再涂或撒隔离材料所制成的一种纸胎防水卷材。3、 高聚物改性沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料。4、 合成高分子防水卷材随着合成高分子材料的发展，出现厂以合成橡胶、合成树脂为主的新型防水卷材一合成高分子防水卷材。合成高分子防水卷材是以合成橡胶、合成树脂或它们两者的共混体为基料，再加入硫化剂、软化剂、促进剂、补强剂和防老剂等助剂和填充料，经过密炼、拉片、过滤、挤出（或压延）成型、硫化、检验和分卷等工序而制成的可卷曲的片状防水卷材。其又可分为加筋增强型和非加筋增强型两种。10.1.5沥青基防水涂料1、 乳化沥青乳化沥青是石油沥青微粒（粒径1左右）分散在有乳化剂的水中而成的乳胶体。它的主要组成材料为沥青、水和乳化剂。乳化沥青可作防潮、防水涂料;可粘贴玻璃纤维毡片（或布）作屋面防水层;可拌制冷用沥青砂浆和混凝土铺筑路面。2、 沥青胶 沥青胶又称沥青玛蹄脂，是由沥青掺入适量粉状或纤维状填充料拌制而成的混合物，主要用于钻结防水卷材、补漏及作为沥青防水涂层、沥青砂浆防水层的底层等沥青胶按溶剂及胶粘工艺不同分为热熔沥青胶和冷沥青胶两种。3、 冷底子油冷底子油是用建筑石油沥青加入汽油、煤油、轻柴油，或者用软化点50°C-70°C的煤沥青加入苯，溶合而制成的沥青溶液。因多在常温下用于防水工程的底层，故名冷底子油。作业：习题7、10教案头课次24授课日期编号24

基本课题11.木材及其制品12.绝热材料和吸声材料教学目的了解木材的特性及木材的防腐。了解绝热材料和吸声材料的组成、特性和应用。重点八、、木材的基本性质、防腐绝热材料、吸声材料难点八、、木材的基本性质课型讲授课学时2教学过程时间分配教学方法能力培养I.提问复习上次课内容10min提问巩固上次课的学习内容II.新课11.1木材的基本知识11.2木材的防腐11.3木材的综合利用30min讲授让学生了解木材的特性及木材的防腐12.1绝热材料12.2吸声材料作业：习题1、345min讲授让学生了解绝热材料和吸声材料的组成、特性和应用，提咼学生学习兴趣课后记：第十一章木材及其制品第十二章绝热材料和吸声材料学习目标：了解木材的特性及木材的防腐。了解绝热材料和吸声材料的组成、特性和应用。教学重点：木材的基本性质、防腐；绝热材料、吸声材料。教学难点：木材的基本性质。教学手段和方法：教师讲授，课堂讨论，多媒体教学 1L木材及其制品 11.1木材的微观构造在显微镜下观察，可以看到木材是由无数管状细胞紧密结合而成，它们大部分为纵向排列，少数横向排列（如髓线）。每个细胞又由细胞壁和细胞腔两部分组成，细胞壁又是由细纤维组成，所 以木材的细胞壁越厚，细胞腔越小，木材越密实，其表观密度和强度也越大，但胀缩变形也大。 11.2木材的物理力学性质 木材的物理力学性质主要有含水率、湿胀干缩、强度等性能，其中含水率对木材的湿胀干缩性和强度影响很大。1、 木材的含水率 木材的含水率是指木材中所含水的质量占干燥木材质量的百分数。木材中主要有三种水，即自 由水、吸附水和结合水。自由水是存在于木材细胞腔和细胞间隙中的水分，吸附水是被吸附在细胞壁内细纤维之间的水分。（1） 木材的纤维饱和点当木材中无自由水，而细胞壁内吸附水达到饱和时，这时的木材含水率称为纤维饱和点。（2） 木材的平衡含水率 木材中所含的水分是随着环境的温度和湿度的变化而改变的，当木材长时间处于一定温度和湿度的环境中时，木材中的含水量最后会达到与周围环境湿度相平衡，这时木材的含水率称为平衡含水率。 2、 木材的湿胀与干缩变形 木材具有很显著的湿胀干缩性，其规律是：当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随着含水率 的增大，木材体积产生膨胀，随着含水率减小，木材体积收缩；而当木材含水率在纤维饱和点以上, 只是自由水增减变化时，木材的体积不发生变化。纤维饱和点是木材发生湿胀干缩的转折点。 由于木材为非匀质构造，故其胀缩变形各向不同，其中以弦向最大，径向次之，纵向（即顺纤 维方向）最小。 11.3木材的强度1、木材的力学强度 在建筑结构中，木材常用的强度有抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度。由于木材的构造各向不同，致使 各向强度有差异，为此木材的强度有顺纹强度和横纹强度之分。木材的顺纹强度比其横纹强度要大得多，所以工程上均充分利用它们的顺纹强度。从理论上讲，木材强度中以顺纹抗拉强度为最大，其次是抗弯强度和顺纹抗压强度，但实际上是木材的顺纹抗压强度最高。 横纹受压是因木材受力压紧后产生显著变形而造成破坏。顺纹抗拉破坏通常是因纤维间撕裂而后拉断所致。木材受弯时其上部为顺纹受压，下部为顺纹抗拉，水平面内则有剪力，破坏时首先是受压区达到强度极限，产生大量变形，但这时构件仍能继续承载，当受拉区也达强度极限时，则纤维及纤维间的联结产生断裂，导致最终破坏。木材受剪切作用时，由于作用力对于木材纤维方向的不同，可分为顺纹剪切、横纹剪切和横纹切断三种。顺纹剪切破坏是由于纤维间联结撕裂产生纵向位移和受横纹拉力作用所致；横纹剪切破坏完全是因剪切面中纤维的横向联结被撕裂的结果；横纹切断破坏则是木材纤维被切断，这时强度较大，一般为顺纹剪切的4〜5倍。2、影响木材强度的主要因素含水量的影响木材的强度受含水率的影响很大，其规律是：当木材的含水率在纤维饱和点以下时，随含水率降低，即吸附水减少，细胞壁趋于紧密，木材强度增大，反之，则强度减小。当木材含水率在纤维饱和点以上变化时，木材强度不改变。我国木材试验标准规定，测定木材强度时，应以其标准含水率(即含水率为12%)时的强度测值为准，对于其他含水率时的强度测值，应换算成标准含水率时的强度值。其换算经验公式如下：式中。：含水率为12%时的木材强度(MPa)；oW:含水率为W(%)时的木材强度(MPa)；W——试验时的木材含水率a——木材含水率校正系数。a随作用力和树种不同而异，如顺纹抗压所有树种均为0.05；顺纹抗拉时阔叶树为0.015,针叶树为。；抗弯所有树种为0.04；顺纹抗剪所有树种为0.03。负荷时间的影响木材对长期荷载的抵抗能力与对暂时荷载不同。木材在外力长期作用下，只有当其应力远低于强度极限的某一定范围以下时，才可避免木材因长期负荷而破坏。这是由于木材在外力作用下产生等速蠕滑，经过长时间以后，最后达到急剧产生大量连续变形而致。木材在长期荷载作用下不致引起破坏的最大强度，称为持久强度。木材的持久强度比其极限强度小得多，一般为极限强度的50%〜60%。一切木结构都处于某一种负荷的长期作用下，因此在设计木结构时，应考虑负荷时间对木材强度的影响。温度的影响 木材强度随环境温度升高而降低。当温度由25P升到50P时，针叶树抗拉强度降低10%〜15%，抗压强度降低20%〜24%。当木材长期处于60〜100°C温度下时，会引起水分和所含挥发物的蒸发，而呈暗褐色，强度明显下降，变形增大。温度超过140C时，木材中的纤维素发生热裂解，色渐变黑，强度显著下降。因此，长期处于高温的建筑物，不宜采用木结构。疵病的影响木材在生长、采伐、保存过程中，所产生的内部和外部的缺陷，统称为疵病。木材的疵病主要 有木节、斜纹、裂纹、腐朽和虫害等。一般木材或多或少都存在一些疵病，致使木材的物理力学性质受到影响。 11.4木材的防腐与防火1、 木材的腐朽与防腐（1） 木材的腐朽 木材的腐朽为真菌侵害所致。真菌分霉菌、变色菌和腐朽菌三种，前两种真菌对木材影响较小, 但腐朽菌影响很大。腐朽菌寄生在木材的细胞壁中，它能分泌出一种酵素，把细胞壁物质分解成简 单的养分，供自身摄取生存，从而致使木材产生腐朽，并遭彻底破坏。真菌在木材中生存和繁殖必 须具备三个条件，艮卩：适量的水分、空气（氧气）和适宜的温度：温度低于5P时，真菌停止繁殖, 而高于6or时，真菌则死亡。（2） 木材防腐措施 根据木材产生腐朽的原因，通常防止木材腐朽的措施有以下两种： 破坏真菌生存的条件 破坏真菌生存条件最常用的办法是：使木结构、木制品和储存的木材处于经常保持通风干燥的状态, 并对木结构和木制品表面进行油漆处理，油漆涂层既使木材隔绝了空气，又隔绝了水分。 把木材变成有毒的物质 将化学防腐剂注入木材中，使真菌无法寄生。木材防腐剂种类很多，一般分水溶性防腐剂、油质防腐剂和膏状防腐剂三类。水溶性防腐剂常用品种有氯化锌、氟化钠、硅氟酸钠、硼铬合剂、硼酚合剂、铜铬合剂、氟砷铬合剂等。水溶性防腐剂多用于室内木结构的防腐处理。油质防腐剂常用 的有煤焦油、混合防腐油、强化防腐油等。油质防腐剂色深、有恶臭，常用于室外木构件的防腐。 膏状防腐剂由粉状防腐剂、油质防腐剂、填料和胶结料（煤沥青、水玻璃等）按一定比例混合配制而成，用于室外木材防腐。2、 木材的防火木材的可燃性 木材是国家建设和人民生活中重要物质资源之一。木材属木质纤维材料，易燃烧，它是具有火灾危险性的有机可燃物。木材燃烧及阻燃机理 木材在热的作用下要发生热分解反应，随着温度升高，热分解加快。当温度高至220°C以上达 木材燃点时，木材燃烧放出大量可燃气体，这些可燃气体中有着大量高能量的活化基，活化基氧化 燃烧后继续放出新的活化基，如此形成一种燃烧链反应，于是火焰在链状反应中得到迅速传播，使 火越烧越旺，此称气相燃烧。在实际火灾中，木材燃烧温度可高达800〜1300C。所谓木材的防火,就是将木材经过具有阻燃性能的化学物质处理后，变成难燃的材料，以达到遇小火能自熄，遇大火 能延缓或阻滞燃烧蔓延，从而赢