普通建筑材料讲义

建筑材料

绪论1、水泥在使用过程中是怎样发挥作用的？2、教室的墙上为什么要抹砂浆？3、怎样判断两垛砖的质量？建筑材料定义：是指建筑结构物中使用的各类材料及制品。构成建筑物本身的材料。即从基础、地面、墙体、直到屋顶所用的材料

分类1、按材料在建筑中的部位不同：承重构件材料墙体材料地楼面材料屋面材料2、按材料的功能：结构材料防水材料吸声材料保温隔热材料装饰材料材料的发展历史：建筑材料的发展就是人类社会生产力和科学技术水平的发展历史。利用天然材料（穴居巢处→石器、铁器时代的挖土、凿石为洞，伐木搭竹为棚→利用天然材料建造非常简陋的房屋）→人工生产材料（粘土烧制砖瓦，岩石烧制石灰、石膏）→18、19世纪钢材、水泥、混凝土的发明→20世纪新型建材的发展，大量以有机材料为主的化学建材（特种胶凝材料、混凝土外加剂、高性能混凝土、塑料建材、其它特殊功能材料）。

材料的发展趋势

建筑材料的品种增多，科技含量增加，功能增强。建筑材料正朝轻质、高强、多功能、耐久、可持续发展方向发展。建筑材料的高科技化（基础理论的巨大突破）

不同建材的机械、物理、化学性质总是由他们的化学组成、结构状况决定的，因而有关建材的研究也总是围绕材料的组成、结构、性质、加工以及使用功能而开展的。由于化学、物理等基础科学的不断发展，产生了很多新理论、新技术，在这些新理论指导下，采用新的实验技术不断加以验证，推动着建筑材料领域的基础理论不断取得突破。建筑材料的高科技化（基础理论的巨大突破）

从分析建筑材料的组成、性质、显微结构（包括原子排列方式及缺陷、电子运动状态与能量转换、化学键种类等）和宏观结构入手，许多基础理论及分支学科相继出现，，如胶体化学、表面物理化学、材料流变学、硅酸盐物理化学、水泥混凝土化学、材料打猎理论、高分子物理与化学等。应用这些理论，将材料的组成、显微结构与宏观性能结合起来，可以预见性低设计出具有高性能的新型建筑材料，甚至还可以采用计算机辅助进行各种复杂的设计工作，从而结束了人类盲目寻找优质靠机遇取得突破的历史，跨入了按照人类的愿望构建建筑材料的新时代。建筑材料的高科技化（基础理论的巨大突破）

人类发现水泥、石灰、石膏这些胶凝材料都是靠偶然机遇，而现代的各种具有特殊功能的水泥、混凝土以及复合材料的出现则都是靠理论指导，甚至还可以建立模型以预见其它目前尚未存在的新型建筑材料。

建筑材料的高科技化（建材生产的高科技化）

建筑材料生产常常被错误地认为不需要科学技术，以为生产中的配料误差、生产工艺及制度的变化等材料性能的影响不大。目前，随着人们对建筑材料性能要求日益提高，建材生产也越来越受到重视。如水泥生产时由于生料配制、煅烧方式、煅烧温度、煅烧时间、冷却速度、粉磨细度等不同，生产出的水泥性能（强度及其发展、水化放热及放热速度、凝结时间等）千差万别；建筑钢材、陶瓷、玻璃等建筑材料的生产也都无不如此。所以，很多建材的生产都引入了高科技手段。建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

建筑物的不同部位要求采用不同性能的建筑材料；如结构材料应该具有高的强度和好的耐久性；装饰材料应该具有好的色泽、质感和耐久性；墙体材料则应该具有轻质、绝热、隔声性能好的特点。在高科技时代，由于基础理论研究的发展，对建筑材料的性能可根据要求在较大范围内加以改变，并制订出相应的标准规范要求。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

以应用面广量大的混凝土为例，可以看出科学技术在建材应用发明的发展。在建筑工程中混凝土的强度直接决定建筑物的高度、自重、跨度以及结构件的尺寸等。如果显著提高混凝土的强度，建筑物的自重会大大降低，结构件的尺寸可大大缩小，其可建高度可大大增加，跨度可以显著增大。建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）原来一般采用的混凝土标号为C20-C40，几乎所有的国家的标准规范都定在C60以下，且对原材料水泥、砂、石和水的质量要求不严格，现代采用的混凝土不仅对原材料的质量控制要求严格，有的还有对砂、石进行多次清洗，并通过掺加超细活性混合材和超塑化剂，使混凝土标号到C150以上。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）目前以常规方法配制的在建筑工程中已有一定用量的混凝土最高标号为C135，有的还通过改变和替换混凝土中石和砂，可达更高标号。加拿大目前正在修建的一座桥的桁架采用钢段混凝土（以钢段替换混凝土中的石子做集料），标号达到C800，与钢材的强度相近，弹性模量比钢材大。现在混凝土不仅强度标号大大提高，韧性增加（如钢管混凝土、三维约束钢筋混凝土等），而且更加密实，内部缺陷减少或变得有利，气密性、水密性更好，耐久性大大提高，因而工程的使用寿命大大提高。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

目前，许多国家都在重新制订混凝土应用标准规范，例如挪威、日本、加拿大、美国都走在世界的前列。在大坝工程，对混凝土的要求更高。因为混凝土在水化硬化过程要释放热量，而在大体积混凝土中，热量很难相外散发，势必造成混凝土内部温度升高，并产生巨大的温度应力，导致混凝土破坏。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）另外在混凝土水化硬化过程中会产生收缩和徐变，且产生的净收缩值很大，导致巨大的收缩应力，如不加以控制，更易引起混凝土破坏，所以大坝水泥应解决好水化热和收缩两大难题。我国正在修建的三峡大坝主体工程约需要2000多万m3混凝土，而混凝土的性能基本上决定着这项举世瞩目的宏伟工程的质量。该大坝使用的是特制水泥，该水泥在保证混凝土强度发展的同时能大大降低水化热，再利用自身的双组分水化膨胀刚好补偿水泥的收缩。如此，大坝混凝土的两大难题可望解决。建筑材料的高科技化（建材检测的高科技化）

建材检测包括宏观性能检测及材料组成、内部显微结构及形貌观察与测定。宏观性能检测一般是对材料的外观尺寸、质量、强度、导热、隔音、颜色、光洁度、耐腐蚀、耐疲劳、抗老化等性能进行测定，通常是采用宏观手段来实现，但这些性能的测定方法和所用仪器在高科技时代都包含着现代科学技术理论与知识。

建筑材料的高科技化（建材检测的高科技化）以强度检测为例，对一般建筑材料均可将其制成规定的试件采用液压机等设备完成，还可在测定的过程中辅以其它仪器设备记下各个时刻材料的变形与受力情况，得出应力-位移图或应力-应变图，并可对检测数据和图谱进行处理。但由于试件制作条件、养护环境、受力状况与建材在实际工程中的使用条件不同，且有些工程不能直接取样进行试验，因此采用非破损检测技术检测建材强度和缺陷等，已经成为建筑工程质量管理的重要手段。

建筑材料的高科技化（建材检测的高科技化）

当今，非破损检测技术发展很快，形式多种多样，常用的方法有回弹法、超声脉冲法、射线法、回弹-超声综合法、超声衰减综合法等，还有不影响结构总体使用性能的半破损检测法（有时也列入非破损检测法），如钻芯法、拔出法、压痕法、射击法等。建筑材料外的高科技蓬化（建材检披测的高幻玉科技化）微观检摇测技术系发展更倾是日新踏月异，川对材料奏组成、规内部显既微结构判以及形称貌的观浇察与测码定可通当过多种虎方法并柄加以综嫌合分析性。一般系用红外光问谱分析鼠、X射线衍衣射分析惧、激光她拉曼分甚析、色网谱-质谱分析狐、原子吸寨收光谱分讲析等可定蓄性或定量湾测定材料烤中物相组四成；差脂热分析斩、热重预分析、串能谱分金析等方屡法可测抖定材料者组成。建筑材脊料的高浪科技化孤（建材检测速的高科技坐化）用扫描室电镜、奋投射电雾镜、电尸子探针纤、背反违射电子泰显微镜意等可通绣过较大深的放大束倍数和粪较高的著分辨率稳观察材做料内部伟、表面艺结构和辰组成粒俘子的形纤貌；材晴料内部逆总是不漆可避免并地存在已孔隙，