,建 筑 材 料,Construction Materials,建筑材料课程为建筑工程类专业的技术基础课。本课程的目的是为学习建筑设计、建筑施工、结构设计专业课程提供建筑材料的基本知识，并为今后从事专业技术工作能够合理选择和使用建筑材料打,一.课程的性质、目的和任务,本课程的任务是使学生获得有关建筑材料的性质与应用的基本知识和必要的基本理论，并获得主要建筑材料试验的基本技能训练。,从本课程的目的及任务出以，课程内容着重于材料的性质和应用，对这两方面内容提出如下要求： 1、在材料性质方面：掌握材料的组成、性质及技术要求；了解材料组成及结构对材料性质的影响；了解外界因素对材料性质的影响；了解各主要性质间的相互关系；初步学会主要建筑材料的试验方法。,2、在材料应用方面：根据工程要求能够合理地选用材料；熟悉有关国家标准或行业标准；了解材料使用方法的要点；学会混凝土配合比设计,二.复习与自学,复习与自学是掌握教学内容和扩大信息量的重要手段。复习时以主教材为核心，参照听课笔记，按“学习指导”要求进行。首先以节为单元读一遍；其次按“基本内容与要求”重点阅读，不要强记，务求理解；再次按“复习思考题与习题”进行小结，自我检测。,三. 辅 导 课,这是本课程教学的重要组成部分，按“基本内容与要求”及“复习思考题与习题”进行辅导，并答疑。,四. 考 试,限于条件，考试只在期末进行一次。本课程考试的主要题型有：名词解释，填空题，选择填空题(单项选择)，计算题，问答题等最后成绩由平时成绩和考试成绩两部分组成,分别占20%与80%.,绪 论,内容： 建筑材料的定义和分类建筑材料工程结构关系建筑材料组成结构性能关系建筑材料人类环境关系 建筑材料课程的特点与学习内容,一.建筑材料的定义,建筑材料:是人类建造活动所用一切材料的总称.人类社会的基本活动如衣、食、住、行、无一不直接或间接地和建筑材料密切相关 如常见的粘土砖、石材、石灰、木材、水泥、混凝土、钢材、陶瓷砖、沥青卷材、玻璃、各种油漆、涂料、PVC管等等。,二.建筑材料的分类,一、按化学成分 无机材料金属材料、非金属材料 有机材料植物材料、沥青材料、合成高分子材料复合材料：有机无机、金属非金属、金属有机二、按使用功能分 建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料,无机材料,金属材料： 黑色金属钢铁、不锈钢 有色金属铝、铜、铝合金 非金属材料：天然石材花岗岩、大理石等 烧土制品粘土砖、瓦、陶瓷胶凝材料石灰、石膏、水泥玻璃平板玻璃、玻璃砖 无机纤维材料玻璃、碳纤维,无机材料：指由无机物单独或混合其他物质组成的材料。如：各种陶瓷材料、合成晶体、功能玻璃等。,无机物：指除有机物（含碳骨架的物质）物以外的一切元素及其化合物。如水、空气。绝大多数可以归为:氧化物、酸、碱、盐四大类。,有 机 材 料,植物材料：木材、竹材、植物纤维等 沥青材料：煤、石油沥青、各类卷材 合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂,有机材料：指成分为有机化合物的材料，最基本组成元素为碳。常见有：棉、麻、化纤、塑料、橡胶等。,有机物：是一类含碳化合物（除含碳的单质、氧化物；碳酸、碳酸盐等以外），大多含有C、H、O、N等元素。,复 合 材 料,有机无机：树脂混凝土、纤维增强塑料等金属非金属：钢筋混凝土、钢纤维混凝土 金属无机材料：涂覆钢板、涂覆铝合金板、塑铝管、塑钢门窗等,按使用功能分类,建筑结构材料构成建筑物受力构件（梁、板、柱、基础、框架）和结构所用的材料。常用石材、混凝土、钢材、钢筋混凝土等。墙体材料构成建筑物内外和分隔室内空间所用的材料。砖、砌块、复合板材等。建筑功能材料具有某种特殊功能的非承重材料。如防水材料、吸声材料、装饰材料等等。,三、建筑材料与建筑结构的关系,建筑材料的更新是新型结构出现与发展的基础新的轻质高强材料的不断涌现，为结构向大跨度、轻型化和新型结构形式发展提供了前提条件。,四、建筑材料的结构性能组成,要合理地选用材料，就必须对不同材料进行比较，了解各种材料的特性，包括强度与破坏特性、变形性能、耐久性能等多方面,五、建筑材料人类环境关系,建筑材料是人类与自然环境之间的重要媒介，直接影响人类的生活与社会环境。 人类大量建造的基础设施对生存环境发挥着巨大的积极作用，同时也带来不容忽视的消极作用，即大量地消耗地球的资源和能源，在相当程度上污染了自然环境和破坏生态平衡。 从人类社会可持续发展的前景出发，建筑材料也要注意可持续发展的方向。“绿色建筑材料”、“生态建筑材料”、材料的再循环使用。,第一章 建筑材料的基本性质,内容：材料的组成与结构材料的基本物理性质 材料的基本力学性质 材料的化学性质材料的耐久性,内容： 材料的组成材料的结构材料的孔隙及其对材料性质的影响,1.1 材料的组成与结构,一.材料的组成,一.材料的组成是决定材料的性质的内在因素之,(一)化学组成 (二)矿物组成,二.材料的结构 (一).宏观结构指用肉眼或放大镜能观察到的结构,它分为散粒结构,聚集结构,多孔结构,致密结构,纤维结构,层状结构,宏观结构,1.散粒结构 由单独的颗粒组成 2.聚集结构 材料中的颗粒通过胶结材料彼此牢固地结合在一起 3.多孔结构 材料中含有大量的,大的 ,或微 小的均匀分布的孔隙 4.致密结构 材料在外观上和结构上都是致密的 5.纤维结构 是木材,玻璃纤维制品所特有的结构 6.层状结构 是板材常见的结构,显维结构和微观结构,(二).显维结构指借助关学显微镜和电子显微镜观察到的结构,它可分为结晶和无定型两种.结晶和无定型是同一物质的不同状态,晶体呈稳定状态,而无定型则具有化学活性 (三).微观结构指原子排列结构,根据质子间键的特性分为原子晶体,离子晶体,分子晶体,三.材料的孔隙,(一).孔隙形成的原因 (1).水分子的占据作用建筑材料加水拌和,用水量通常超过理论上 的用水量, 多余的水分占据的空间即为孔隙 (2).外加的发泡作用如生产加气混泥土等的各种发泡剂,可在材料中形成 大量的孔隙 (3).火山作用火山爆发时,喷到空中的岩浆,冷却后在岩石中形成大量的孔隙 (4).烧作用,孔隙的类型及对材料性质的影响,(二)孔隙的类型(1)连通孔隙 (2)封闭孔隙 (3)半封闭孔隙 (三).孔隙对材料性质的影响(孔隙增多)(1).材料的体积密度减小(2).材料受力的有效面积减小,强度降低(3).体积密度减小,导热系数和热容随之减小(4).透气性,透水性,吸水性变大(5).对抗冻性,要试孔隙大小和形态而定,有 些能提高抗冻性,1.2 材料的物理性质,内容: 材料的各种参数 材料与水有关的性质 材料与热有关的性质,一.状态参数,（一）材料的密度 1、体积密度材料在自然状态下单位体积的质量。单位g/cm3或kg/m3。 公式： o =m/ Vo 式中 o表观密度（ g/cm3 ） m材料的质量（g） Vo材料在自然状态下的体积（cm3）,体积密度的测量,自然状态下的体积是指构成材料的固体物质的体积与全部孔隙体积之和。材料内部孔隙含有水分时，其质量和体积均发生变化。注明含水情况 体积密度的测量： 1）.对形状规则的材料：砖、混凝土、石材 烘干量测几何体积称重代入公式 2）.对形状不规则的材料： 烘干蜡封浮力天平,密 度,2、密度材料在绝对密实状态下单位体积的质量。 单位g/cm3或kg/m3。 公式： =m/v 式中 实际密度（ g/cm3 ） m材料的质量（g） V材料在绝对密实状态下的体积（cm3）,密 度 的 测 量,绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积，或称实体积孔隙在内的体积。实际密度的测量： 1）对近于绝对密实的材料：金属、玻璃等 直接以排水法作为密实态体积近似值 2）对有孔隙的材料：砖、混凝土、石材 磨成细粉 排水法求的体积即为密实态体积,表 观密度,3、表观密度对密实材料直接以排水法求的体积v作为密实态体积的近似值。单位g/cm3或kg/m3。 公式： =m/ V 式中 表观密度（ g/cm3 ） m材料的质量（g） V用排水法求的的体积（cm3）,（二）.材料的孔隙,1.、孔隙率指材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。或称总空隙率公式 ：P=V孔/ Vo *100%式中： P空隙V孔材料中全部孔隙的体积Vo材在自然状态下的体积又由于P=(Vo V)/ Vo *100%=(1-V/Vo )*100%=(1-o/)*100%,2.开口孔隙率与闭口孔隙率,开口孔隙率是指材料中能被水所饱和的孔隙体积与材料在自然状态下的体积百分率：PK=(m2-m1)/V0 w 100%式中： m2干燥状态下材料的质量 , gm1水饱和状态下材料的质量,gw水的密度，常温下可取1g/ cm3闭口孔隙率pb为总空隙率与开口孔隙率之差 即PB=P- PK,(三）散粒材料的堆积密度及空隙率,3、堆积密度散粒状材料在规定装填条件下（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和颗粒之间空隙的体积）的质量称为堆积密度。 单位g/cm3或kg/m3。 公式： /o = m/V0 式中 /o堆积密度（ g/cm3 ） m 材料的质量（g） V/o 材料的堆积体积（cm3）,空 隙 率,4、空隙率散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒在自然堆积状态下的体积之比的百分率称为空隙率 公式： P=(1- /o / o)*100%P散粒材料的空隙率/o散粒材料的堆积密度o-材料的体积密度,二、材料与水有关的性质,1、亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时，根据其是否能被水润湿，将材料分为亲水性和憎水性两大类。常用润湿角表示。 亲水性材料 90 憎水性材料 90,2. 吸 水 性,材料吸收水分的能力称为吸水性 （1）质量吸水性：W=(m2-m1)/m1*100%式中： W质量吸水率，%m2 材料在绝对干燥状态下的质量m1 材料在浸水饱和状态下的质量,（2）.体 积 吸 率,公式：W0=(m2-m1)/V0* w *100% 式中： W0 -体积吸水率m2材料在自然状态下的体积m1水的密度，常温下取1=g/ cm3 体积吸水率与质量吸水率的关系为：W0=W* o一般来说孔隙率愈大,吸水率也愈大,吸水率增大对吃的性质有不良影响,如体积密度增加,体积膨胀,导热性增大,强度及抗动性下降等 .,(3) .水 饱 和 度,公式： KB=W0/PKB 水饱和度W0 材料的体积吸水率，%P材料的孔隙率，%KB可在01之间波动，当KB =0时即W0 =0说明该材料所有的孔隙均未充水，孔隙为闭口孔隙；当KB =1时即W0 = P ，说明材料所有的孔隙全部充满水，孔隙为开口孔隙,耐 水 性,3、耐水性材料在水作用,保持其原有性质的能力称为耐水性,用软化系数表示。 公式 :KP=fW/f 式中:KP 材料的软化系数 f 材料在干燥状态下的抗压强度（MPa） fW材料在浸水饱和状态下的抗压强度（MPa）,