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1、建筑材料,施工员专业基础知识,主讲：,武汉建筑技术学校,建筑材料的分类,1、按材料的化学成份分： （1）无机材料：金属材料（钢、铁等） 非金属材料（混凝土、水泥等） 金属-非金属复合材料（钢筋混凝土等） （2）有机材料：木材、沥青、塑料等 （3）有机-无机复合材料：玻璃纤维增强塑料等 2、按功能分类： （1）结构材料：主要用作承重的材料（如梁、板、柱所用材料） （2）功能材料：主要利用材料的某些特殊功能（如防水 、保温、装饰等） (荷载：房屋在施工和施工过程中所受的各种外力。 结构：房屋中用来承担荷载和传递荷载的骨架组成部分。 构件：组成结构的各个单个物体。）,建筑材料的标准化,1、目的：加强
2、对建筑材料的现代化生产的科学管理；对材料产品的各项技术制定统一的执行标准。 2、材料标准一般包括：产品规格、分类、技术要求、检验方法、验收规则、标志、运输和贮存等方面。 3、作用：是企业生产的产品质量是否按合格的技术依据也是供需双方对产品质量进行验收的依据。通过产品标准化，就能按标准合理的选用材料，从而使设计、施工也相应标准化，同时可加快施工进度，降低造价。 4、目前我国常用标准类型： 按等级分：国家标准（强制性GB、推荐性GB / T） 行业标准（建工行业JGJ、建材行业JC） 地方标准（DB） 企业标准（QB） 四个等级中国标是最高的，但要求是最低的（低等级的要符合高等级） 我国标准属性：
3、 强制性：必须执行，违反就受处罚 推荐性：自愿采用,强制性条文：指现行工程建设标准中直接涉及人民生命财产安全，人身健康，环境保护和其它公众利益的规定，同时也包括保护资源，节约投资，提高经济效益和社会效益等政策要求。 （强制性条文范畴： 质量、 安全、 卫生、 环保、 公众利益） 我国工程建设中质量事故的原因 违反标准特别是违反强制性标准 直接原因：原强制性标准数量过多，内容庞杂 现行工程建设标准：共3600余项，其中，强制性标准：2700余项，占75%以上，共15万多条，其中不符合标准化法中规定的强制性执行的规定占80%以上。,目 录,一、建筑材料的基本性质 二、气硬性无机胶凝材料 三、水泥
4、四、混凝土 五、砂浆及墙体材料 六、建筑钢材 七、木材 八、防水材料 九、装饰材料,一、建筑材料的基本性质,1、材料基本的物理性质 2、材料与水有关的性质 3、材料的力学性质 4、材料的耐久性,1、材料基本的物理性质,1、密度： 1）概念：材料的密度是指材料在特定的体积状态下，单位体积的质量。 2）分类：实际密度（密度）、表观密度、堆集密度（按材料的体积状态分） 3）三种密度的区别： 实际密度： 实际密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量，一般简称密度。（不包含孔隙体积） 表观密度：表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的质量。（包含孔隙体积）(随孔隙内水分多少而变化） 堆积密度：堆积密
5、度是指散粒状材料(粉状、粒状或纤维状等)在自然堆积状态下，单位体积的质量。 （包含孔隙体积）（随松散程度而变化） 4）单位： gcm3或kgm3 5）计算公式：,1、材料基本的物理性质,(2)材料的孔隙率和密实度 1)孔隙率（P) ：材料体积内孔隙部分所占的比率，在数值上等于材料孔隙部分的体积与其表观体积（总体积）的比率。 2)密实度(D)：材料体积内被固体物质所充实的程度，在数值上等于固体物质的体积占其表观体积的百分率。 3）两者关系： P+D=1 4）孔隙率和密实度都是表征材料密实性能的指标。 5）材料孔隙率的大小、孔的粗细和形态等，是材料构造的重要特征，它关系到材料的一系列性质，如强度、
6、耐久性、吸水性、保温隔热性和吸声性等等。 6）公式：,1、材料基本的物理性质,(3)材料的空隙率和填充率 1)空隙率：是指散粒状材料在特定的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比率，以P /表示。 2）填充率：填充率是指散粒状材料在特定的堆积状态下，被其固体颗粒填充的程度，以D/表示。 3）空隙率与填充率的关系是：P/+D/=1 4）填充率和空隙率，均可以作为评定散状材料颗粒之间相互填充的密实程度的技术指标。空隙率还可以作为控制混凝土集料级配与计算砂率的依据。,2、材料与水有关的性质,1、亲水性与憎水性 亲水性：材料能被水润湿的性质。 憎水性：材料不能被水润湿的性质。 大多数建筑材料，都属于亲
7、水性材料 （如砖、混凝土、加气混凝土砌块、木材等） ，表面均能被水润湿，且能通过毛细管作用将水吸人材料的毛细管内部。 憎水性材料（如：沥青、油漆、石蜡等），能阻止水分的渗入。憎水性材料可用作防水材料，还可用于亲水性材料的表面处理，以降低其吸水性。,2、材料与水有关的性质,2、材料的含水状态： 亲水材料的含水状态可分为四种基本状态： 干燥状态：材料的孔隙中不含水或含水极微。 气干状态：材料的孔隙中所含水与大气湿度相平衡。 饱和面干状态：材料表面干燥，而孔隙中充满水达到饱和。 湿润状态：材料不仅孔隙中含水饱和，而且表面上为水润湿附有一层水膜。 以上四种状态都是在特定的情况下，还有介于四种之间的。,
8、2、材料与水有关的性质,3、吸湿性与吸水性 （1）吸湿性：材料在空气中吸收空气中水分的性质，称为吸湿性。 吸湿性的大小用含水率表示。 式中W含材料的含水率，； m水材料含有水的重量，g； m干材料干燥至恒重时的重量，g。 材料含水率的大小，除与材料本身的特性有关外,还与周围环境的温度、湿度有关，在环境湿度增大、温度降低时，材料含水率变大，反之变小。 平衡含水率：材料中所含水分与环境湿度所对应的湿度相平衡时的含水率。,2、材料与水有关的性质,（2）吸水性：材料在浸水状态下，吸收水分的性能称为吸水性。 吸水性的大小用吸水率表示。（包括质量吸水率和体积吸水率） 质量吸水率= （吸水饱和时的质量 -
9、干燥状态下质量）/ 干燥状态下质量 体积吸水率= （吸水饱和时的质量 - 干燥状态下质量）/ 自然状态下体积 材料的吸水性能，不仅取决于材料本身是否具有亲水性，还与其孔隙率的大小及孔隙构造有关。 材料的开口孔越多，吸水量越大。 水分很容易进入开口的大孔，但无法存留，只能润湿孔壁，所以吸水率不大； 开口细微连通孔越多，吸水量越大。,2、材料与水有关的性质,4、耐水性： 材料长期在饱和水作用下保持其原有功能，抵抗破坏的能力称为耐水性。 耐水性用软化系数表示。 软化系数=材料在饱和水状态下的抗压强度 / 材料在干燥状态下的抗压强度 软化系数越大，材料的耐水性越好。,2、材料与水有关的性质,5、抗渗性
10、 材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质，称为抗渗性。 混凝土的抗渗性常用抗渗等级来表示。 抗渗等级（P)是以规定的试件在标准试验条件下所能承受的最大水压力来确定。 如P6、P8、P10、P12。 P后面的数字是用材料能承受的最大水压力（MPa）值乘以10。如P10表示混凝土可抵抗渗水压力为1.0MPa。 材料的抗渗等级越高，抗渗性越好。（渗透系数越小，抗渗性越好） 材料的抗性与孔隙率及孔隙特征有关。开口的连通大孔越多，抗渗性越差；闭口孔隙率大的材料，抗渗性仍可良好。,2、材料与水有关的性质,6、抗冻性 材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻结和融化(冻融循环)而不破坏，同时也不严重降低强度的性质，称
11、为抗冻性。 材料的抗冻性用抗冻等级（F）表示，如F15、F25、F50等。 F后面的数字表示材料能经受的冻融循环次数。 抵抗冻融循环次数越多，抗冻等级越高，材料的抗冻性也越好。 材料受冻融破坏的原因，是材料孔隙内所含水结冰时体积膨胀（约9%），对孔壁造成的压力使孔壁破裂所致。 材料的抗冻能力，与材料吸水程度不同、材料强度及孔隙特征有关。一般而言，在相同的冻融条件下，材料含水率越大，材料强度越低及材料中含有开口的毛细孔越多，受到的冻融循环的损伤就越大。,3、材料的力学性质,1、材料的强度 材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力，称为该材料的强度。其值通常以 f 表示。 材料按外力作用的方式不同
12、，可以将强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯(折)强度和抗剪强度等。 材料的抗拉、抗压和抗剪强度按下式计算： 式中 f 抗拉、抗压和抗剪强度，MPa； F材料抗拉、抗压和抗剪破坏时的荷载，N； A材料的受力面积，mrn2； 材料的抗弯强度(也称抗折强度)与材料的受力情况和截面形状有关。当矩形截面的试件 跨中作用一集中荷载时，材料抗弯强度按下式计算： 式中 f 抗弯强度，MPa； F材料抗弯至破坏时的荷载，N； b，h材料的截面宽度、高度，mm； L两支点的间距，mm。,3、材料的力学性质,比强度：单位体积质量的材料强度。它等于材料的强度与其表观密度之比，是衡量材料是否轻质、高强的指标。 如：HPB
13、235钢材：比强度=235/7850=0.03 C30混凝土：比强度=20/2400=0.008 即在受力相同时，构件采用C30混凝土的重量是采用HPB235钢材的3.75倍。,3、材料的力学性质,2、材料的弹性与塑性 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到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，即为弹性变形。 材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，仍保持变形后的形状和尺寸，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)。 土木工程中有不少材料称为弹塑性材料，它们在受力时，弹性变形和塑性变形同时发生，外力
14、去除后，弹性变形恢复，塑性变形保留。 材料在弹性范围内，其应力与应变成正比。（单位面积上的内力称为应力；单位长度上的变形称为应变。）,3、材料的力学性质,2、材料的脆性和韧性 脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质，称为脆性。 脆性材料抵抗冲击荷载或振动作用的能力较差。 脆性材料的抗压强度一般比抗拉强度高。 韧性：材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性能。 钢材比混凝土有大得多的韧性。,4、材料的耐久性,材料的耐久性： 材料在使用过程中，能够抵抗所处环境中各种介质的侵蚀而不破坏，并保持其原有性质的能力称为耐久性。（亦即抗老化能力） 土木工程材料
15、在使用中会受到多种因素的作用，使其性能变坏。所以，在构筑物的设计及材料的选用中，必须慎重考虑材料的耐久性问题，以利节约材料，减少维修费用，延长构筑物的使用寿命。 耐久性是材料的一种综合性能，它包括抗冻性、抗渗性、抗风化性、抗老化性、耐化学腐蚀性等。 此外，材料的强度、密实性能、耐磨性等也与材料的耐久性有着密切的关系。材料在使用过程中，除受到各种外力的作用外，还长期受到周围环境和各种自然因素的破坏作用，这些作用一般可分为物理作用、化学作用及生物作用等。 为了提高材料的耐久性，可根据材料的组成、性质、用途以及所处的环境条件等因素，采取相应的措施。如木材表面涂刷油漆、墙面粘贴墙面砖等都是提高材料耐久
16、性的有效措施。,二、气硬性胶凝材料,1、胶凝材料的概念及分类 2、石灰的性质及应用 3、石膏及制品的性质及应用,1、胶凝材料的概念及分类,胶凝材料：建筑上用来将砂子、石子、砖、石块、砌块等散粒材料或块状材料粘结为整体的材料。 胶凝材料按其化学成分可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料两类。 有机胶凝材料是以高分子化合物为主要成分的胶凝材料，如沥青、树脂等。 无机胶凝材料按硬化条件不同，分为气硬性和水硬性两种。 气硬性无机胶凝材料：是指以无机矿物为主要成分的，能单独的或与其他材料混合成塑性浆体，在空气中硬化成为具有一定强度的胶结料。如石灰、石膏、水玻璃等。 水硬性无机胶凝材料：不仅能在空气中硬化，而且能更好的在水中硬化，并保持和继续发展其强度的胶凝材料。如水泥。 气硬性胶凝材料只适用于地上或干燥环境，水硬性胶凝材料既可适用于地下，也可用于水中环境。,2、石灰,（1）石灰的生产与熟化： 石灰的生产：（900-1000） （石灰岩
