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1、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：
2、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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、，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
11、度二、材料与水有关的性质1、亲亲水性与憎水性 材料在空气中与水接触时时，根据其是否能 被水润润湿，将材料分为亲为亲 水性和憎水性两大 类类。常用润润湿角表示。 亲亲水性材料 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
12、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
13、和状态下的抗压强度（MPa）材料软化系数的要求1).软化系数越小，说明材料吸水饱和后的强度降低 越多，其耐水性越差。2).对经常处于水中或受潮严重的重要结构物（如地 下构筑物、基础、水工结构）的材料，其K软0.85 ；3).受潮较轻的或次要结构物的材料，其K软0.85； 4).K软0.80的材料，一般称为耐水的材料。抗 渗 性4.、抗渗性材料抵抗有压介质（水、油、气）渗透的性质称抗渗 性。用渗透系数K表示。 依达西定律: Q=KHFt/d 式中K材料的渗透系 (cm/h) Q渗透量（ cm3 ） t透水时间（h） F渗水面积（ cm2 ） H水头差（cm ） d试件的厚度（cm）抗渗性用抗渗标
14、号S表示抗 动 性5、抗冻冻性浸水饱饱和的材料在冻,融循环作 用下保持其原有性质的能力称为为抗冻冻性。用 抗冻标冻标 号D表示。 三.与热有关的性质1、导热性材料传导热量的能力称为导热性。其大小用热 导率（）表示。 公式:=Q*a/A(t1-t2)Z 式中 导热系数（W/m.K） Q传导的热量（J） A平壁面积（m2） a材料的厚度（m） Z传热时间（s） (T2-T1)材料两侧温差（K） 影响导热系数的因数无机材料的导热系数大于有机材料晶体的导热系数大于无定形体的热导系数材料的孔隙率愈大,即空气愈多,导热系数愈小同类材料 的孔隙率是随体积密度的件小而增大,则导热系数随体积 密度的件小而减小导热系数与孔隙形态特
