建筑材料课程1_绪论

《建筑材料课程1_绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑材料课程1_绪论（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、土 木 工 程 材 料,土木工程材料的课程介绍,一、学习的重要性： 土木工程材料课程是必修的专业课程。通过本课程的学习，为接下要学习的建筑施工技术和建筑施工管理所涉及的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和管理工作能够合理选择和使用建筑材料打下基础。,土木工程材料的课程介绍,二、本课程的任务: 是使我们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。,土木工程材料的课程介绍,三、本门课程的特点： 是理论性和实践性都较强，涉及的知识面较广。学习中在突出建筑材料的性质与应用这一主线的前提下，特别要注意材料的标准、选用、检验、验收和储存等

2、施工现场常遇问题的解决。根据本专业培养目标的定位，对于理论性较强的问题以够用为度，不做过多、过深的阐述。,土木工程材料的课程介绍,四、本课程介绍的土木工程材料主要包括：气硬性胶凝材料、水泥、混凝土、砂浆、钢材、木材、建筑塑料、烧结砖、沥青材料、石材、建筑陶瓷、玻璃、绝热材料、吸声材料和防水材料等。其中重点论述了这些材料的基本组成、品质特性、质量要求、检测方法及选用原则。,土木工程材料的课程介绍,五、本课程的主要教学内容有12个章节： 1、绪论 2、建筑钢材 3、气硬性胶凝材料 4、水硬性胶凝材料水泥 5、 混凝土 6、建筑砂浆 7、烧结砖 8、合成树脂 9、沥青材料 10、木材 11、其他工程

3、材料 12、土木工程材料试验,学习方法 1：不要死记硬背，而要了解或掌握材料的组成、结构和性质之间的关系。 2：运用对比、归纳的方法。从材料的组成、结构来分析材料的性质，从材料的性质来分析材料的用途。这在学习水泥、混凝土、防水材料等时尤为重要。 3：密切联系实际工程,1 绪 论,1.1概述 1.2材料的基本状态参数 1.3材料的力学性质 1.4材料与水有关的性质 1.5材料的热性质 1.6材料的耐久性 1.7材料的绿色化,1.1概述,1.1.1土木工程材料的分类 1.1.2土木工程材料的标准化,1.1.1、土木工程材料定义和分类,定义：分类： 来源 使用部位 功能 化学组成 ,土木工程建设中使

4、用的各种材料天然材料、人造材料屋面、墙体、地面、装饰等结构、保温、防水、吸声等无机、有机、复合材料,1.1.2、材料标准化及标准,1、标准化2、标准,简化、统一、规定,对产品的形状、尺寸、质量、使用方法以及实验方法等作出规定。,标准分级 企业：QB 地方：DB 行业： 国家：国际：ISO,国家建材标准 JC，建工标准 JG 工程建设标准 CECS，石油标准 SY,中国国标 GB, 德国工业标准 DIN 英国国标 BS, 美国材料试验标准 ASTM,1.2材料的基本状态参数,1.2.1材料的密度、表观密度与堆积密度 1.2.2材料的孔隙和空隙,1.2.1材料的密度、表观密度与堆积密度,密度：材料

5、在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度 = m/v 表观密度：材料的质量与表观体积之比。表观体积是实体积加闭口孔隙体积，此体积即材料排开水的体积 堆积密度：散粒材料在规定装填条件下单位体积的质量称为堆积密度。,密度算式：式中 - 材料的密度，g/3 。 m - 材料在干燥状态下的质量，g 。 v - 材料在绝对密实状态下的体积，3 - 材料的表观密度，g/cm3 m - 材料在干燥状态下的质量，g 。v - 材料不含开口孔隙的 体积 0= m/ v0 =m /(V+ VP + Vv ) 0- 材料的堆积密度，kg/ m3 。 VP - 颗粒内部孔隙的体积，m3 。 Vv - 颗粒间空隙的体积，

6、m3 。 同种材料: 密度 表观密度 堆积密度, ,1.2.1、材料的密度、表观密度与堆积密度,1.2.2、材料的孔隙和空隙,1、孔隙孔隙率：2、密实度,材料内部的空隙,材料外形体积中，内部孔隙体积占总体积的比例。,材料体积被固体物质充实的程度,孔隙特征,(1) 根据孔隙之间是否连通，分为: 连通孔 相互连通，构成孔隙网络 孤立孔不连通，独立分散 (2) 根据孔隙与外界是否连通，分为 开口孔 和 闭口孔,3、空隙 颗粒外部空隙空隙率： 散状堆积体积中，颗粒间空隙 体积占总体积的百分率。4、填充率 颗粒填充的程度。,1.3材料的力学性质,1.3.1 强度和比强度 1.3.2 材料的弹性与塑性 1

7、.3.3 脆性和韧性 1.3.4 硬度和耐磨性,1-3 力学性质,1 强度 定义：抵抗外力破坏的最大应力值； 分类：抗拉、抗压、抗弯和抗剪强度 影响因素 材料内因组分、结构试验条件试件(尺寸,形状,含水率)温度、加荷速度、表面的粗糙程度等,1.3.1、强度与比强度,P,L,d,2 比强度 定义： 作用： 实例：,强度/表观密度 轻质高强的指标,1.3.2材料的弹性和塑性,卸载后的变形行为 弹性:可完全恢复原来形状的性质塑性:部分恢复原来形状, 且无裂缝的性质,弹性模量E,材料的抗弹性变形的一个量，材料刚度的一个指标。 弹性模量是工程材料重要的性能参数 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度

8、的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。,弹性模量 E抵抗变形的能力,实际材料较小外力作用下，表现为弹性变形；受力超过限度后， 表现为塑性变形；受力后，弹性变形 与塑性变形同时产生。,1.3.3、脆性和韧性,脆性在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。 砖、石材、玻璃、陶瓷韧性在冲击或振动荷载作用下，材料能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。,1.3.4、硬度和耐磨性,硬度 材料抵抗较硬物质刻画或压入的能力。莫氏硬度、布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度耐磨性 材料抵抗磨损的能力。磨损率,1.4 材料与水有关的性质,

9、1.4.1 材料的亲水性与憎水性 1.4.2 材料的含水状态 1.4.3 材料的吸湿性和吸水性 1.4.4 耐水性 1.4.5 抗渗性 1.4.6 抗冻性,1.4.1、亲水性和憎水性,沿水滴表面的切线与水和固体接触面所成的夹角,水与材料接触时,1.4.2材料的含水状态,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，而且表面上为水湿润附有一层水膜,含水对材料性质的影响：,1、材料吸水或吸湿后，引起强度下降。 2、材料的体积密度和导热性增加。 3、几何尺寸略有增加 4、而

10、使材料的保温性、吸声性下降，并使 材料受到的冻害、腐蚀等加剧。 由此可见含水使材料的绝大多数性质下降或 变差。,1.4.3、吸水性和吸湿性,1、吸水性表示方法：,材料在水中吸收水分的能力,吸水率 %,Wv = Wm0,质量吸水率：,体积吸水率：,2、吸湿性 表示方法：影响因素：,从潮湿空气中吸收水分的能力,含水率， ,亲水性、孔隙率、孔特征,1.4.4、耐水性,耐水性：材料长期在水作用下不破坏、强度也不明显下降的性质。 破坏原因： 表示方法：耐水材料：,水的溶解、劈裂作用R,K0.85,1.4.5、抗渗性 定义： 表示方法：影响因素：,抵抗压力水渗透的能力。1、渗透系数 Ks2、抗渗等级 P8

11、 、P10、Pn亲水和憎水孔隙率、孔径、孔的连通性,1.4.6、抗冻性 材料受冻破坏的原因：表示方法： 影响因素：,水结冰体积膨胀9,产生很大的内应力. 温差应力.抗冻标号 Fn,孔隙率、孔特征、孔隙充水程度 材料强度 冻结温度、冻融循环次数,1.5 材料的热性质,1.5.1 热容性 1.5.2 导热性 1.5.3 热变形性,1.5.1 热容性,热容性：指材料在温度变化时吸收或放出热量的能力； 同种材料的热容性差别，常用热容量比较 C=Q/ (T2T1) 式中：C材料的热容量(J/k)； Q材料吸收或放出的热量(J)； (T2T1)材料受热或冷却前后的温差(k)； 不同种材料的热容性，可用比热

12、作比较 c=Q/m(T2T1) 式中： c材料的比热(J/(g.k)；,1.5.2、导热性,冬天：室内热量室外，室内温度 夏天：室外热量室内，室内温度传热的三种方式：,绝热性好、热容量大室内冬暖夏凉,传导换热、 对流换热、辐射换热,1.5.2、导热性,导热性是指材料传导热量的性质，以热导率( )表示. 可用下式表示： =Qd /AZ(T2-T1) 式中： 导热系数(w/(m.k)；Q传导热量(J)；A材料传热面积(m)； d 材料厚度(m)；Z热传导时间(s)； (T2T1)材料两侧温差(k)。的物理意义：材料在单位时间内，在单位面积上，通过单位厚度，两侧温差为1k时所传导的热量。,1、导热系

13、数和热阻 导热系数 材料传递热量的能力.的影响因素：绝热材料定义：,组成、结构，孔隙率、 孔隙特征、受潮、受冻,0.23 w/mk,导热系数影响因素： (1)组成与结构 金属非金属、无机有机、 晶体非晶体 (2)孔隙率P及孔隙形态特征。P越大， 即体积密度越小，越小。但当体积密度小到一定程度之后，如果再继续加大其孔隙率，则导热系数不仅不再降低，相反还会变大。 （3）含水率 水（0.85）冰（2.33）空气（0.03) （4）温度 温度越高，越大（金属材料除外）。 （5）热流方向 表现在各向异性材料，当热流平行纤维方向时，导热系数较大，当热流方向垂直于纤维时，导热系数较小。,2、比热和热容量 比

14、热热容量,单位质量材料温度升高1所需要的热量。材料在温度变化时吸收或放出热量的能力。材料热容量大，室内温度波动小。,1.5.3 热变形性,材料的热变形性：是指材料在温度变化时的尺寸变化 用膨胀系数表示 =L /L(T2-T1) 式中： 膨胀系数(1/k)； L材料的原来强度(mm )； L 材料的线变形量(mm)； (T2T1)材料在升、降温前后的温度差(k)。,1-6 耐久性、装饰性和耐久性,定义破坏作用耐久性试验,材料在长期使用过程中， 能保持原有性能的性质。,物理作用温湿度、冻融、流水、紫外线 化学作用酸碱盐水溶液、有害气体、水 生物作用虫、菌,（快速模拟试验）干湿循环、冻融循环、化学介质浸渍等。,3、对材料有不同的要求大跨度 海工 音乐厅 冷库 ,高强度 防水防腐 吸声 绝热,1.7 材料的绿色化,1、土木工程材料的绿色化建筑工程中所用的材料向着绿色建材方向发展 2、绿色建材建筑材料不仅应具有令人满意的使用性能，而且在其生命周期的各阶段还应满足环保、健康、和安全等要求。 3、绿色建材的特征五个方面,