建筑材料重点难点

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1、重点、难点问题解答第 1 章 绪论1. 建筑材料在建筑工程中的作用。首先，建筑材料是建筑工程的物质基础。其二，建筑材料的发展赋予了建筑物以时代的特性和风格。其三，建筑设计理论不断进步和施工技术的革新不但受到建筑材料发展的制约，同时亦 受到其发展的推动。其四，建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响到建筑工程的造价和投资。第2章1.建筑材料的微观结构。建筑材料的微观结构主要有晶体、玻璃体和胶体等形式。晶体的微观结构特点是组成物质的微观粒子在空间的排列有确定的几何位置关系。玻璃 体微观结构的特点是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序浑沌状态。胶体是建筑材料中 常见的一种微观结构形式，通常是由极细微

2、的固体颗粒均匀分布在液体中所形成。2. 晶体、玻璃体和胶体等形式结构物质的各自特点。晶体结构的物质具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性质各向异性的共性。玻 璃体结构的材料具有化学活性高、无确定的熔点、力学性质各向同性的特点。胶体与晶体、 玻璃体最大的不同点是可呈分散相和网状结构两种结构形式，分别称为溶胶和凝胶。溶胶失 水后成为具有一定强度的凝胶结构，可以把材料中的晶体或其他固体颗粒粘结为整体。3. 建筑材料构造形式以及各自的特点。致密状构造。该构造完全没有或基本没有孔隙。具有该种构造的材料一般密度较大，导 热性较高。多孔状构造。该种构造具有较多的孔隙，孔隙直径较大（mm级以上）。该种构造

3、的材料一般都为轻质材料，具有较好的保温隔热性和隔音吸声性能，同时具有较高的吸水性。微孔状构造。该种构造具有众多直径微小的孔隙，该种构造的材料通常密度和导热系数 较小，有良好的隔音吸声性能和吸水性，抗渗性较差。颗粒状构造。该种构造为固体颗粒的聚集体，如石子、砂和蛭石等。该种构造的材料可 由胶凝材料粘结为整体，也可单独以填充状态使用。该种构造的材料性质因材质不同相差较 大。纤维状构造。该种构造通常呈力学各向异性，其性质与纤维走向有关，一般具有较好的 保温和吸声性能。层状构造。该种构造形式最适合于制造复合材料，可以综合各层材料的性能优势，其性 能往往呈各向异性。4. 材料的孔隙状况。材料的孔隙状况由

4、孔隙率、孔隙连通性和孔隙直径三个指标来说明。孔隙率是指孔隙在材料体积中所占的比例。一般孔隙率越大，材料的密度越小、强度越 低、保温隔热性越好、吸声隔音能力越高。孔隙按其连通性可分为连通孔和封闭孔。连通孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都连通 的孔隙（如木材、矿渣）；封闭孔是指孔隙之间、孔隙和外界之间都不连通的孔隙（如发泡 聚苯乙烯、陶粒）；界于两者之间的称为半连通孔或半封闭孔。一般情况下，连通孔对材料 的吸水性、吸声性影响较大，而封闭孔对材料的保温隔热性能影响较大。孔隙按其直径的大小 可分为粗大孔、毛细孔、极细微孔三类。粗大孔指直径大于 mm 级的孔隙，其主要影响材料的密度、强度等性能。毛细孔是指

5、直径在|J mmm级的孔隙， 这类孔隙对水具有强烈的毛细作用，主要影响材料的吸水性、抗冻性等性能。极细微孔的直 径在p m以下，其直径微小，对材料的性能反而影响不大。5. 材料的密度、表观密度、体积密度和堆积密度。密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。表观密度是指材料在自然状态下，单位体积的干质量。材料的体积密度是材料在自然状态下，单位体积的质量。材料的堆积密度是指粉状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。6. 材料的密实度、孔隙率、填充率、空隙率密实度是指材料的体积内，被固体物质充满的程度。孔隙率是指在材料的体积内，孔隙体积所占的比例。填充率是指散粒状材料在其堆积体积中，被

6、颗粒实体体积填充的程度。空隙率是指散粒材料的堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的比例。7. 材料与水有关的性质材料与水之间的作用力要大于水分子之间的作用力，故材料可被水浸润，称该种材料是 亲水的。反之，当润湿角690，说明材料与水之间的作用力要小于水分子之间的作用力， 则材料不可被水浸润，称该种材料是憎水的。材料的吸水性是指材料在水中吸收水分达饱和的能力。材料的吸湿性是指材料在潮湿空气中吸收水分的能力。耐水性是指材料在长期饱和水的作用下，不破坏、强度也不显著降低的性质。抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。抗冻性是指材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显著降低的 性

7、质。8. 材料与热有关的性质导热性是指材料传导热量的能力。 材料受热时吸收热量,冷却时放出热量的性质称为热容。耐燃性是指材料在火焰和高温作用下可否燃烧的性质。耐火性是材料在火焰和高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。9. 材料的导热系数相关主要因素(1) 材料的化学组成和物理结构：一般金属材料的导热系数要大于非金属材料，无机 材料的导热系数大于有机材料，晶体结构材料的导热系数大于玻璃体或胶体结构的材料。(2) 孔隙状况：因空气的久仅0.024W/(mK),且材料的热传导方式主要是对流，故 材料的孔隙率越高、闭口孔隙越多、孔隙直径越小，则导热系数越小。(3) 环境的温湿度：因空气、水、

8、冰的导热系数依次加大(见表2-2)，故保温材料在 受潮、受冻后，导热系数可加大近100倍。因此，保温材料使用过程中一定要注意防潮防冻。10. 材料的力学性质材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。 比强度是指材料的强度与其体积密度之比，是衡量材料轻质高强性能的指标。 弹性是指材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，能完全恢复到变形前形状的性质， 这种变形称为弹性变形或可恢复变形。塑性是指材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，不能完全恢复原来形状的性质。 这种变形称为塑性变形或不可恢复变形。在冲击、震动荷载作用下，材料可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质称为 韧性或冲击韧性。脆性是指当

9、外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显塑性变 形的性质。硬度是指材料表面耐较硬物体刻划或压入而产生塑性变形的能力。 耐磨性是指材料表面抵抗磨损的能力，用磨损率表示，它等于试件在标准试验条件下磨 损前后的质量差与试件受磨表面积之商。建筑材料除应满足各项物理、力学的功能要求外，还必须经久耐用，反映这一要求的即 耐久性。11. 影响强度试验的结果因素在进行材料强度试验时,我们发现以下因素往往会影响强度试验的结果：(1) 试件的形状和大小：一般情况下，大试件的强度往往小于小试件的强度。棱柱体 试件的强度要小于同样尺度的正立方体试件的强度。(2) 加荷速度：强度试验时，加荷速度越快

10、，所测强度值越高。(3) 温度：一般情况，试件温度越高，所测强度值越低。但钢材在温度下降到某一负 温时，其强度值会突然下降很多。(4) 含水状况：含水试件的强度较干燥的试件为低。(5) 表面状况：作抗压试验时，承压板与试件间磨擦越小，所测强度值越低。12. 材料的强度等级强度等级是材料按强度的分级，如硅酸盐水泥按7d、28的抗压、抗折强度值划分为42.5、52.5、62.5 等强度等级。强度等级是人为划分的，是不连续的，根据强度划分强度等级时，规定的各项指标都合格，才能定为某强度等级，否则就要降低级别。而强度具有客观性和 随机性，其试验值往往是连续分布的。强度等级与强度间的关系，可简单表述为“

11、强度等 级来源于强度，但不等同于强度”。13. 影响材料耐久性的外部作用因素 影响材料耐久性的外部作用因素是多种多样的。环境的干湿、温度及冻融变化等物理作用会引起材料的体积胀缩，周而复使会使材料变形、开裂甚至破坏。材料长期与酸、碱、 盐或其他有害气体接触，会发生腐蚀、碳化、老化等化学作用而逐渐丧失使用功能。木材 等天然纤维材料会由于自然界中的虫、菌的长期生物作用而产生腐朽、虫蛀，进而造成严 重破坏。14. 影响材料耐久性有关的内部因素 与材料耐久性有关的内部因素，主要是材料的化学组成、结构和构造的特点。当材料含有易与其他外部介质发生化学反应的成分时，就会造成因其抗渗性和耐腐蚀能力差而引 起的破

12、坏。如玻璃因其玻璃体结构所呈出的导热性较小，而弹性模量又很大的原因，使其 极不耐温度剧变作用。材料含有较多的开口孔隙，会加快外部侵蚀性介质对材料的有害作 用，而使其耐久性急剧下降。15. 建筑材料密度试验步骤(1) 将无水煤油注入李氏瓶中直至0-1mL刻度范围间，盖上瓶塞放入恒温水槽内，在20C 时使刻度部分浸入水中恒温30min,记下第一次读数V1 (mL)。(2) 从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分擦拭干净。(3) 称取水泥试样60g (m),精确至0.01g。用小匙将水泥样品装入李氏瓶中，反复摇动 至没有气泡排出。再次将李氏瓶置于恒温水槽中恒温30min,记下第

13、二次读数V2 (mL)。两次读数时恒温水槽温度差不大于0.2 C16. 砂的表观密度试验试验步骤称取烘干的试样300g (m0),将试样装入容量瓶中，注入冷开水至接近500mL的刻度。 摇转容量瓶，使试样在水中充分搅动以排除气泡，塞紧瓶塞，静置24h。然后用滴管添水， 使水面与瓶颈刻度线平齐，再塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其质量(mi)0倒出瓶内的水 和试样，洗净容量瓶，再向瓶内注入冷开水至瓶颈刻度线，塞紧瓶塞，擦干瓶外水分，称其 质量(m2)。17. 石子的表观密度试验试验步骤将试样浸水饱和，装入广口瓶中。注入饮用水，用玻璃片覆盖瓶口，以上下左右摇晃的 方法排除气泡。气泡排尽后，向瓶中添加饮用

14、水，直到水面凸出瓶口边缘。然后用玻璃片沿 瓶口迅速滑行，使其紧贴瓶口水面。擦干瓶外水分后，称出试样、水、瓶和玻璃片的总质量 mi0将瓶中试样倒入浅盘中，放入(1055)C的烘箱中烘干至恒量，待冷却至室温后称其质 量m0。将瓶洗净并重新注入饮用水，用玻璃片紧贴瓶口水面，擦干瓶外水分后，称出水、 瓶和玻璃片总质量 m2。18. 体积密度试验试验步骤(1) 几何形状规则的材料用游标卡尺量出试样尺寸，计算出试样的体积V。用天平称量出试样的质量m。(2) 几何形状不规则的材料此类材料体积密度的测试采用“排液法”。用天平称量出试样的质量m。对试样的表面进行蜡封：将试件置于熔融的石蜡中，(1 2)s 后取出

15、，使试样表面沾上一层蜡膜，以防水分渗入试件。将开口孔隙封闭后，称出蜡封 试样在空气中的质量mi0称出蜡封试样在水中的质量m2。19. 砂的堆积密度试验步骤(1) 松散堆积密度：取试样一份，用漏斗或料勺，将其从容量筒中心上方50mm处徐 徐倒入，让试样以自由落体落下，当容量筒上部试样呈堆体，且容量筒四周溢满时，即停止 加料。用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向刮平，称取试样和容量筒总质量 m2,精确至1g (下同)。倒出试样，称取空容量筒质量mi0( 2)紧密堆积密度：取试样一份，分两层装入容量筒。装完一层后，在筒底垫放一根 直径为10mm的圆钢，将筒按住，左右交替颠击地面各25下。然后

16、再装入第二层，第二层 装满后用同样方法颠实(筒底所垫钢筋的方向应与第一层放置方向垂直)。两层装完并颠实 后，再加试样直至超出容量筒筒口，然后用直尺将多余的试样沿筒口中心线向两个相反方向 刮平，称其质量 m 2。20. 石子的堆积密度试验步骤（1）松散堆积密度：取试样一份，置于平整干净的地板（或铁板）上，用平头铁锹铲起 试样，使其自由落入容量筒内，此时，从铁锹的齐口至容量筒上口的距离应保持为 50mm 左右，装满容量筒并除去凸出筒口表面的颗粒，并以合适的颗粒填入凹陷空隙，使表面稍凸 起部分和凹陷部分的体积大致相等，称取试样和容量筒总质量m2。（2）紧密堆积密度：将试样一份分三层装入容量筒，装完一层后，在