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建筑材料BuildingMaterials主讲：王欣E-mail:yzzdwangteacher@163.com第一章绪论教学目的与要求：掌握建筑材料的定义和分类了解建筑材料在建筑工程中的地位了解建筑材料的发展趋势了解本课程的内容与任务了解本课程的学习方法与要求重点、难点：建筑材料的分类教学课时安排：1课时1.1建筑材料的分类定义：用于土建工程的材料总称为建筑材料或土木工程材料.1.1建筑材料的分类按化学成分分类：无机材料：金属材料：黑色金属材料——钢、铁有色金属材料——铝、铜、合金非金属材料：天然石材——大理石、花岗石陶瓷和玻璃—砖、瓦、卫生陶瓷、玻璃无机胶凝材料—石灰、石膏、水玻璃、水泥砂浆、混凝土有机材料：木材、沥青、塑料、涂料、油漆复合材料：金属与非金属复合：钢筋砼、钢纤维砼有机与无机复合：玻璃钢、沥青砼、聚合物砼按用途分类：结构材料：砖、石材、砌块、钢材、混凝土防水材料：沥青、塑料、橡胶、金属、聚乙烯胶泥饰面材料：墙面砖、石材、彩钢板、彩色混凝土吸音材料：多孔石膏板、塑料吸音板、膨胀珍珠岩绝热材料:塑料、橡胶、泡沫混凝土卫生工程材料：金属管道、塑料、陶瓷1.2建筑材料在工程建设中的地位材料、结构、施工和经济四者的关系如下：（1）材料是一切建筑的物质基础，在建筑工程中建材所占的投资比例为50-70%左右；（2）材料决定了建筑结构的设计方法；（3）必须恰当选择和合理使用原材料;（4）材料决定了施工的方法.世界最高的建筑(左起)：台北101大楼、芝加哥西尔斯大楼、吉隆坡双子星大楼、上海金茂大厦、香港国际金融中心、纽约帝国大厦全球最高建筑前10位序号建筑名称层数高度[米]竣工年份1[台北]101大厦10150820042[吉隆坡]佩特纳斯大厦8845219963[芝加哥]席尔斯大厦10844319744[上海]金茂大厦8842119985[香港]国际金融中心8841520036[广州]中信广场8039119977[深圳]地王大厦6938419968[纽约]帝国大厦10238119319[香港]中环广场78374199210[香港]中国银行大厦723691990迪拜塔哈利法塔（BurjKhalifaTower）原名迪拜塔（BurjDubai），又称迪拜大厦或比斯迪拜塔，是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的一栋已经建成的摩天大楼，有160层，总高828米，比台北101足足高出320米。迪拜塔由韩国三星公司负责营造，2004年9月21日开始动工，2010年1月4日竣工启用，同时正式更名哈利法塔。2003年2月23日破土动工，2008年建成，492m高，地上101层，地下3层，底部尺寸57.95m×57.95m，高宽比8.49，日资建造，美国KPF设计事务所设计（华东建筑设计院为设计顾问），采用中美规范。上海环球金融中心位于金茂大厦旁。建成后冲击世界最高记录。西立面剖面图圆洞口大大减少了风荷载的作用。上海环球金融中心材料质量的优劣，配制是否合理，选用是否恰当直接影响建筑工程质量建筑材料与施工技术的发展相辅相成，新型材料的出现可以推进施工工艺的进步。建筑材料的发展：随生产力发展而发展原始时代——天然材料：木材、岩石、竹、粘土石器、铁器时代——金字塔（2000-3000BC)：石材、石灰、石膏万里长城（200BC)：条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫（公元7-17世纪）：石材、石灰砂浆罗马圆形剧场（70-80AC)：石材、石灰砂浆18世纪中叶——钢材、水泥(J.Aspdin,1824）19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；中国，189820世纪——预应力混凝土、高分子材料1.3建筑材料的发展趋势21世纪——（1）轻质、高强（2）发展多功能材料（3）廉价、低耗能（4）由单一向复合型材料及制品发展（5）扩大装配式预制构架工厂化生产（6）环保绿色建材（7）发展多品种装饰材料胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多万块、每块重2.5T的岩石砌成万里长城（200BC):条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆1.4建筑材料的检验与技术标准建筑材料检测：熟悉常用材料的测试仪器，掌握测试方法和技术。掌握常用材料的选用原则和方法。掌握工地配置材料的配置原理及方法，了解这些材料的施工注意事项.建筑材料的技术标准:国家标准（GB、GB/T）、行业标准、地方标准（DB）、企业标准（QB)GB-国家标准GBJ-建筑工程国家标准JGJ-建设部行业标准JC-国家建材局行业标准YB-冶金部行业标准JTJ-交通部行业标准SD-水电行业标准ZB-国家级专业标准例：国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175—2007),标准名称——部门代号——编号——批准年份ASA-AmericanStandardAssociation美国标准ASTM–AmericanSocietyforTestingMaterialsBS-BritishStandard英国标准DIN–DeutschIndustrieNormen德国标准ISO-InternationalStandardOrganization国际标准协会作用:为后续课程的学习提供必要的知识为今后从事专业技术工作时，合理选择和使用建筑材料打下基础任务:了解材料在建筑物上所起的作用和要求了解常用材料的生产、成分和构造掌握常用材料的技术性质，以及影响材料性质的主要因素及其相互关系掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格1.5本课程的作用、任务和学习方法建筑材料学习的主线学习方法:重点掌握材料的基本理论、基本知识、基本技能常用材料——水泥、砼、石灰、石膏、砂石、玻璃、钢材、木材、沥青、高分子材料主要材料——砂石、水泥、砼、钢材重视学好试验学习常用建筑材料的检验方法——合格性判断和验收，对实验数据、试验结果进行分析判别，培养从事科学研究的能力数值修约规则试验数据和计算结果都有一定的精度要求，对精度范围以外的数字，应按属《数值修约规则》(GB817—87)进行修约。简单概括为：“四舍六入五考虑，五后非零应进一，五后皆零视奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇则进一”。1．在拟舍弃的数字中，保留数后边(右边)第一个数小于5(不包括5)时，则舍去。保留数的末位数字不变。例如：将14.2432修约后为14.22．在拟舍弃的数字中保留数后边(右边)第一个数字大于5(不包括5)时，则进一。保留数的末位数字加一。例如：将26.4843修约到保留一位小数。修约前26.4843修约后26.5数值修约规则3．在拟舍弃数字中保留数后边(右边)第一个数字等于5，5后边的数字并非全部为零时，则进一。即保留数末位数字加一。例如：将1.0501修约到保留小数一位。修约前：1.0501修约后：1.14．在拟舍弃的数字中，保留数后边(右边)第一个数宇等于5，5后边的数字全部为零时，保留数的末位数字为奇数时则进一，若保留数的末位数字为偶数(包括“0”)则不进。例如：将下列数字修约到保留—位小数。修约前0.3500修约后0.4修约前0.4500修约后0.4修约前1.0500修约后1.0数值修约规则5．所拟舍弃的数字，若为两位以上数字，不得连续进行多次(包括二次)修约。应根据保留数后边(右边)第—个数字的大小，按上述规定—次修约出结果．例如：将15.4546修约成整数：正确的修约是：修约前15.4546修约后15不正确的修约是：修约前一次修约二次修约三次修约四次修约15.454615.45515.4615.516第二章建筑材料的基本性质教学目的与要求：掌握材料的基本物理性质掌握材料的基本力学性质掌握材料的耐久性重点、难点：材料的物理、力学性质教学课时安排：3课时2.1材料的物理性质与质量有关的性质：密度、视密度表观密度、堆积密度与疏密程度有关的性质：密实度、孔隙率填充率、空隙率与水有关的性质：亲水性、憎水性、吸水性吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性与热有关的性质：导热性、热容量2.1.1与质量有关的性质一、密度：指的是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。单位g/cm3公式：ρ=m/v式中ρ－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）测定方法李氏密度瓶法：P10（磨碎）二、视密度（近似密度）：材料在包含闭口孔隙条件下单位体积的质量。单位g/cm3公式：ρ’=m/V’式中ρ’－视密度（g/cm3）m－材料的质量（g）V’－用排水法求的的体积（cm3）三、表观密度（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：ρ0=m/V0式中ρ0－表观密度（g/cm3）m－材料在干燥状态下的质量（g）V0－材料在自然状态下的体积（cm3）自然状态下的体积V0=密实状态下的体积V+孔隙体积V孔材料内部孔隙含有水分时，其质量和体积均发生变化，因此测定材料的表观密度时需注明含水情况。进行材料对比试验时以绝对干燥状态下的表观密度值（干表观密度)为准。思考题1：比较实际密度、视密度和表观密度的大小？思考题2：如何测定材料的表观密度？自然体积的测量：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－广口瓶法（3）材料的干燥质量的测定m:烘干干燥器取材料样品烘箱1050C~1100C冷却到室温天平称量质量m（4）代入公式ρ0=m/V0四、堆积密度：颗粒状或粉状材料在堆积状态下，单位体积的质量；（kg/m3)计算公式为：'0'0Vm'0'0V—堆积密度（kg/m3)—材料在干燥状态下的质量（kg）；—材料在堆积状态下的体积（m3);式中m2.1.2与疏密程度有关的性质一、密实度：是指材料体积内被固体物质充实的程度，即材料实体体积占总体积的百分率，用D来表示。公式为%1000VVD或%100)m()m(0%1000%1000VVD二、孔隙率：是指材料体积内，孔隙体积占自然体积即总体积的百分率，用P表示。公式为：P=（V0-V）/V0*100%=（1-V/V0）*100%%100)1(01DP补充知识点：密实度和孔隙率反映了材料的致密程度。一般来说，同一种材料，孔隙率越小，则：其强度越高；吸水越少；抗渗性和抗冻性越好；但是隔热性差；思考题：同种材料孔隙中开口孔隙含量多少对材料吸水性是否有影响？三、填充率：指散粒材料（如砂子、石子等）在某容器的堆积体积中，被其颗粒填充的程度即自然体积占堆积体积的百分率。用D’来表示。公式为：或者：%100'00'VVD%1000'0'D四、空隙率：指散粒材料在某容器的堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占堆积体积的百分率，用P’表示：公式为：%100'00'0'vvvp%10010'0空隙率与填充率的关系：空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间相互填充的致密程度；1''PD思考：空隙率与孔隙率有什么区别？2.1.3与水有关的性质一、材料的亲水性和憎水性（1）亲（憎）水性：材料在空气中与水接触时，能被水湿润（水被材料表面吸附）的，称为亲水性，否则为憎水性；（2）亲（憎）水性材料：具有亲水性的材料称为亲水性材料，如木材、砖、混凝土、石等；反之为憎水性材料，如沥青，石蜡、塑料等；（3）材料被水润湿的程度可用润湿角θ表示：润湿角θ是在材料、水、空气三相的交点处，沿水滴表面的切线与水和材料接触面之间的夹角。θ角越小，则材料被水湿润的程度就越高。θθ亲水性材料θ≤90°如木材、砖、混凝土、石等憎水性材料θ＞90°如沥青，石蜡、塑料等思考：1）材料亲水和憎水的原因是什么？2）防水防潮材料应优先选用哪种材料？（4）材料的含水状态亲水性材料的含水状态可分为四种基本状态①干燥状态——材料的孔隙中不含水或含水极微；②气干状态——材料的孔隙中所含水与大气湿度相平衡；③饱和面干状态——材料表面干燥，而孔隙中充满水达到饱和；④湿润状态—材料不仅孔隙中含水饱和而且表面上被水润湿附有一层水膜。二、材料的吸水性和吸湿性（1）吸水性：