建筑材料教案

硅湖职业技术学院教案授课周次1授课时间年月日至年月日课程章节绪论教学目的通过本章学习，了解建筑材料的基本概念，知道建筑材料的性质及其对材料的性能影响，并学会各性质的计算。内容提要及板书设计内容提要：一、教学内容二、重难点三、教学目标绪论一、建筑材料概述二、建筑材料性质重点、难点及解决方案重点：建筑材料性质难点：各性质直接的关系计算以及对材料的影响解决方案：多媒体授课教学内容时间分配序号教学内容时间分配1课程介绍20分钟2建筑材料概述20分钟3建筑材料性质50分钟4教学手段理论讲授教学形式（在右栏勾选）理实一体教学（）理论教学（√）实验（）实训（）上机（）必读书目《建筑材料》作业书后作业作业完成方式书面（√）电子（）教学后记基本达到预期效果。绪论学习目标：掌握建筑材料的定义、分类、了解建筑材料与建筑、结构、施工、预算的关系及其在国民经济建设中的地位和建筑材料的现状及发展，明确本课程的任务和基本要求。一、建筑材料的定义用于土木建筑结构物的所有材料的总称，是建筑物与构筑物的重要物质基础。二、分类根据组成成分：无机材料：金属材料非金属材料有机材料：植物材料合成高分子材料沥青材料复合材料：无机非金属材料与有机材料复合金属材料与非金属材料复合其他材料复合根据在建筑上的用途：建筑结构材料墙体材料建筑功能材料三、建筑材料与建筑、结构、施工、预算的关系及其在国民经济建设中的地位，建筑材料是建筑、结构、施工、预算的物资基础。四、建筑材料的现状及发展建筑材料工业不仅是发展建筑业的基础，也是国民经济的主要基础工业之一。今年来，各种新型建筑材料层出不穷，向轻质、高强度、多功能方面发展，建筑技术正处于新的变革之中。五、课程的任务及基本要求任务：使初学者具有建筑材料的基础知识和在实践中合理选择与使用材料的能力，并获得主要建筑材料试验的基本技能训练。要求：掌握材料的组成、技术性质、特性，了解材料的组成、结构、外界因素等对材料性质的影响，了解各主要性质间的相互关系，初步学会主要建筑材料的试验方法。能够根据工程性质和环境特点合理选用材料，熟悉常用建筑材料的技术规范，了解材料使用方法的要点，同时对材料的储运方法也有所了解。第二章、建筑材料的基本性质学习目标：了解建筑材料基本性质的分类，掌握各种基本性质的概念、表示方法及有关的影响因素。牢固掌握表示材料基本性质的术语。材料的基本物理性质一、材料的密度、表观密度与堆积密度1、密度：密度是材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。——密度自身体积（不含孔隙）磨成细粉消除内部孔隙，材料的排水体积V计算式ρ=m/v式中ρ---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。2、表观密度和容积密度：表观密度（又称为视密度、近似密度）表示材料单位细观外形体积（包括内部封闭孔隙）的质量，容积密度（又称为体积密度、表观毛密度、容重）表示材料单位宏观外形体积（包括内部封闭孔隙和开口孔隙）的质量。——表观密度细观外形体积（含闭口孔）干燥材料浸入水中，待吸水饱和后，测量排开水的体积V计算式ρ'=m/v'式中ρ'---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，cm3。3、堆积密度：堆积密度是指散粒材料或粉状材料，在自然堆积状态下单位体积的质量。——堆积密度自然堆积体积(含材料间空隙)颗粒材料正好装满容器，测量该容器的容积V计算式ρ0'=m/v0'=m/(V+VP+Vv)式中ρ0'---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，m3。注意：自然堆积状态下的体积含颗粒内部的孔隙积及颗粒之间的空隙体积。二、材料的密实度与孔隙率1、密实度（D）即材料体积内被固体物质充实的程度，D＝1－P。表达式D=V/V0×100%=（ρ0/ρ）×100%2、孔隙率（P）指材料内部孔隙体积占其总体积的百分率。表达式P=[(V0-V)/V0]=[1-V/V0]=(1-P0/P)×100%孔隙率和密实度的关系D+P=1材料孔隙率或密实度大小直接反映材料的密实程度。材料的孔隙率高，则表示密实程度小。计算式P0'=m/V0'=m/(V+VP+Vv)式中P0'---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，m3。三、材料的填充率与孔隙率1、填充率（D＝1－P）是散粒状材料在某堆积体积中被其颗粒填充的程度。2、空隙率（P）是指在某堆积体积中，散粒状材料颗粒之间的空隙体积所占的百分率。孔隙率的大小反映了散以及填充率和孔隙率的定义、关系。要求能够进行简单的计算。粒材料的颗粒之间互相填充的致密程度。表达式P'=Vv/V0'=(V0'-V0)/V0'=(1-P0'/P0)×100%注意：对致密材料，如天然砂、石，可用表观密度ρ′近似代替干燥时体积密度ρ0。硅湖职业技术学院教案授课周次2授课时间年月日至年月日课程章节材料性质教学目的通过本章学习，了解建筑材料的热工性和耐久性，了解建筑材料与水有关的性质，了解建筑材料的力学性质，通过这些性质，结合上节课学习的一些基本性质，更好的了解建筑材料，了解它们的性能，熟悉它们的使用。内容提要及板书设计内容提要：一、教学内容二、重难点三、教学目标材料性质一、热工性二、与水有关性质三、力学性质重点、难点及解决方案重点：材料力学性质难点：与水有关性质解决方案：多媒体授课教学内容时间分配序号教学内容时间分配1热工性20分钟2与水有关性质20分钟3材料力学性质30分钟4耐久性20分钟教学手段理论讲授教学形式（在右栏勾选）理实一体教学（）理论教学（√）实验（）实训（）上机（）必读书目《建筑材料》作业书后作业作业完成方式书面（√）电子（）教学后记基本达到预期效果。材料与水有关的性质一、亲水性与憎水性材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性。材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性。材料的亲水性与憎水性可用润湿边角θ来说明。θ愈小，表明材料易被水润湿。当θ≤90°时，该材料被称为亲水性材料；当θ＞90°时，称为憎水性材料。二、吸水性吸水性：材料在水中吸收水分的能力称为吸水性。吸水性的大小常以吸水率表示。有以下两种表示方法：质量吸水率（Wm）：指材料吸水饱和时，所吸水量占材料绝干质量的百分率。体积吸水率（WV）：指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占绝干材料自然体积的百分率。体积吸水率在数值上等于开口孔隙率。表达式用质量吸水率ωm或体积吸水率ωv表示。表达式分别如下。ωm=mSw/m×100%=[(msw'-m)/m]×100%ωv=VSw/v0×100%=[(msw‘-m)/v0/ρw]×100%式中msw---材料吸水饱和时所吸水的质量，g或kg。ωSw‘---材料吸水饱和时材料的质量，g或kg。VSw---材料吸水饱和时所吸水的体积，cm3或m3。ρw---水的密度，g/cm3或kg/m3。质量吸水率和体积吸水率的关系ωv=ρ0×ωm注意：对多孔吸水材料，其质量吸水率往往超过100％，此时用体积吸水率表示；材料受潮后导热性增大，故保温隔热材料需保持干燥状态。三、吸湿性材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。材料的吸湿性常以含水率（W含）表示，含水率等于含水量占材料绝干质量的百分率。含水率随环境温度和空气湿度的变化而改变。当与空气温湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率。用含水率ω'm表示ω'm=mw/m×100%式中mw---材料在空气中吸收水分的量,kg。m---材料干燥时的质量,kg。注意：材料在与空气湿度相平衡时的含水率称为平衡含水率,建筑材料在正常状态下,均处于平衡含水率状态。材料的亲水性越大，连通微细孔越多，则吸水率、含水率越大。四、耐水性材料长期在饱和水作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质称为耐水性。材料的耐水性用软化系数（K软＝f软／f干）表示。软化系数愈小，表示材料的耐水性愈差。工程上，通常将K软≥0.85的材料称为耐水性材料。表达式：用软化系数KP表示。KP=fsw/fd式中fsw---材料吸水饱和状态下的抗压强度，MPa。fd---材料在干燥状态下的抗压强度，MPa。五、抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性（不透水性）。材料的抗渗性可用渗透系数K或抗渗等级S或P表示。渗透系数愈小或抗渗等级愈大，表示材料的抗渗性愈好。材料抗渗性好坏，与其孔隙率和孔隙特征有关。绝对密实的材料和具有闭口孔隙的材料，或具有极细孔隙的材料，可以认为是不透水的。开口大孔材料抗渗性最差。此外，亲水性材料的毛细孔由于毛细作用而有利于水的渗透六、抗冻性材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性质称为抗冻性。材料的抗冻性用抗冻等级（D或F）表示，即在一定条件下能够经受的冻融循环次数。材料的孔隙率低、孔径小、开口孔隙少，则抗冻性好。另外还与材料吸水饱和的程度、材料本身的强度以及冻结条件等有关。材料的力学性质一、理论强度材料受外力作用而引起破坏的原因：由于拉力造成质点间结合键断裂，或由于剪力或切应力而造成的破坏。二、强度、比强度强度：材料在外力作用下抵抗破坏的能力称为强度。比强度：比强度是按单位体积的质量计算的材料强度，其值等于材料强度与其容积密度之比。比强度是评价材料是否轻质高强的重要指标。选用比强度大的材料对增加建筑高度、减轻结构自重、降低工程造价等具有重大意义。三、材料的变形性质弹性：材料受力就发生变形，外力撤除后变形可完全恢复的性质塑性：材料在外力作用下产生变形，当外力除去后，材料仍保留一部分残余变形、且不产生裂缝的性质称为塑性。脆性：外力作用于材料并达到一定限度后，材料无明显塑性变形而发生突然破坏的性质称为脆性。韧性：在冲击或震动荷载作用下，材料能吸收较大能量，同时产生较大变形，而不发生突然破坏的性质称为材料的冲击韧性（简称韧性）。材料的热工性质一、导热性导热性：材料传导热量的性质称为导热性。大小用导热系数表示导热系数：评价材料导热能力的指标。其物理意义为单位面积、单位厚度的材料，在单位温差下，单位时间内传导的热量。表达式用导热系数λ表示。λ=Qa/(T1-T2)At式中λ---导热系数，w/(m.k)。Q---传递的热量，J。a---材料的厚度，m。T1-T2---材料两侧的温差，k。A---材料传热面的面积，㎡。t---传热的时间，s或h。意义：通常把λ0.23w/(m·k)的材料称为绝热材料，在运输、存放、施工及使用过程中，须保持干燥状态。导热系数越小，材料的绝热性越好材料含水，导热系数会明显增大；高温下比常温下大；顺纤维方向导热系数也会大些。二、热容量热容量：材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容量，其值为比热C与材料重量m的乘积。表达式用比热C表示,又称比热容或热容量系数,其表达式为：C=Q/m(T2-T1)式中C---材料的比热容，J/(kg.K)。Q---材料吸收（或放出）的热量，J。m---材料的质量，kg。(T2-T1)---材料受热（或冷却）前后的温度差，K。比热：单位质量的材料温度变化一度吸收或放出的热量。材料的热容量对保持建筑物内部温度稳定有重要意义，能在热流变动或采暖设备供暖不均匀时，缓和室内温度的波动。材料的耐久性定义：材料在长期使用过程中，抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏的性质，称为耐久性。内容：材料的耐久性是一项综合性能,包括有抗渗性、抗冻性、耐腐性、抗老化性、耐磨性、耐光性等。影响因素：内部因素是造成材料耐久性下降的根本原因。内部因素包括材料的组成、结构与性质等。外部因素是影响耐久性的主要因素。硅湖职业技术学院教案授课周次3授课时间年月日至年月日课程章节气硬性胶凝材料教学目的通过本章学习，了解粘结材料的类型以及工作原理，以便更好的进行材料的选择，以及了解材料的性能，在出现问题后，知道问题的本质，更好的解决工程实际问题。内容提要及板书设计内容提要：一、教学内容二、重难点三、教学目标气硬性胶凝材料一、石灰二、石膏三、水玻璃重点、难点及解决方案重点：石灰的工作原理及组成难点