危加阳建筑材料项目1-2

建筑材料绪论项目1绪论•教学目标：•了解建筑材料的分类；•理解建筑材料在土木工程中的作用；•掌握建筑材料的技术标准；•理解本课程的性质、任务及学习方法。建筑材料主讲教师：赵晓芳绪论•建筑材料及其在国民经济中的作用•建筑材料的分类建筑材料的现状和发展趋势•建筑材料的现状和发展趋势•建筑材料的目的和学习方法•指土木建筑工程（水利、水运、房屋、道路、桥梁等）中所应用的材料。（1）土木建筑工程的重要物质基础所有的建筑物都由建筑材料构成，所有的建筑工程都需要建筑材料，凡从事建筑工程的技术人员都会接触到建筑材料问题。台北101金融大楼508m纽约世贸大厦纽约世贸大厦重建52层大厦三峡大坝（ThreeGorgesDam）大坝2008北京奥运国家游泳馆----水立方2008北京奥运会主体育场——鸟巢2.与建筑技术的进步相互推动相互制约建筑物的结构形式和施工方法受到建筑材料性能的制约，建筑工程中许多技术问题的解决，往往依赖建筑材料问题的突破。新型建筑材料的出现又会推动结构设计和施工技术的革新。基本知识学习•1.1建筑材料的定义与分类•建筑材料的定义有广义与狭义两种。•广义的建筑材料是指建造建筑物和构筑物的所有材料，包括使用的各种原材料、半成品、成品等的总称，如粘土、铁矿石、石灰石、生石膏等。•狭义的建筑材料是指直接构成建筑物和构筑物实体的材料，如混凝土、水泥、石灰、钢筋、豁上砖等。建筑材料的品种繁多，组分各异．分类方法也不尽相同，常用的分类是按材料的化学成分和使用功能进行分类。1．按材料的化学成分分类•按建筑材料的化学成分司分为无机材料、有机材料和复合材料3大类，如表1.1所示。•商品混凝土•建筑砌块和板材与粘土砖•高强混凝土与高层建筑大跨度结构、预应力结构的大量应用。•ETFE膜与膜结构施工3.决定构筑物的功能和使用寿命例：土墙草屋顶和全钢筋混凝土结构的寿命，钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料的老化。4.工程质量很大程度上取决于材料的质量控制工程质量控制（4M1E）Man(人)Machine(机)Material(料),Method(法)Environment(环)5.构筑物的可靠度评价很大程度上依存于材料的可靠度评价6.决定工程的造价（工程预算中材料价格比重大）建筑材料的现状和发展趋势•材料科学的发展标志着人类文明的进步。按照制造生产工具所用材料的种类来划分人类的历史史前的石器时代青铜器时代铁器时代人工合成材料时代建筑材料的发展石材、木材、粘土、竹材、草……砖、瓦、玻璃、钢铁、混凝土等人工合成材料非洲房屋杜蒲草堂故宫博物院故宫博物院武当山建筑建筑材料的现状•普通水泥、普通钢材、普通混凝土和普通防水材料是最主要的建筑材料。•这些材料有比较成熟的生产工艺和应用技术，使用性能尚能够满足目前的消费要求。•建筑工程中通常所说“三大主材”——钢材、水泥、木材等1.2建筑材料在土木工程中的作用建筑材料是土木土程的重要物质基础•当前，轻质、高性能、多功能、美观、高效能的新烈建筑材料，特别是新型复合材料•研究与生产，使建筑材料品种大增，质录和配套水平显著提高；充分利用废料及再生资源的建筑材料不断出现；节能环保的材料和现代化生产工艺不断开发；建筑材料的理论研究及试验技术、测试方法止逐步现代化，按指定性能设计、生产新建筑材料的方向不断前进；制品形式不断朝着人型化、预制化、构件化、规范化力一向发展。建筑材料行业正沿着科技创新和可持续发展的道路前进。1.3建筑材料的技术标准•建筑材料具有一定的技术性质．这此性质由国家标准或有关的技术规范规定一此技术指标。在下程设计与施工过程中．都必须按这此技术指标来评价建筑材料的质量。材料标准一般包括产品规格、分类、技术性能、试验力一法、验收规则、包装、储存及运输等。产品标准化是现代社会化大生产的产物，是组织现代化大生产的重要手段，也是科学管理的重要组成部分。建筑材料标准是企业的产品质量是否合格的技术依据．也是供需双力一对产品质量进行验收的依据土木工程，按标准合理地选用材料，能使结构设计、施工工艺相应标准化．可加快施工进度，使材料在上程实践中具有最佳的经济效益。目前我国常用的标准有4级•1．国家标准国家标准是由国务院t/J准化行政部门制定的可分为强制性标准仁代号为GB,如《通用硅酸盐水泥》（GB1752007）和推荐性标准巨代号为GB/T，如《碳素结构钢》2．行业标准•对没有国家标准而义需要在个国某行业范围内统一的技术标准，以制定行业标准。行业标准是由国务院有关行政部门制定，报国务院标准化行政主管部门备案，如建筑土程行业标准（代号为JGJ）、水利行业标准、建筑材料行业标准（代号为JC）、冶金上业行业标准（代号为Y玛）、交通行业标雕（代号为JT）和林业行业标准（代号为LY）等。3．地方标准•对没有国家和行业标准，又需要在省、自治区、直辖市范围内统要求，可以制定地力一标准（代号为DB)4．企业标准•对没有国家和行业标准，又没有地方标准的，企业应、i制定其产品标准（代号为QB）。标准的表示力法为：标准名称、部门代号、编号和批准年份举例如下：国家标准（强制性）《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》。国家标准（推荐性）《低碳钢热轧圆盘条》建工行业标准《普通混凝土配合比没计规程》。对强制性国家标雕，任何技术小得低于其中规定的要求；对推荐性川家标准，表小也可执行其他标准的要求．但是推荐性标准一旦被强制性标准采纳．•就认为是强制性标准：地方标准或企业标准所制定的技术要求）高于国家标准随着建筑材料科研及生产的发展，建筑材料技术标准也不断变化，根据需要国家娇年都发布一批新的技术标准．修汀或废止一些｝日标准，并逐步与国际接轨。对于建筑材料使用者，热悉和运用建筑材料技术标准，有着十分重要的意义。除了在选用材料时必须严格执行技术标准外，使用代用材料，必须按标准进行试验论证。目前存在的问题•与发达国家相比，目前存在的问题有：–品种规格少；–质量档次低；（路面黑化沥青多进口）–生产和使用能耗大；（粘土砖浪费资源、能耗大）–浪费严重等问题。•因此，如何发展和应用新型的建筑材料已经成为现代化建设急待解决的问题。发展方向——可持续发展1.原材料充分利用工业废料、能耗低、可循环使用、不破坏生态平衡、有效保护天然资源；2.生产和使用过程不产生环境污染；3.产品可再生循环和回收利用；4.产品性能轻质、高强、多功能，不仅对人畜无害，而且能净化空气、抗菌、防静电、防电磁波等。5.加强材料的耐久性设计和研究。6.主要产品和配套产品同步发展，并解决好利益平衡关系。建筑材料的分类按建筑材料的功能分类•结构材料•防水材料•装饰材料•防护材料•保温隔热材料等按化学组成分类黑色金属材料（钢、铁）金属材料有色金属材料（铜、铝、铝合金）胶凝材料（水泥、石灰、石膏、水玻璃）无机材料天然石材非金属材料混凝土和砂浆烧土制品（砖、瓦、玻璃、陶瓷）蒸压和蒸养硅酸盐制品土木工程材料植物材料（木材、竹材和秸秆）有机材料沥青材料（石油沥青、煤沥青等）高分子材料（塑料、橡胶、有机涂料和胶粘剂等）有机—无机复合材料（玻璃钢、聚合物混凝土、沥青混凝土、钙塑材料等）复合材料金属—无机复合材料（钢筋混凝土、钢纤维混凝土等）金属—有机复合材料（彩钢泡沫塑料夹心板）本课程内容和学习要点•建筑中常用材料的品种、规格、性能及使用方法，在储运、验收中必须注意的有关问题；•常用建筑材料的主要技术性质，材料的组成、结构、构造与性质的关系，以及原料、生产工艺过程及其对材料性质的影响；•节约材料、改善性能及防护处理的原则和方法；•主要常用建筑材料的质量检验方法及相应的技术标准；•建筑材料发展方向。我国的建筑材料技术标准国家标准、部颁标准、地方标准和企业标准。•国家标准GB。•部颁标准建材标准代号：JC建工标准代号：JG交通标准代号：JT石油标准代号：SY化工标准代号：HG水电标准代号：SD冶金标准代号：YJ•地方标准（DB）•企业标准则仅适用于本企业，代号为QB。•国际标准（ISO）•美国材料试验协会标准（ASTM）•日本工业标准（JIS）•德国工业标准（DIN）•英国标准（BS）•法国标准（NF）学习方法•1.掌握材料科学研究的一般规律；•2.抓住专业学习的目的，掌握重点；•3.重视实验与实践；•4.记忆的方法：列表、对比；•5.重视自学能力的培养。继续项目2建筑材料的基本性质•2．细观结构•用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构，又称为亚微观结构或显微观结构。该结构主要研究材料内部的晶粒、颗粒等的大小和形态、境界或界面，孔隙与微裂纹的大小、形状及分布等。例如．分析金属材料晶粒的粗细及其金相组织；可分辨混凝上的过渡区、水泥石及其孔隙组织；可观察木材的木纤维、导管、髓线、树脂道等组织。材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。材料的晶粒细化能提高强度，如在钢材中加人钦、钒、妮等合金元索，能细化晶粒，显著提高强度。改善混凝土过渡区的结构，可大幅改善混凝土的性能。(2）非晶体将熔融物迅速冷却，质点来不及按一定规律排列血凝固成的固体，称为非晶体，也称玻璃体或无定形体。非晶体的特点是没有固定的儿何外形，一各向同性，由于急速冷却，大量的化学能末释放出来，所以非晶体材料具有化学小稳定性，容易与其他物质起化学反应，如粒化高炉矿渣、火山灰、粉煤灰等。将熔融物慢慢冷却，可凝固成晶体。本章教学目标熟悉：主要技术性质的物理意义、影响因素及对其它性质的影响。掌握：材料各种基本性质的概念、指标的计算。了解：材料的各性质在工程实践中的意义。•建筑材料是建筑工程的物质基础，材料的性质与质量很大程度上决定了工程的性能与质量。•在工程实践中，选择、使用、分析和评价材料，通常是以其性质为基本依据的。材料的性质基本性质：建筑工程中通常必须考虑的最基本的、共有的性质。特殊性质：材料本身的不同于别的材料的性质，是材料的具体使用特点的体现。本章讲述相关章节讲述材料的基本物理性质材料的耐久性材料的力学性质本章内容2.2材料的基本物理性质2.2.11与质量有关的基本物理性质先介绍材料的体积组成•大多数建筑材料的内部都含有孔隙，孔隙的多少和孔隙的特征对材料的性能均产生影响。•开口孔、闭口孔。•（1）材料绝对密实体积•（2）材料的孔体积–开口孔体积–闭口孔体积•（3）材料在自然状态下的体积PV•材料堆积体积•间隙体积1.密度•材料在绝对密实状态下单位体积的质量，称为材料的密度(俗称比重)。1密实材料，如金属材料、花岗岩等材料的内部密实而没有孔隙VMρ密度：密实体积的测定方法2表观密度•材料在自然状态下单位体积的质量，称为材料的表观密度（原称容重）。2材料的内部有许多孔隙孔隙材料，如砖头、混凝土、木材等孔表观密度：VVMVM00%VV1000孔孔隙率%VV1000密实度•形状规则的体积可以直接量测计算而得；•形状不规则的体积可将其表面用蜡封以后用排水法测得。•砂、石的表观密度可以近似地当作其密度，称为视密度。•测定表观密度时须同时测定其含水率，注明含水状态。•一般为气干状态，烘干状态下的表观密度叫干表观密度。3堆积密度•散粒材料在堆积状态下单位堆积体积的质量，称为材料的堆积密度（原称松散容重）。3内部有孔隙材料的材料破碎成颗粒堆积在一起，如石子、砂砾等堆积材料颗粒的内部有许多孔隙堆积材料颗粒之间存在许多空隙空孔堆积密度：VVVMVM00%VV1000空空隙率%VV10000填充率•材料的堆积密度大小取决于散粒材料的视密度、含水率以及堆积的疏密程度。•松散堆积密度——自然堆积状态•紧密堆积密度——振实、压实状态•干堆积密度——干燥状态名称定义表达式单位备注密度表观密度堆积密度'00vmvmvom0材料的密度、表观密度与堆积密度材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。材料在自然状态下，单位体积的质量。材料在堆积状态下，单位体积的质量。g/cm3㎏/m3㎏/m3或g/cm34.密实度与孔隙率•1.密实度•密实度是指材料体积内被固体物质所充实的程度。00100%100%VDV＝图1-1材料孔隙率示意图•2.孔隙