危加陽建筑材料項(xiàng)目1-2

1、2021/2/61 建筑材料 緒論 2021/2/62 項(xiàng)目 1 緒論 教學(xué)目標(biāo): 了解建筑材料的分類; 理解建筑材料在土木 工程中的作用; 掌握建筑材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn); 理解本課程的性質(zhì)、任務(wù)及學(xué)習(xí)方法。 2021/2/63 建建 筑筑 材材 料料 主講教師主講教師:趙曉芳趙曉芳 2021/2/64 緒論 建筑材料及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用建筑材料及其在國民經(jīng)濟(jì)中的作用 建筑材料的分類建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨建筑材料的分類建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨 勢勢 建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 建筑材料的目的和學(xué)習(xí)方法建筑材料的目的和學(xué)習(xí)方法 2021/2/65 指土木建筑工程（水利、水運(yùn)、房屋

2、、道路、橋指土木建筑工程（水利、水運(yùn)、房屋、道路、橋 梁等）中所應(yīng)用的材料。梁等）中所應(yīng)用的材料。 （1）土木建筑工程的重要）土木建筑工程的重要物質(zhì)基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ) 所有的建筑物都由建筑材料構(gòu)成所有的建筑物都由建筑材料構(gòu)成, ,所有的建所有的建 筑工程都需要建筑材料筑工程都需要建筑材料, ,凡從事建筑工程的技術(shù)凡從事建筑工程的技術(shù) 人員都會(huì)接觸到建筑材料問題。人員都會(huì)接觸到建筑材料問題。 2021/2/66 2021/2/67 臺(tái)北 101 金融 大樓 508 m 2021/2/68 紐約世貿(mào)大廈紐約世貿(mào)大廈 紐約世貿(mào)大廈 重建52層大廈 2021/2/69 三峽大壩（三峽大壩（Three Gor

3、ges Dam） 2021/2/610 大大 壩壩 2021/2/611 20082008北京奧運(yùn)國家游泳館北京奧運(yùn)國家游泳館-水立方水立方 2021/2/612 20082008北京奧運(yùn)會(huì)主體育場北京奧運(yùn)會(huì)主體育場鳥巢鳥巢 2021/2/613 2.與建筑技術(shù)的進(jìn)步建筑技術(shù)的進(jìn)步相互推動(dòng)相互制約 建筑物的結(jié)構(gòu)形式和施工方法受到建筑 材料性能的制約,建筑工程中許多技術(shù)問 題的解決,往往依賴建筑材料問題的突破。 新型建筑材料的出現(xiàn)又會(huì)推動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 施工技術(shù)的革新。 2021/2/614 2021/2/615 基本知識(shí)學(xué)習(xí) 1 .1建筑材料的定義與分類 建筑材料的定義有廣義與狹義兩種。 廣義的建

4、筑材料是指建造建筑物和構(gòu)筑物的所 有材料,包括使用的各種原材料、半成品、成 品等的總稱,如粘土、鐵礦石、石灰石、生石 膏等。 狹義的建筑材料是指直接構(gòu)成建筑物和構(gòu)筑物 實(shí)體的材料,如混凝土、水泥、石灰、鋼筋、 豁上磚等。建筑材料的品種繁多,組分各 異分類方法也不盡相同,常用的分類是按材 料的化學(xué)成分和使用功能進(jìn)行分類。 2021/2/616 1 按材料的化學(xué)成分分類 按建筑材料的化學(xué)成分司分為無機(jī)材料、 有機(jī)材料和復(fù)合材料3大類,如表 1 . 1 所示。 2021/2/617 2021/2/618 商品混凝土商品混凝土 建筑砌塊和板材與粘土磚建筑砌塊和板材與粘土磚 高強(qiáng)混凝土與高層建筑大跨度結(jié)

5、構(gòu)、預(yù)高強(qiáng)混凝土與高層建筑大跨度結(jié)構(gòu)、預(yù) 應(yīng)力結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用。應(yīng)力結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用。 ETFE膜與膜結(jié)構(gòu)施工膜與膜結(jié)構(gòu)施工 2021/2/619 3.決定構(gòu)筑物的功能和使用壽命功能和使用壽命 例例: :土墻草屋頂和全鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命土墻草屋頂和全鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命, , 鋼材的銹蝕、混凝土的劣化、防水材料的老化。鋼材的銹蝕、混凝土的劣化、防水材料的老化。 4.工程質(zhì)量很大程度上取決于材料的質(zhì)量控制 工程質(zhì)量控制（4M1E） Man(人)Machine(機(jī))Material(料),Method(法) Environment(環(huán)) 5.構(gòu)筑物的可靠度評(píng)價(jià)很大程度上依存于材料的可 靠度評(píng)價(jià) 6.

6、決定工程的造價(jià)（工程預(yù)算中材料價(jià)格比重大） 2021/2/620 建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢建筑材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 材料科學(xué)的發(fā)展標(biāo)志著人類文明的進(jìn) 步。 按照制按照制 造生產(chǎn)造生產(chǎn) 工具所工具所 用材料用材料 的種類的種類 來劃分來劃分 人類的人類的 歷史歷史 史前的石器時(shí)代史前的石器時(shí)代 青銅器時(shí)代青銅器時(shí)代 鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代 人工合成材料人工合成材料時(shí)代時(shí)代 2021/2/621 建筑材料的發(fā)展建筑材料的發(fā)展 石材、木 材、粘土、 竹材、 草 磚、瓦、 玻璃、鋼 鐵、混凝 土等人工 合成材料 2021/2/622 非洲房屋 2021/2/623 杜蒲草堂 2021/2/624 故故 宮宮

7、 博博 物物 院院 2021/2/625 故故 宮宮 博博 物物 院院 2021/2/626 武當(dāng)山建筑武當(dāng)山建筑 2021/2/627 2021/2/628 建筑材料的現(xiàn)狀建筑材料的現(xiàn)狀 普通水泥、普通鋼材、普通混凝土和普通防水材普通水泥、普通鋼材、普通混凝土和普通防水材 料是最主要的建筑材料。料是最主要的建筑材料。 這些材料有比較成熟的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù)這些材料有比較成熟的生產(chǎn)工藝和應(yīng)用技術(shù), ,使使 用性能尚能夠滿足目前的消費(fèi)要求。用性能尚能夠滿足目前的消費(fèi)要求。 建筑工程中通常所說建筑工程中通常所說“三大主材三大主材”鋼材、水鋼材、水 泥、木材等泥、木材等 2021/2/629 1 .

8、 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質(zhì)基礎(chǔ) 2021/2/630 2021/2/631 當(dāng)前,輕質(zhì)、高性能、多功能、美觀、高效能 的新烈建筑材料,特別是新型復(fù)合材料 研究與生產(chǎn),使建筑材料品種大增,質(zhì)錄和配套 水平顯著提高;充分利用廢料及再生資源的建 筑材料不斷出現(xiàn);節(jié)能環(huán)保的材料和現(xiàn)代化生 產(chǎn)工藝不斷開發(fā);建筑材料的理論研究及試驗(yàn) 技術(shù)、測試方法止逐步現(xiàn)代化,按指定性能設(shè) 計(jì)、生產(chǎn)新建筑材料的方向不斷前進(jìn);制品形 式不斷朝著人型化、預(yù)制化、構(gòu)件化、規(guī)范化 力一向發(fā)展。建筑材料行業(yè)正沿著科技創(chuàng)新和 可持續(xù)發(fā)展的道路前進(jìn)。 2021/2/632 1 . 3 建筑材料的

9、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 建筑材料具有一定的技術(shù)性質(zhì)這此性質(zhì)由國家標(biāo) 準(zhǔn)或有關(guān)的技術(shù)規(guī)范規(guī)定一此技術(shù)指 標(biāo)。在下程 設(shè)計(jì)與施工過程中都必須按這此技術(shù)指標(biāo)來評(píng)價(jià) 建筑材料的質(zhì)量。材料標(biāo)準(zhǔn)一般包括產(chǎn)品規(guī)格、分 類、技術(shù)性能、試驗(yàn)力一法、驗(yàn)收規(guī)則、包裝、儲(chǔ) 存及運(yùn)輸?shù)取．a(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化是現(xiàn)代社會(huì)化大生產(chǎn)的產(chǎn) 物,是組織現(xiàn)代化大生產(chǎn)的重要手段,也是科學(xué)管理 的重要組成部分。建筑材料標(biāo)準(zhǔn)是企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量 是否合格的技術(shù)依據(jù)也是供需雙力一對產(chǎn)品質(zhì)量 進(jìn)行驗(yàn)收的依據(jù)土木工程,按標(biāo)準(zhǔn)合理地選用材料, 能使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工工藝相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化可加快施工 進(jìn)度,使材料在上程實(shí)踐中具有最佳的經(jīng)濟(jì)效益。 2021/2/633 目前我國常用的標(biāo)準(zhǔn)有

10、 4 級(jí) 1 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)是由國務(wù)院 t / J 準(zhǔn) 化行政部門制定的可分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)仁代 號(hào)為 GB , 如 通用硅酸鹽水泥 （ GB 1 752 007 ）和推薦性標(biāo)準(zhǔn)巨代號(hào)為 GB / T , 如 碳素結(jié)構(gòu)鋼 2021/2/634 2 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 對沒有國家標(biāo)準(zhǔn)而義需要在個(gè)國某行業(yè)范 圍內(nèi)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),以制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是由國務(wù)院有關(guān)行政部門制定,報(bào)國 務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門備案,如建筑土程 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 JGJ ）、水利行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、 建筑材料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 JC ）、冶金上 業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 Y 瑪）、交通行業(yè)標(biāo) 雕（代號(hào)為 JT ）和林業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 LY ）等

11、。 2021/2/635 3 地方標(biāo)準(zhǔn) 對沒有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),又需要在省、自治 區(qū)、直轄市范圍內(nèi)統(tǒng)要求 ,可以制定地力 一標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 DB ) 2021/2/636 4 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 對沒有國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),又沒有地方標(biāo)準(zhǔn)的,企 業(yè)應(yīng)、i 制定其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為 QB ）。標(biāo) 準(zhǔn)的表示力法為:標(biāo)準(zhǔn)名稱、部門代號(hào)、編號(hào) 和批準(zhǔn)年份舉例如下:國家標(biāo)準(zhǔn)（強(qiáng)制性） 鋼筋混凝土用熱軋光圓鋼筋 。國家標(biāo)準(zhǔn) （推薦性） 低碳鋼熱軋圓盤條 建工行 業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 普通混凝土配合比沒計(jì)規(guī)程 。 對強(qiáng)制性國家標(biāo)雕,任何技術(shù)小得低于其中規(guī) 定的要求;對推薦性川家標(biāo)準(zhǔn),表小也可執(zhí)行其 他標(biāo)準(zhǔn)的要求但是推薦性標(biāo)準(zhǔn)一旦被強(qiáng)制性 標(biāo)準(zhǔn)

12、采納 2021/2/637 就認(rèn)為是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn):地方標(biāo)準(zhǔn)或企業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 所制定的技術(shù)要求）高于國家標(biāo)準(zhǔn)隨著建 筑材料科研及生產(chǎn)的發(fā)展,建筑材料技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)也不斷變化,根據(jù)需要國家嬌年都發(fā)布一 批新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修汀或廢止一些日標(biāo) 準(zhǔn),并逐步與國際接軌。對于建筑材料使用 者,熱悉和運(yùn)用建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),有著十 分重要的意義。除了在選用材料時(shí)必須嚴(yán) 格執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)外,使用代用材料,必須按 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn)論證。 2021/2/638 2021/2/639 目前存在的問題目前存在的問題 與發(fā)達(dá)國家相比與發(fā)達(dá)國家相比, ,目前存在的問題有目前存在的問題有: : 品種規(guī)格少品種規(guī)格少; ; 質(zhì)量檔次低質(zhì)量檔次低; ;

13、（路面黑化瀝青多進(jìn)口）（路面黑化瀝青多進(jìn)口） 生產(chǎn)和使用能耗大生產(chǎn)和使用能耗大; ;（粘土磚浪費(fèi)資源、能耗大）（粘土磚浪費(fèi)資源、能耗大） 浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。浪費(fèi)嚴(yán)重等問題。 因此因此, ,如何發(fā)展和應(yīng)用新型的建筑材料已經(jīng)成為如何發(fā)展和應(yīng)用新型的建筑材料已經(jīng)成為 現(xiàn)代化建設(shè)急待解決的問題?，F(xiàn)代化建設(shè)急待解決的問題。 2021/2/640 發(fā)展方向發(fā)展方向 可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展 1.原材料充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)使用、不破原材料充分利用工業(yè)廢料、能耗低、可循環(huán)使用、不破 壞生態(tài)平衡、有效保護(hù)天然資源壞生態(tài)平衡、有效保護(hù)天然資源; 2.生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染生產(chǎn)和使用過程不產(chǎn)生環(huán)境污染;

14、 3.產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用產(chǎn)品可再生循環(huán)和回收利用; 4.產(chǎn)品性能產(chǎn)品性能輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能,不僅對人畜無害不僅對人畜無害,而且能而且能 凈化空氣、抗菌、防靜電、防電磁波等。凈化空氣、抗菌、防靜電、防電磁波等。 5.加強(qiáng)材料的加強(qiáng)材料的耐久性耐久性設(shè)計(jì)和研究。設(shè)計(jì)和研究。 6.主要產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展主要產(chǎn)品和配套產(chǎn)品同步發(fā)展,并解決好利益平衡關(guān)系。并解決好利益平衡關(guān)系。 2021/2/641 建筑材料的分類建筑材料的分類 按建筑材料的功能分類按建筑材料的功能分類 結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料 防水材料防水材料 裝飾材料裝飾材料 防護(hù)材料防護(hù)材料 保溫隔熱材料等保溫隔熱材料等 20

15、21/2/642 按化學(xué)組成分類按化學(xué)組成分類 2021/2/643 本課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)要點(diǎn)本課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)要點(diǎn) 建筑中常用材料的品種、規(guī)格、性能及使用方法建筑中常用材料的品種、規(guī)格、性能及使用方法, , 在儲(chǔ)運(yùn)、驗(yàn)收中必須注意的有關(guān)問題在儲(chǔ)運(yùn)、驗(yàn)收中必須注意的有關(guān)問題; ; 常用建筑材料的主要技術(shù)性質(zhì)常用建筑材料的主要技術(shù)性質(zhì), ,材料的組成、結(jié)構(gòu)、材料的組成、結(jié)構(gòu)、 構(gòu)造與性質(zhì)的關(guān)系構(gòu)造與性質(zhì)的關(guān)系, ,以及原料、生產(chǎn)工藝過程及其以及原料、生產(chǎn)工藝過程及其 對材料性質(zhì)的影響對材料性質(zhì)的影響; ; 節(jié)約材料、改善性能及防護(hù)處理的原則和方法節(jié)約材料、改善性能及防護(hù)處理的原則和方法; ; 主要常用

16、建筑材料的質(zhì)量檢驗(yàn)方法及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)主要常用建筑材料的質(zhì)量檢驗(yàn)方法及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn); ; 建筑材料發(fā)展方向。建筑材料發(fā)展方向。 2021/2/644 我國的建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)我國的建筑材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。國家標(biāo)準(zhǔn)、部頒標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB。 部頒標(biāo)準(zhǔn)部頒標(biāo)準(zhǔn) 建材標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)建材標(biāo)準(zhǔn)代號(hào):JC:JC 建工標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)建工標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :JGJG 交通標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)交通標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :JTJT 石油標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)石油標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :SYSY 化工標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)化工標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :HGHG 水電標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)水電標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :SDSD 冶金標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)冶金標(biāo)準(zhǔn)代號(hào): :YJYJ

17、 地方標(biāo)準(zhǔn)地方標(biāo)準(zhǔn)（DB） 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)則僅適用于本企業(yè)則僅適用于本企業(yè), ,代號(hào)為代號(hào)為QB。 2021/2/645 國際標(biāo)準(zhǔn)（國際標(biāo)準(zhǔn)（ISO） 美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（美國材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ASTM） 日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS） 德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（DIN） 英國標(biāo)準(zhǔn)（英國標(biāo)準(zhǔn)（BS） 法國標(biāo)準(zhǔn)（法國標(biāo)準(zhǔn)（NF） 2021/2/646 學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 1.掌握材料科學(xué)研究的一般規(guī)律掌握材料科學(xué)研究的一般規(guī)律; ; 2.抓住專業(yè)學(xué)習(xí)的目的抓住專業(yè)學(xué)習(xí)的目的, ,掌握重點(diǎn)掌握重點(diǎn); ; 3.重視實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐重視實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐; ; 4.記憶的方法記憶的方法: :列表、對比列表

18、、對比; ; 5.重視自學(xué)能力的培養(yǎng)。重視自學(xué)能力的培養(yǎng)。 繼續(xù) 2021/2/647 項(xiàng)目 2 建筑材料的基本性質(zhì) 2021/2/648 2021/2/649 2021/2/650 2021/2/651 2021/2/652 2 細(xì)觀結(jié)構(gòu) 用光學(xué)顯微鏡所觀察到的微米級(jí)組織結(jié)構(gòu)稱為細(xì) 觀結(jié)構(gòu),又稱為亞微觀結(jié)構(gòu)或顯微觀結(jié)構(gòu)。該結(jié) 構(gòu)主要研究材料內(nèi)部的晶粒、顆粒等的大小和形 態(tài)、境界或界面,孔隙與微裂紋的大小、形狀及 分布等。例如 分析金屬材料晶粒的粗細(xì)及其 金相組織;可分辨混凝上的過渡區(qū)、水泥石及其 孔隙組織;可觀察木材的木纖維、導(dǎo)管、髓線、 樹脂道等組織。材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)對其力學(xué)性質(zhì)、 耐久性等

19、影響很大。材料的晶粒細(xì)化能提高強(qiáng)度, 如在鋼材中加人欽、釩、妮等合金元索,能細(xì)化 晶粒,顯著提高強(qiáng)度。改善混凝土過渡區(qū)的結(jié)構(gòu), 可大幅改善混凝土的性能。 2021/2/653 2021/2/654 ( 2 ）非晶體 將熔融物迅速冷卻,質(zhì)點(diǎn)來不及按一定規(guī) 律排列血凝固成的固體,稱為非晶體,也稱 玻璃體或無定形體。非晶體的特點(diǎn)是沒有 固定的兒何外形,一各向同性,由于急速冷 卻,大量的化學(xué)能末釋放出來,所以非晶體 材料具有化學(xué)小穩(wěn)定性,容易與其他物質(zhì)起 化學(xué)反應(yīng),如粒化高爐礦渣、火山灰、粉煤 灰等。將熔融物慢慢冷卻,可凝固成晶體。 2021/2/655 本章教學(xué)目標(biāo) 2021/2/656 建筑材料是

20、建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ)建筑材料是建筑工程的物質(zhì)基礎(chǔ), ,材料的性質(zhì)與質(zhì)材料的性質(zhì)與質(zhì) 量很大程度上決定了工程的性能與質(zhì)量。量很大程度上決定了工程的性能與質(zhì)量。 在工程實(shí)踐中在工程實(shí)踐中, ,選擇、使用、分析和評(píng)價(jià)材料選擇、使用、分析和評(píng)價(jià)材料, ,通通 常是以其性質(zhì)為基本依據(jù)的。常是以其性質(zhì)為基本依據(jù)的。 材料的性質(zhì)材料的性質(zhì) 基本性質(zhì)基本性質(zhì):建筑工程中通常必須考慮建筑工程中通常必須考慮 的最基本的、共有的性質(zhì)。的最基本的、共有的性質(zhì)。 特殊性質(zhì)特殊性質(zhì):材料本身的不同于別的材料本身的不同于別的 材料的性質(zhì)材料的性質(zhì),是材料的具體是材料的具體 使用特點(diǎn)的體現(xiàn)。使用特點(diǎn)的體現(xiàn)。 本章講述本章講述

21、相關(guān)章節(jié)講述相關(guān)章節(jié)講述 2021/2/657 2021/2/658 大多數(shù)建筑材料的內(nèi)部都含有孔隙大多數(shù)建筑材料的內(nèi)部都含有孔隙, ,孔隙的孔隙的 多少和孔隙的特征對材料的性能均產(chǎn)生影多少和孔隙的特征對材料的性能均產(chǎn)生影 響。響。 開口孔、閉口孔。開口孔、閉口孔。 2021/2/659 2021/2/660 （1）材料絕對密實(shí)體積）材料絕對密實(shí)體積 （2）材料的孔體積）材料的孔體積 開口孔體積開口孔體積 閉口孔體積閉口孔體積 （3） 材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積 P V 2021/2/661 2021/2/662 材料堆積體積 間隙體積 2021/2/663 材料在絕對密實(shí)狀

22、態(tài)下單位體積的質(zhì)量材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量, ,稱稱 為材料的密度為材料的密度(俗稱比重俗稱比重)。 2021/2/664 1密實(shí)材料,如金屬材料、花崗巖等 材料的內(nèi)部密實(shí)而沒有孔隙 V M 密度：密實(shí)體積的測定方法密實(shí)體積的測定方法 2021/2/665 材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量, ,稱為材稱為材 料的表觀密度（原稱容重）。料的表觀密度（原稱容重）。 2021/2/666 2 材料的內(nèi)部有許多孔隙 孔隙材料,如磚頭、混凝土、木材等 孔 表觀密度： VV M V M 0 0 % V V 100 0 孔 孔隙率 % V V 100 0 密實(shí)度 202

23、1/2/667 形狀規(guī)則的體積可以直接量測計(jì)算而得形狀規(guī)則的體積可以直接量測計(jì)算而得; ; 形狀不規(guī)則的體積可將其表面用蠟封以后形狀不規(guī)則的體積可將其表面用蠟封以后 用排水法測得。用排水法測得。 砂、石的表觀密度可以近似地當(dāng)作其密度砂、石的表觀密度可以近似地當(dāng)作其密度, , 稱為稱為視密度視密度。 測定表觀密度時(shí)須同時(shí)測定其含水率測定表觀密度時(shí)須同時(shí)測定其含水率, ,注明注明 含水狀態(tài)。含水狀態(tài)。 一般為氣干狀態(tài)一般為氣干狀態(tài), ,烘干狀態(tài)下的表觀密度叫烘干狀態(tài)下的表觀密度叫 干表觀密度干表觀密度。 2021/2/668 散粒材料在堆積狀態(tài)下單位堆積體積的質(zhì)散粒材料在堆積狀態(tài)下單位堆積體積的質(zhì)

24、 量量, ,稱為材料的堆積密度（原稱松散容重）。稱為材料的堆積密度（原稱松散容重）。 2021/2/669 3內(nèi)部有孔隙材料的材料破碎成顆粒堆積在一起,如石子、砂礫等 堆積材料顆粒的內(nèi)部有許多孔隙 堆積材料顆粒之間存在許多空隙 空孔 堆積密度： VVV M V M 0 0 % V V 100 0 空 空隙率 % V V 100 0 0 填充率 2021/2/670 材料的堆積密度大小取決于散粒材料的視材料的堆積密度大小取決于散粒材料的視 密度、含水率以及堆積的疏密程度。密度、含水率以及堆積的疏密程度。 松散堆積密度松散堆積密度自然堆積狀態(tài)自然堆積狀態(tài) 緊密堆積密度緊密堆積密度振實(shí)、壓實(shí)狀態(tài)振實(shí)

25、、壓實(shí)狀態(tài) 干堆積密度干堆積密度干燥狀態(tài)干燥狀態(tài) 2021/2/671 名稱名稱定義定義表達(dá)式表達(dá)式單位單位備注備注 密度密度 表觀密度表觀密度 堆積密度堆積密度 0 0 v m v m vo m 0 材料的密度、表觀密度與堆積密度 材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下材料在絕對密實(shí)狀態(tài)下, , 單位體積的質(zhì)量。單位體積的質(zhì)量。 材料在自然狀態(tài)下材料在自然狀態(tài)下, ,單位單位 體積的質(zhì)量。體積的質(zhì)量。 材料在堆積狀態(tài)下材料在堆積狀態(tài)下, ,單位單位 體積的質(zhì)量。體積的質(zhì)量。 g/cmg/cm3 3 /m/m3 3 /m/m3 3或或 g/cmg/cm3 3 2021/2/672 1. 密實(shí)度密實(shí)度 密實(shí)度是指

26、材料體積密實(shí)度是指材料體積 內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí)內(nèi)被固體物質(zhì)所充實(shí) 的程度。的程度。 0 0 100%100% V D V 圖圖1-1 1-1 材料孔隙率示意材料孔隙率示意 圖圖 2021/2/673 2. 孔隙率孔隙率 孔隙率是指材料體積孔隙率是指材料體積 內(nèi)內(nèi),孔隙體積占總體積孔隙體積占總體積 的百分率。的百分率。 由上式可見由上式可見: 00 0 100%) 100% VV P V (1- 圖圖1-1 1-1 材料孔隙率示意材料孔隙率示意 圖圖 2021/2/674 孔隙率由孔隙率由開口孔隙率開口孔隙率和和閉口孔隙率閉口孔隙率兩部分兩部分 組成。組成。 開口孔隙率與閉口孔隙率之和為材料總孔

27、開口孔隙率與閉口孔隙率之和為材料總孔 隙率隙率 。 2021/2/675 一般情況下一般情況下, ,材料內(nèi)部的孔隙率越高材料內(nèi)部的孔隙率越高, ,則材則材 料的表觀密度、強(qiáng)度越小料的表觀密度、強(qiáng)度越小, ,抗凍性、抗?jié)B性、抗凍性、抗?jié)B性、 耐腐蝕性、耐水性及其他耐久性越差。耐腐蝕性、耐水性及其他耐久性越差。 通常開口孔隙有利于吸水性、吸聲性、透通常開口孔隙有利于吸水性、吸聲性、透 水性的增強(qiáng)水性的增強(qiáng); ;而閉口孔隙則有利于材料保溫而閉口孔隙則有利于材料保溫 隔熱性的提高。隔熱性的提高。 2021/2/676 圖圖1-2 1-2 材料空隙率示意圖材料空隙率示意圖 00 00 100%100%

28、V D V 2021/2/677 圖圖1-2 1-2 材料空隙率示意圖材料空隙率示意圖 000 00 100%(1) 100%1 VV PD V 2021/2/678 填充率和空隙率是從兩個(gè)不同側(cè)面反映散填充率和空隙率是從兩個(gè)不同側(cè)面反映散 粒材料的顆?；ハ嗵畛涞氖杳艹潭?。粒材料的顆?；ハ嗵畛涞氖杳艹潭?。 2021/2/679 根據(jù)材料表面被水潤濕的情況根據(jù)材料表面被水潤濕的情況, ,分為親水性分為親水性 材料和憎水性材料。材料和憎水性材料。 潤濕潤濕是水在材料表面被吸附的過程。是水在材料表面被吸附的過程。 潤濕角潤濕角當(dāng)材料在空氣中與水接觸時(shí)當(dāng)材料在空氣中與水接觸時(shí), ,在在 材料、水、空氣

29、交界處材料、水、空氣交界處, ,沿水滴表面所作切沿水滴表面所作切 線與材料表面所夾的角。線與材料表面所夾的角。 2021/2/680 材料分子與水分子間相互作材料分子與水分子間相互作 用力大于水分子之間作用力用力大于水分子之間作用力 時(shí)時(shí),材料表面會(huì)被水潤濕。材料表面會(huì)被水潤濕。 石料、磚、混凝土、木材石料、磚、混凝土、木材 材料分子與水分子之間相互作材料分子與水分子之間相互作 用力小于水分子間作用力時(shí)用力小于水分子間作用力時(shí),則則 認(rèn)為材料不能被水潤濕。認(rèn)為材料不能被水潤濕。 瀝青、石蠟、塑料瀝青、石蠟、塑料 2021/2/681 吸水性是指材料在水中吸收水分的性質(zhì)吸水性是指材料在水中吸收水

30、分的性質(zhì), ,其其 大小用吸水率表示。大小用吸水率表示。 吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率之分。吸水率有質(zhì)量吸水率和體積吸水率之分。 2021/2/682 質(zhì)量吸水率質(zhì)量吸水率: :材料在吸水飽和狀態(tài)下材料在吸水飽和狀態(tài)下, ,吸收吸收 水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率。水分的質(zhì)量占材料干燥質(zhì)量的百分率。 2021/2/683 體積吸水率體積吸水率: :材料吸水飽和后材料吸水飽和后, ,吸人水的體吸人水的體 積占干燥材料自然體積的百分率。積占干燥材料自然體積的百分率。 2021/2/684 質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為質(zhì)量吸水率與體積吸水率的關(guān)系為: : 2021/2/685 材料吸水率不僅與

31、材料的親水性、僧水性材料吸水率不僅與材料的親水性、僧水性 有關(guān)有關(guān), ,而且與材料的孔隙率和孔隙特征有密而且與材料的孔隙率和孔隙特征有密 切的關(guān)系。切的關(guān)系。 一般來說一般來說, ,密實(shí)材料或具有閉口孔隙的材料密實(shí)材料或具有閉口孔隙的材料 是不吸水的是不吸水的; ;具有粗大孔隙的材料因其水分具有粗大孔隙的材料因其水分 不易存留不易存留, ,吸水率一般小于孔隙率吸水率一般小于孔隙率; ;而孔隙而孔隙 率較大且有細(xì)小開口連通孔隙的親水材料率較大且有細(xì)小開口連通孔隙的親水材料, , 吸水率較大。吸水率較大。 材料吸收水分后材料吸收水分后, ,不僅表觀密度增大、強(qiáng)度不僅表觀密度增大、強(qiáng)度 降低降低,

32、,保溫、隔熱性能降低保溫、隔熱性能降低, ,且更易受冰凍且更易受冰凍 破壞破壞, ,因此因此, ,材料吸水后對材質(zhì)是不利的。材料吸水后對材質(zhì)是不利的。 2021/2/686 影響吸水性的因素 影響吸水性的因素: 材料的孔隙率; 材料的本身的性質(zhì),如親水性或憎水性; 孔隙構(gòu)造特征,如孔徑大小、開口與否等 。 2021/2/687 干燥材料在空氣中干燥材料在空氣中, ,吸收空氣中水分的性質(zhì)吸收空氣中水分的性質(zhì), , 稱為吸濕性。吸濕性大小可用含水率表示稱為吸濕性。吸濕性大小可用含水率表示 。 2021/2/688 當(dāng)空氣濕度大且溫度較低時(shí)當(dāng)空氣濕度大且溫度較低時(shí), ,材料的含水率材料的含水率 就大

33、就大, ,反之則小。反之則小。 當(dāng)材料的含水率與空氣濕度相平衡時(shí)當(dāng)材料的含水率與空氣濕度相平衡時(shí), ,其含其含 水率稱為水率稱為平衡含水率平衡含水率。 當(dāng)材料吸水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的含水率即為當(dāng)材料吸水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的含水率即為 吸水率。吸水率。 2021/2/689 影響吸濕性的因素 影響吸濕性的因素: 材料的孔隙率; 材料的本身的性質(zhì),如親水性或憎水性; 孔隙構(gòu)造特征,如孔徑大小、開口與否等; 周圍空氣的溫度和濕度 。 2021/2/690 材料長期處于飽和水作用下不被破壞材料長期處于飽和水作用下不被破壞, ,其強(qiáng)其強(qiáng) 度也不顯著降低的性質(zhì)度也不顯著降低的性質(zhì), ,稱為耐水性。材料稱為耐水性。

34、材料 的耐水性用的耐水性用軟化系數(shù)軟化系數(shù)來表示。來表示。 2021/2/691 鋼、玻璃、瀝青等材料的軟化系數(shù)基本為鋼、玻璃、瀝青等材料的軟化系數(shù)基本為1 , , 而未經(jīng)處理的生土軟化系數(shù)為而未經(jīng)處理的生土軟化系數(shù)為0, ,花崗巖等花崗巖等 密實(shí)石材的軟化系數(shù)接近于密實(shí)石材的軟化系數(shù)接近于1 。 用于嚴(yán)重受水侵蝕或潮濕環(huán)境的材料用于嚴(yán)重受水侵蝕或潮濕環(huán)境的材料, ,其軟其軟 化系數(shù)應(yīng)不低于化系數(shù)應(yīng)不低于0 . 85 , , 用于受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)物的材料用于受潮較輕的或次要結(jié)構(gòu)物的材料, ,則不則不 宜小于宜小于0 . 75 。 軟化系數(shù)值越大軟化系數(shù)值越大, ,耐水性越好耐水性越好, ,

35、通常認(rèn)為軟通常認(rèn)為軟 化系數(shù)大于化系數(shù)大于0 . 80 的材料為耐水材料。的材料為耐水材料。 2021/2/692 抗?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)?？?jié)B性是指材料抵抗壓力水滲透的性質(zhì)。 滲透是指水在壓力作用下滲透是指水在壓力作用下, ,通過材料內(nèi)部毛通過材料內(nèi)部毛 細(xì)孔的遷移過程細(xì)孔的遷移過程, ,材料的抗?jié)B性可以用滲透材料的抗?jié)B性可以用滲透 系數(shù)來表示。系數(shù)來表示。 2021/2/693 滲透系數(shù)反映了材料在單位時(shí)間內(nèi)滲透系數(shù)反映了材料在單位時(shí)間內(nèi), ,在單位在單位 水頭作用下通過單位面積及厚度的滲透水水頭作用下通過單位面積及厚度的滲透水 量。量。K 值越大值越大, ,材料的抗?jié)B性越差。

36、材料的抗?jié)B性越差。 抗?jié)B等級(jí)（抗?jié)B等級(jí)（PN ）, ,其中其中N 表示試件所能承受表示試件所能承受 的最大水壓的的最大水壓的10 倍。倍。 密實(shí)的材料及具有閉口微細(xì)小孔的材料密實(shí)的材料及具有閉口微細(xì)小孔的材料, ,具具 有較好的抗?jié)B性有較好的抗?jié)B性; ;具有較大孔隙及細(xì)微連通具有較大孔隙及細(xì)微連通 的毛細(xì)孔的親水性材料往往抗?jié)B性較差。的毛細(xì)孔的親水性材料往往抗?jié)B性較差。 2021/2/694 抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下抗凍性是指材料在吸水飽和狀態(tài)下, ,經(jīng)過多經(jīng)過多 次凍融循環(huán)作用而不被破壞次凍融循環(huán)作用而不被破壞, ,強(qiáng)度也不顯著強(qiáng)度也不顯著 降低的性質(zhì)。降低的性質(zhì)。 一次凍融循環(huán)一次凍

37、融循環(huán)是指材料吸水飽和后是指材料吸水飽和后, ,先在先在-15 的溫度下（水在微小的毛細(xì)管中低于的溫度下（水在微小的毛細(xì)管中低于-15 才能凍結(jié)）凍結(jié)后才能凍結(jié)）凍結(jié)后, ,然后再在然后再在20 的水的水 中融化。中融化。 2021/2/695 凍融破壞的原因凍融破壞的原因 材料有孔且孔隙含水; 水冰,體積膨脹9,結(jié)冰壓力高達(dá)100MPa, 結(jié)冰壓力超過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),材料開裂; 裂縫的增加也進(jìn)一步增加了材料的飽水程度, 飽水程度的增加進(jìn)一步加劇了凍融破壞; 反復(fù)多次加劇破壞,最終材料崩潰; 嚴(yán)寒地區(qū)道路、橋梁、水壩、堤防、海上鉆井平臺(tái)、 跨海大橋等均需考慮凍融破壞。 2021/2/696

38、材料的抗凍性常用抗凍等級(jí)來表示?；炷牧系目箖鲂猿Ｓ每箖龅燃?jí)來表示?；炷?土材料抗凍等級(jí)（土材料抗凍等級(jí)（FN ）。其中）。其中N表示混凝表示混凝 土試件經(jīng)受凍融循環(huán)試驗(yàn)后土試件經(jīng)受凍融循環(huán)試驗(yàn)后, ,強(qiáng)度及質(zhì)量損強(qiáng)度及質(zhì)量損 失不超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)失不超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值時(shí), ,所對應(yīng)的最大所對應(yīng)的最大 凍融循環(huán)次數(shù)凍融循環(huán)次數(shù), ,如如F25 、F50 材料具有細(xì)小的開口孔隙材料具有細(xì)小的開口孔隙, ,孔隙率大且處于孔隙率大且處于 飽和水狀態(tài)下材料容易受凍破壞飽和水狀態(tài)下材料容易受凍破壞。 一般說來一般說來, ,密實(shí)的材料、具有閉口孔隙且強(qiáng)密實(shí)的材料、具有閉口孔隙且強(qiáng) 度較高的材料度較高的

39、材料, ,有較強(qiáng)的抗凍能力。有較強(qiáng)的抗凍能力。 2021/2/697 當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí)當(dāng)材料兩側(cè)存在溫度差時(shí), ,熱量從材料的一熱量從材料的一 側(cè)傳遞至材料另一側(cè)的性質(zhì)側(cè)傳遞至材料另一側(cè)的性質(zhì), ,稱為材料的導(dǎo)稱為材料的導(dǎo) 熱性。導(dǎo)熱性大小可以用導(dǎo)熱系數(shù)表示。熱性。導(dǎo)熱性大小可以用導(dǎo)熱系數(shù)表示。 2021/2/698 導(dǎo)熱系數(shù)是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的導(dǎo)熱系數(shù)是評(píng)定建筑材料保溫隔熱性能的 重要指標(biāo)重要指標(biāo), ,導(dǎo)熱系數(shù)愈小導(dǎo)熱系數(shù)愈小, ,材料的保溫隔熱材料的保溫隔熱 性能愈好。性能愈好。 影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素影響材料導(dǎo)熱系數(shù)的主要因素: : 1 材料的化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)組

40、成與結(jié)構(gòu) 2 材料的表觀密度（包括材料的孔隙率、材料的表觀密度（包括材料的孔隙率、 孔隙的性質(zhì)和大小等）孔隙的性質(zhì)和大小等） 3 環(huán)境的溫濕度環(huán)境的溫濕度 2021/2/699 材料在受熱時(shí)吸收熱量材料在受熱時(shí)吸收熱量, ,冷卻時(shí)放出熱量的冷卻時(shí)放出熱量的 性質(zhì)稱為材料的熱容量。性質(zhì)稱為材料的熱容量。 2021/2/6100 材料的力學(xué)性質(zhì)就是指材料在外力作用下材料的力學(xué)性質(zhì)就是指材料在外力作用下, , 產(chǎn)生變形和抵抗破壞產(chǎn)生變形和抵抗破壞方面的性質(zhì)。方面的性質(zhì)。 材料的強(qiáng)度材料的強(qiáng)度 彈性和塑性彈性和塑性 脆性和韌性脆性和韌性 硬度和耐磨性硬度和耐磨性 2021/2/6101 材料強(qiáng)度是以材

41、料試件在靜荷載作用下材料強(qiáng)度是以材料試件在靜荷載作用下,達(dá)達(dá) 到破壞時(shí)的極限應(yīng)力值來表示的。到破壞時(shí)的極限應(yīng)力值來表示的。 材料強(qiáng)度材料強(qiáng)度: 抗壓、抗拉、抗剪、抗折（抗彎）強(qiáng)度。抗壓、抗拉、抗剪、抗折（抗彎）強(qiáng)度。 2021/2/6102 2021/2/6103 A f P 強(qiáng)度指材料抵抗破壞的能力。 （1 1）材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度）材料的抗壓、抗拉、抗剪強(qiáng)度 單位單位:MPa ,1MPa=1N/mm:MPa ,1MPa=1N/mm2 2 2021/2/6104 （2 2）材料的抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）材料的抗彎強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度） 2 PL bh f 彎 中間作用一集中荷載中間作用一集中荷載

42、 在三分點(diǎn)上作用兩個(gè)在三分點(diǎn)上作用兩個(gè) 集中荷載集中荷載 2 2 3PL bh f 彎 2021/2/6105 （3）影響材料強(qiáng)度的因素）影響材料強(qiáng)度的因素 1）影響材料強(qiáng)度的主要因素是材料的組成）影響材料強(qiáng)度的主要因素是材料的組成 及構(gòu)造及構(gòu)造 2）試驗(yàn)條件）試驗(yàn)條件 3）材料的含水狀態(tài)及溫度）材料的含水狀態(tài)及溫度 材料的強(qiáng)度是在特定條件下測定的數(shù)值。為使試 驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確,且具有可比性,國家對材料試驗(yàn)方法、 步驟及設(shè)備有統(tǒng)一的規(guī)定,在測定材料強(qiáng)度時(shí),必 須嚴(yán)格按照規(guī)定的試驗(yàn)方法進(jìn)行。 2021/2/6106 定義定義: :為了掌握材料的力學(xué)性質(zhì)為了掌握材料的力學(xué)性質(zhì), ,合理選擇合理選擇 和正

43、確使用材料和正確使用材料, ,常將建筑材料按其強(qiáng)度值常將建筑材料按其強(qiáng)度值, , 劃分為若干個(gè)等級(jí)劃分為若干個(gè)等級(jí), ,即即強(qiáng)度等級(jí)強(qiáng)度等級(jí)。 強(qiáng)度值與強(qiáng)度等級(jí)的區(qū)別強(qiáng)度值與強(qiáng)度等級(jí)的區(qū)別: : 強(qiáng)度值是表示材料力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo)強(qiáng)度值是表示材料力學(xué)性質(zhì)的指標(biāo); ; 強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)強(qiáng)度值劃分的級(jí)別。強(qiáng)度等級(jí)是根據(jù)強(qiáng)度值劃分的級(jí)別。 2021/2/6107 定義定義: :比強(qiáng)度是指按單位體積質(zhì)量計(jì)算的材比強(qiáng)度是指按單位體積質(zhì)量計(jì)算的材 料強(qiáng)度料強(qiáng)度, ,即材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。即材料的強(qiáng)度與其表觀密度之比。 工程意義工程意義: :反映材料輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。值越反映材料輕質(zhì)高強(qiáng)的指標(biāo)。值越 大大, ,材料越輕質(zhì)高強(qiáng)。材料越輕質(zhì)高強(qiáng)。 0 f 比 強(qiáng) 度 2021/2/6108 材材 料料 表觀密度表觀密度 (kg/m(kg/m3 3) ) 強(qiáng)度強(qiáng)度f f (MPa)(MPa) 比強(qiáng)度比強(qiáng)度 （f/f/o o） 低碳鋼低碳鋼786078604154150.0530.053 松松 木木50050