一認(rèn)知建筑材料的基礎(chǔ)知識

項(xiàng)目1

認(rèn)知建筑材料的基礎(chǔ)知識

任務(wù)一建筑材料的分類、作用及檢驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)任務(wù)二建筑材料物理、力學(xué)、化學(xué)和耐久性能建筑材料任務(wù)一：建筑材料的分類、作用及檢驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)模塊1建筑材料的分類與作用一、建筑材料的定義與分類（一）建筑材料的定義

1．廣義：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。（建筑工程中把建筑材料分為原材料和中間產(chǎn)品兩大類）2．狹義：指直接構(gòu)成建筑物和構(gòu)筑物實(shí)體的材料。建筑材料（二）建筑材料的分類1．按化學(xué)成分建筑材料建筑材料無機(jī)材料有機(jī)材料復(fù)合材料金屬材料非金屬材料植物性材料瀝青材料高分子材料建筑物2．按材料來源分建筑材料建筑材料天然建筑材料人工材料土料、砂石料、石棉、木材建筑石材

石灰、水泥、瀝青、金屬材料、土工合成材料、高分子聚合物

3．按其功能分類建筑材料建筑材料結(jié)構(gòu)材料防水材料膠凝材料如鋼筋、混凝土等如防水砂漿如石灰、水泥、混凝土裝飾材料防護(hù)材料隔熱保溫材料二、建筑材料的作用

建筑材料的品種、規(guī)格、性能及質(zhì)量，對建筑結(jié)構(gòu)的形式、使用年限、施工方法和工程造價(jià)都有著直接的影響。建筑工程中許多技術(shù)問題的突破，往往依賴于建筑材料的問題的解決，而新的建筑材料的出現(xiàn)，又往往促進(jìn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)的革新和發(fā)展。

建筑材料

能否正確選擇和使用材料，不僅影響著工程造價(jià)，還直接影響著工程質(zhì)量。大材小用，優(yōu)材劣用，顯然會(huì)增加工程造價(jià)，但如果錯(cuò)誤的選用材料，輕則降低工程質(zhì)量，重則造成事故，甚至房倒樓塌，這在工程中并不是罕見的。例如:(1)1965年電影“上海姑娘”中，由于不恰當(dāng)采用了東北某工程比較成功的瀝青配方，用在南方某地建筑工地中的瀝青防水工程，以致在太陽暴曬下發(fā)生瀝青流淌事故，造成全面返工。

89(2)湖北大型水電工程—丹江口水庫，由于不重視、不講究科學(xué)施工（大躍進(jìn)年代）出現(xiàn)重大事故。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)有2426條裂縫，其中貫穿性裂縫17條。結(jié)果炸掉幾千方砼，添加了2m厚的砼防水滲板才解決問題。

(3)土木系西六樓門廳的4根柱子，設(shè)計(jì)砼C25，應(yīng)用425水泥，錯(cuò)用了325水泥，導(dǎo)致了28天強(qiáng)度不合格（僅為18MPa）。所以，如果掌握了材料的性能，不但保證質(zhì)量，而且也可以加快工期。任務(wù)內(nèi)容2掌握建筑材料的檢驗(yàn)方法與標(biāo)準(zhǔn)一、建筑材料檢驗(yàn)的重要性在工程的整個(gè)施工過程中，始終貫穿著材料的檢驗(yàn)工作，它是一項(xiàng)經(jīng)常化的、責(zé)任性很強(qiáng)的工作，也是控制工程施工質(zhì)量的重要手段之一。二、建筑材料檢驗(yàn)的基本技術(shù)（一）檢驗(yàn)技術(shù)1.取樣試樣必須具有代表性，取樣原則為隨機(jī)取樣。2.儀器的選擇試驗(yàn)儀器設(shè)備的精度要與試驗(yàn)規(guī)程的要求一致，并且有實(shí)際意義。3.試驗(yàn)試驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行。4.試驗(yàn)計(jì)算與評定試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)滿足精確度與有效數(shù)字的要求。建筑材料（二）檢驗(yàn)驗(yàn)條件1.溫度2.濕度3.試件的尺寸寸與受荷面面的平整度度4．加荷速度度（三）檢驗(yàn)驗(yàn)報(bào)告（四）檢驗(yàn)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處處理與分析析1．檢驗(yàn)的數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)值修修約進(jìn)舍規(guī)規(guī)則四舍五入注意：擬舍棄數(shù)字字的最左一一位數(shù)字為為5，而后面無無數(shù)字或全全部為0時(shí)，若所保保留的未位位數(shù)字為奇奇數(shù)（1，3，5，7，9）則進(jìn)一，，為偶數(shù)（（2，4，6，8，0）則舍棄。建筑材料2．檢驗(yàn)的數(shù)數(shù)據(jù)分析1）算術(shù)平準(zhǔn)準(zhǔn)值2）標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差是反反應(yīng)數(shù)據(jù)離散程程度的參數(shù)，通通常是在均值相同的情況下，，對比不同同系列數(shù)據(jù)據(jù)的離散程程度。3）變異系數(shù)數(shù)通常是在均值不相同同的情況下，，對比不同同系列數(shù)據(jù)據(jù)的離散程度。建筑材料三、建筑材材料檢驗(yàn)的的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（一）技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的分分類技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)通通常分為基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)、、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和方法標(biāo)準(zhǔn)。（二）技術(shù)術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的等等級根據(jù)發(fā)布單單位與適用用范圍，建建筑材料技技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分分為國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（含協(xié)會(huì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)）、地方標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)四級。建筑材料建筑材料任務(wù)二：建建筑材料料物理、力力學(xué)、化學(xué)和耐久性性能模塊1材料的物理理性質(zhì)一、材料的的基本物理理性質(zhì)（一）材料料的體積構(gòu)構(gòu)成及含水水狀態(tài)1.材料的體積積構(gòu)成建筑材料建筑材料2.材料的含水水狀態(tài)材料在大氣氣中或水中中會(huì)吸附一一定的水分分，根據(jù)材材料吸附水水分的情況況，將材料料的含水狀狀況分為干燥狀態(tài)、、氣干狀態(tài)態(tài)、飽和面面干狀態(tài)及濕潤狀態(tài)4種。建筑材料（二）與密密度有關(guān)的的性質(zhì)1．密度干燥材料在在絕對密實(shí)狀態(tài)下，單單位體積的的質(zhì)量稱為為密度。注意：（1）干燥狀態(tài)態(tài)的材料：：烘干（烘烘箱）或干燥（干燥燥器）求取??；（2）單位：ｇｇ／cm３，一般不用用kg/m３（3）實(shí)體積的的測定建筑材料2．表觀密度度在自然狀態(tài)態(tài)下，材料料單位表觀體積的質(zhì)量，稱稱為表觀密密度。注意：（1）表觀體積=實(shí)體積+閉口孔隙體體積（2）單位：ｇｇ／cm３或kg／m３均可。（3）表觀密度度與材料的的含水狀態(tài)態(tài)有關(guān)，一一般含水量量增加，表表觀密度增增加。除有有特別說明明外，一般般指干燥狀狀態(tài)時(shí)的表表觀密度。。建筑材料表觀體積的的測定方法法：形狀規(guī)則的材料，用用尺子測量量。形狀不規(guī)則則的材料，加加工成規(guī)則則的形狀，，用尺子測測量。不必加工的材料，如如吸水率（（如砂、石石）很小，，直接用排排液法（排排水法或排排油法）測測量。否則則將材料表表面封蠟，，再用排水水法測量。建筑材料3．堆積密度度：指粉狀或粒粒狀材料，，在堆積狀狀態(tài)下單位位體積的質(zhì)質(zhì)量。注意：（1）堆積體積=所有顆粒實(shí)實(shí)體積+所有顆?？卓紫扼w積+顆粒之間的的空隙體積積；（2）堆積密度度包括松裝堆積密密度和緊裝堆積密密度。（3）單位：kg／m3，一般不用用ｇ／cm3（4）堆積體積積測定：以以散粒材料料所占容器器的容積作作為堆積體體積；（5）堆積密度度與含水狀狀態(tài)有關(guān)，，一般指材材料干燥時(shí)時(shí)的堆積密密度。建筑材料（三）材料料的密實(shí)度度與孔隙率率1.密實(shí)度密實(shí)度是指指材料體積積內(nèi)被固體體物質(zhì)所充充實(shí)的程度度。以D表示，按下下式計(jì)算：：2.孔隙率孔隙率指材材料體積內(nèi)內(nèi)，孔隙體體積占材料料總體積的的百分比。。以P表示，按下下式計(jì)算：：材料的密實(shí)實(shí)度和孔隙隙率之和等等于1，即D+P=1。建筑材料（四）材料料的填充率率與空隙率率1.填充率填充率是指指散粒體材材料在某堆堆積體積內(nèi)內(nèi)，被其顆顆粒填充的的程度。2.空隙率空隙率是指指散粒體材材料在某堆堆積體積內(nèi)內(nèi)，顆粒之之間的空隙隙體積占堆堆積體積的的百分?jǐn)?shù)表表示。材料的填充率率和空隙率之之和等于1。建筑材料基本性質(zhì)例例1-1某工地所用卵卵石材料的密密度為2.65g/cm3、表觀密度為為2.61g/cm3、堆積密度為為1680kg/m3，計(jì)算此石子的的孔隙率與空空隙率？解解

石子的的孔隙率P為：石石子的空隙隙率P，為：[評注]材料的孔隙率率是指材料內(nèi)內(nèi)部孔隙的體體積占材料總總體積的百分分率?？障堵事适侵干⒘２牟牧显谄涠鸭w積中,顆粒之間的空空隙體積所占占的比例。計(jì)計(jì)算式中ρ—密度；ρ0—材料的表觀密密度；ρ，—材料的堆積密密度。例1-2有一塊燒結(jié)普普通磚，在吸吸水飽和狀態(tài)態(tài)下重2900g，其絕干質(zhì)量量為2550g。磚的尺寸為為250Ｘ115Ｘ53mm，經(jīng)干燥并磨磨成細(xì)粉后取取50g，用排水法測測得絕對密實(shí)實(shí)體積為18.62cm3。試計(jì)算該磚磚的吸水率、、密度、表觀觀密度、孔隙隙率。解該磚的吸水率率為該磚的密度為為表觀密度為孔隙率為[評注]質(zhì)量吸水率是是指材料在吸吸水飽和時(shí)，，所吸水量占占材料在干燥燥狀態(tài)下的質(zhì)質(zhì)量百分比。。26親水性與憎水水性吸水性與吸濕濕性耐水性抗?jié)B性二、材料與水水有關(guān)性質(zhì)27定義在空氣中與水水接觸能夠被被水潤濕的性性質(zhì)（見下圖圖）。（1)親水性親水材料具有親水性的的材料成為親親水材料。例如混凝土、、水泥、砂漿漿均屬于親水水性材料。1.親水性與憎水水性材料被水潤濕濕示意圖28定義在空氣中與水水接觸不能夠夠被水潤濕的的性質(zhì)（見下圖）。。憎水材料具有憎水性的的材料成為憎憎水材料。如，瀝青、石石蠟、塑料等等均屬于憎水水性材料。1.親水性與憎水水性（2)憎水性憎水性材料示示意圖29潤濕邊角θ：材料、空氣氣和水三相接接觸角如下圖圖。

親水性憎水性親水性材料：：θ≦90°;憎水性材料：90°＜θ＜180°（3）評定方法1.親水性與憎水水性30定義材料與水接觸觸時(shí)，其內(nèi)部部孔隙會(huì)吸收收水分，這種種性質(zhì)稱為吸吸水性。指標(biāo)（吸水率）質(zhì)量吸水率：：體積吸水率：：二者關(guān)系：（1）吸水性2.吸水性與吸濕濕性31定義材料吸收空氣氣中水分的性性質(zhì)稱為吸濕濕性。指標(biāo)含水率；（2）吸濕性2.吸水性與吸濕濕性32（3）影響因素材料通過內(nèi)部部開口或連通通的孔隙吸收收外部環(huán)境的的水開口孔隙越多多，材料吸水水率越大；開口連通孔徑徑較小，因毛毛細(xì)管作用而而容易吸水。。親水性材料的的吸水（濕））性比憎水性性材料強(qiáng)親水性孔壁使使水自動(dòng)吸入入；憎水性孔壁難難以使水吸入入。2.吸水性與吸濕濕性331.為什么房屋一一樓潮濕？如如何解決？原因：地下水水沿材料毛細(xì)細(xì)管上升，然然后在空氣中揮發(fā)發(fā)。解決問題的原原理與辦法阻塞毛細(xì)通道道，摻加引氣氣劑對材料中的毛毛細(xì)管壁進(jìn)行行憎水處理。。思考題342、某施工隊(duì)原原使用普通燒燒結(jié)粘土磚，，后改為多孔孔、容量700kg/m3的加氣混凝土土砌塊。在抹抹灰前往墻上上澆水，發(fā)覺覺原使用的普普通燒結(jié)粘土土磚易吸足水水量，但加氣氣混凝土砌塊塊表面看來澆澆水不少，但但實(shí)則吸水不不多，請分析析原因。案例分析解答：加氣混凝土砌砌塊雖多孔，，但其氣孔大大多數(shù)為“墨墨水瓶”結(jié)構(gòu)構(gòu)，肚大口小小，毛細(xì)管作作用差，只有有少數(shù)孔是水水分蒸發(fā)形成成的毛細(xì)孔。。故吸水及導(dǎo)導(dǎo)濕均緩慢，，材料的吸水水性不僅要看看孔數(shù)量多少少，還需看孔孔的結(jié)構(gòu)。353.耐水性廣義定義：材料抵抗水破破壞作用的能能力。狹義定義：材料浸水飽和和后不被破壞壞，強(qiáng)度也不不顯著降低的性質(zhì)。。指標(biāo)：軟化系數(shù)KR材料吸水飽和時(shí)的抗壓強(qiáng)度,MPa材料干燥狀態(tài)的抗壓強(qiáng)度，MPaffKwR=36用于水中、潮潮濕環(huán)境中的的重要結(jié)構(gòu)材材料，應(yīng)選用用：軟化系數(shù)＞0.85的材料；用于受潮濕較較輕或次要結(jié)結(jié)構(gòu)的材料，，則應(yīng)選用軟化系數(shù)≮0.75的材料耐水性材料選選擇：3.耐水性37抗?jié)B等級or滲透系數(shù)定義：材料抵抗壓壓力水滲透的的性質(zhì)。指標(biāo)：4.抗?jié)B性在一定時(shí)間t內(nèi)，透過材料料試件的水量量Q，與試件的滲滲水面積A及水頭差H成正比，與滲滲透距離(試件的厚度)d成反比。在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方方法下進(jìn)行透透水試驗(yàn)，以以規(guī)定的試件件在透水前所所能承受的最最大水壓力來來確定。38計(jì)算公式：A—透水面積cm2；t—透水時(shí)間，h；d—試件厚度，cm；H—壓力水頭，cm。Q—透水量cm3；（1）滲透系數(shù)K的物理意義：一定厚度的的材料，在單單位時(shí)間、單單位水壓、單位面積內(nèi)的的滲水量。滲透系數(shù)越小小，表明抗?jié)B滲性能越好。。4.抗?jié)B性39定義：指砼或砂漿所所能承受的最最大水壓力。。測試方法：6個(gè)試件中4個(gè)試件未出現(xiàn)滲水的的最大水壓力。。表示方法：若若最大承水壓壓力為0.2MPa，表示為P2（2）抗?jié)B等級4.抗?jié)B性混凝土抗?jié)B壓壓力實(shí)驗(yàn)?zāi)K2材料的力學(xué)性性質(zhì)材料的力學(xué)性性質(zhì)是指材料在外外力作用下的的變形性質(zhì)和和抵抗破壞的的性質(zhì)。一、材料的強(qiáng)強(qiáng)度（一）強(qiáng)度強(qiáng)度是指材料料抵抗外力破破壞的能力。。材料的強(qiáng)度按按外力作用方方式的不同，，分為抗壓強(qiáng)度、抗抗拉強(qiáng)度、抗抗彎強(qiáng)度、抗抗剪強(qiáng)度等建筑材料（二）強(qiáng)度等等級及比強(qiáng)度度建筑材料421.鑄鐵造橋釀成成災(zāi)禍概況：1876年6月，英國人用用鑄鐵在北海海的Tay灣上建造了全全長3160m，單跨73.5m的跨海大橋，，采用梁式-架結(jié)構(gòu)，在石石材和磚砌筑筑的基礎(chǔ)上采采用鑄鐵管做做橋面。結(jié)果果不到兩年，，在一次臺風(fēng)風(fēng)襲擊的夜晚晚，在臺風(fēng)加加上火車沖擊擊荷載的作用用下橋墩脆斷斷、橋梁倒塌塌、車毀人亡亡。案例分析原因分析：主要是鑄鐵的的橋墩在沖擊擊荷載作用下下發(fā)生脆斷造成的。。對鋼材與鑄鐵鐵的性能進(jìn)行行了深入的對對比：發(fā)現(xiàn)鋼材不僅僅具有很高的的抗壓強(qiáng)度很高的抗拉強(qiáng)強(qiáng)度和抗沖擊擊韌性人們開始用鋼鋼材建造橋梁梁。432.泰坦尼克號的的沉沒概況：1912年，當(dāng)時(shí)世界界上最大的客客船泰坦尼克克號初航，不不幸撞上冰山山，35m厚度船鋼板在在水線處像拉拉開拉鏈一樣樣被撕裂，海海水排山倒海海般涌向船內(nèi)內(nèi)，約3小時(shí)后沉沒。。原因分析：人們對泰坦尼尼克號的鋼板板進(jìn)行測試：：發(fā)現(xiàn)其抗壓壓強(qiáng)度比現(xiàn)在在鋼材還要高高。對鋼板進(jìn)行沖沖擊韌性試驗(yàn)驗(yàn)：發(fā)現(xiàn)鋼材材斷裂時(shí)吸收收的沖擊功很很低，是韌性性差的脆性材材料。化學(xué)分析表明明:改鋼材的含S量高，導(dǎo)致鋼鋼材的脆性增增加。案例分析（二）材料的的彈性與塑性性材料在外力的的作用下會(huì)發(fā)發(fā)生形狀、體體積的改變，，即變形。當(dāng)當(dāng)外力除去后后，能完全復(fù)復(fù)原有形狀的的性質(zhì)，稱為為材料的彈性性，這種變形形，稱為彈性變形。材料在外力作作用下產(chǎn)生變變形，但不破破壞，除去外外力后材料仍仍保持變形后后的形狀、尺尺寸的性質(zhì)，，稱為材料的的塑性，這種種變形稱為塑性變形。建筑材料（三）材料的的脆性與韌性性脆性是指材料在外外力作用下，，無明顯塑性性變形而突然然破壞的性質(zhì)質(zhì)。具有這種種性質(zhì)的材料料稱為脆性材材料。韌性是指材料在沖沖擊或振動(dòng)荷荷載作用下，，能夠吸收較較大的能量，，同時(shí)也能產(chǎn)產(chǎn)生一定的變變形而不破壞壞的性質(zhì)。（四）材料的的硬度與耐磨磨性硬度是指材料表面面抵抗其它較較硬物體壓入入或刻畫的能能力。耐磨性是材料表面抵抵抗磨損的能能力。建筑材料第一章材材料的基本性性質(zhì)練習(xí)題一、填空題1．材料的吸濕濕性是指材料料在________的性質(zhì)。2．材料的抗凍凍性以材料在在吸水飽和狀狀態(tài)下所能抵抵抗的________來表示。3．水可以在材材料表面展開開，即材料表表面可以被水水浸潤，這種種性質(zhì)稱為________。4．材料地表觀觀密度是指材材料在________狀態(tài)下單位體體積的質(zhì)量。1．潮濕空氣中中吸收水分2．凍融循環(huán)次次數(shù)3．親水性4．自然二、單項(xiàng)選擇擇題1．孔隙率增大大，材料的__降低。A、密度B、表觀密度C、憎水性D、抗凍性2．材料在水中中吸收水分的的性質(zhì)稱為________。A、吸水性B、吸濕性C、耐水性D、滲透性3．含水率為10%的濕砂220g，其中水的質(zhì)質(zhì)量為________。A、19.8gB、22gC、20gD、20.2g4．材料的孔隙隙率增大時(shí)，，其性質(zhì)保持持不變的是________。A、表觀密度度B、堆積密度度C、密度D、強(qiáng)度1、B2、A3、C4、C三、多項(xiàng)項(xiàng)選擇題題1．下列性性質(zhì)屬于于力學(xué)性性質(zhì)的有有________。A、強(qiáng)度B、硬度C、彈性D、脆性2．下列材材料中，，屬于復(fù)復(fù)合材料料的是________。A、鋼筋混混凝土B、瀝青混混凝土C、建筑石石油瀝青青D、建筑塑塑料1．ABCD2．AB四、是非非判斷題題1．某些材材料雖然然在受力力初期表表現(xiàn)為彈彈性，達(dá)達(dá)到一定定程度后后表現(xiàn)出出塑性特特征，這這類材料料稱為塑塑性材料料。2．材料吸吸水飽和和狀態(tài)時(shí)時(shí)水占的的體積可可視為開開口孔隙隙體積。。3．在空氣氣中吸收收水分的的性質(zhì)稱稱為材料料的吸水水性。4．材料的的軟化系系數(shù)愈大大，材料料的耐水水性愈好好。5．材料的的滲透系系數(shù)愈大大，其抗抗?jié)B性能能愈好。。1．錯(cuò)2．對3．錯(cuò)4．對5．錯(cuò)五、問答答題1．生產(chǎn)材材料時(shí)，，在組成成一定的的情況下下，可采采取什么么措施來提高材材料的強(qiáng)強(qiáng)度和耐耐久性？？六、計(jì)算算題1．某巖石石在氣干干、絕干干、水飽飽和狀態(tài)態(tài)下測得得的抗壓壓強(qiáng)度分別為172MPa、178MPa、168MPa。該巖石石可否用用于水下工工程。2．收到含含水率5%的砂子500t，實(shí)為干干砂多少少噸？若若需干砂500