建筑材料与检测 教学大纲

第一章 绪 论

建筑材料与检测是一门重要的专业基础课，对于土木工程专业的学生来说是一门必修课，对于其他专业的学生来说是一门选修课，而对于其他工程技术人员来说，学习这门课程也是有用的。

1 建筑材料的定义及其分类

1）

定义：任何建构筑物都是用材料按一定的要求构筑而成，建筑工程中所使用的所有材料通称为建筑材料。

知识点滴：万里成城：（体现我国古代建筑工程的高度成就，表现我国古代劳动人民的聪明才智）

总长度大约有十万里以上！所用建筑材料： 土、石、木料、砖、石灰。关外有关、城外有城，其材料运输量之浩大、工程之艰巨世所罕见。

知识点滴：河北赵州石桥建于1300多年前（桥长约51m，净跨37m），建造该桥的石材为青白色石灰岩。比意大利人建石拱桥晚400多年,但在主拱肋与桥面间设计“敞肩拱”，比外国早了1200多年。

2） 分类：

⑴ 按化学组成分类 ⑵ 按使用功能分类

2 土木工程与材料的关系

（1）材料是保证土木工程质量的基础。

材料是构成土木工程建（构）筑物的物质基础，当然也是其质量基础。在一般土木建筑工程的总造价中，与材料有关的费用占50%以上

（2）在实际工程中，材料的选择、使用及管理，对工程成本影响很大。

比如广东某跨海桥，其桥面原来使用的钢纤维混凝土，使用一年以后出现了许多裂纹，后来要铲去重新铺沥青混凝土，从而大大增加了工程的造价。

（3）材料对土木建筑工程技术进步起了一个促进作用。

例如钢材及水泥的大量应用和性能改进，取代了过去的砖、石、土木，使得钢筋混凝土结构已占领了土木工程结构材料的主导地位。现代玻璃、陶瓷、塑料、涂料等新型材料的大量应用，又把许多建筑物装扮得绚丽多彩。

3 建筑材料的技术标准

国家标准有三大类： （1）国家标准

如GB 175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥

其中“GB”为国家标准的代号，“175”为标准编号，“1999”为标准颁布年代号，“硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥”为该标准的技术（产品）名称，上述标准为强制性国家标准，任何技术（产品）不得低于此标准。

此外，以“GB/T”为推荐性国家标准代号，它表示也可以执行其他标准，是非强制性的。

（2）行业标准

如JC/T 479-92建筑生石灰

其中“JC”为建材行业的标准代号，“T”表示推荐标准；“479”为此类技术标准的二类类目顺序号；“92”为标准颁发年代号。

（3）地方标准（DBJ）和企业标准（QB）:

国际标准大致有以下几类：

①团体标准和公司标准。指国际上有影响的团体和公司的标准。如美国材料与实验协会标准（ASTM）等。

②区域性标准。如德国工业标准(DIN)等。 ③国际标准化组织标准，代号ISO。

4 建筑材料的发展趋势

最早使用的建筑材料是石材、木材和泥土，后来发展为使用石灰、砖瓦等，再到后来就到钢筋混凝土，还发展了各种新型的墙体材料等。 （1）轻质、高强； （2）发展多功能材料；

（3）廉价、低耗能； （4）由单一材料向复合材料及制品发展； （5）扩大装配式预制构件的工厂化生产；

（6）用工农业废料、废渣等代替自然资源为原料，向环保方向发展； （7）发展更多花色品种的装饰材料。

5，本课程的学习任务：

《建筑材料》是土木工程类专业的一门技术基础课。

本课程的任务是使学生具有建筑材料的基本知识,在进行建筑工程设计、施工和工程监理时能正确认识和利用建筑材料的物理、化学和力学性质，并掌握各类建筑材料所具有的使用功能，也为以后相关课程的学习打下基础。

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第2章 建筑材料的基本性质

【教学重点与难点】

重点：材料的强度等力学性质。 难点：孔隙率对材料性能的影响。

第一节 材料的化学组成、结构及构造

一 材料的组成对性质的影响

1）材料的组成是指材料的化学成分和矿物组成。材料组成是材料性质的基础，它对材料的性质起着决定性的作用。材料化学组成相同但矿物组成不同也会导致性质的巨大差异。例如：钢材中的C元素对钢材性质的影响.

2）材料的矿物组成是指元素组成相同，但分子团形成形式各异的现象。

例：水泥中各矿物组成不同，对强度、水化热、凝结速度等的影响也不同。

二 材料的结构对性质的影响

（1）宏观结构：材料的宏观结构是指可用肉眼能观察到的外部和内部的结构。常见的有：

1，致密结构：钢材、有色金属、玻璃、天然的致密石材和铝合金等； 2，多孔结构：加气混凝土、泡沫塑料、刨花板等； 3，微孔结构：石膏、烧土制品；

4，纤维结构：木材、玻璃纤维、矿棉等；

5，层状或片状结构：胶合板、复合木地板、纸面石膏板等； 6，散粒结构：石子、砂等；

7, 纹理构造:花岗岩、大理石等。

（2）细观结构：用光学显微镜可以观察到的微米级组织结构称为细观结构。

如混凝土中可以观察到的粗细颗粒、水泥石以及孔隙等。

（3）微观结构

用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究的原子、离子、分子层次上的组成形式。 土木工程材料的使用状态均为固体，固体材料的微观结构基本上可分为晶体、玻璃体、胶体三类，不同结构的材料，各具不同特性。

晶体结构：具有强度高、硬度较大、有确定的熔点、力学性能各异的共性，建筑材料中的金属材料何非金属材料中的石膏都是典型的晶体结构。

玻璃体微观结构的特点：是组成物质的微观粒子在空间的排列呈无序混沌状态. 胶体：是建筑材料中常见的一种微观结构形式。如水玻璃等.

第二节 材料的物理性质

一 密度

根据体积的表现形式不一样，有密度、体积密度和堆积密度三种概念。 1，密度：是指材料的在绝对密实状态下，单位体积的干质量。

计算公式：

m V

密度的测定办法：

1）测质量：烘干（烘箱）-干燥（干燥器）-称量（天平）； 2）测体积：

（a）外观规则的材料，直接用游标卡尺测量尺寸求体积，如钢材、玻璃等 （b）外观不规则的坚硬颗粒，如砂、石等，可由排水法测得；

（c）可研磨的非密实材料，如砌块、石膏等，V可采用密度瓶测定。

2，表观密度：是指材料的在自然状态下，单位体积的干质量。

计算公式： 0

m V0

表观密度的测定：

（1）外形规则的材料，如砖，可直接测量体积得到； （2）外形不规则的，可采用封腊排水法测定体积；

【例 题】、烧结普通砖的尺寸为240mm³115mm³53mm，已知其孔隙率为37%，干燥质量为

2487g，浸水饱和后质量为2984g。试求该砖的体积密度、密度、吸水率。

3

解：1）表观密度：ρo=m1/Vo=2487/1462.8=1.7g/cm

孔隙率P=V孔/Vo³100%=37% V孔/1462.8³100%=37%

3

故孔的体积：V孔=541.236cm，

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求密实物质的体积：V=Vo-V孔=1462.8-541.236=921.6cm

3

2）求密度：ρ=m1/V=2487/921.6=2.7g/cm

3）求含水率：W=(m2-m1)/m1³100%=(2984-2487)/2487³100%=20%

3，堆积密度：是指粉末状、颗粒状或纤维状材料在堆积状态下单位体积的质量。