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1、第二章建筑材料基本知识,本章主要内容,第一节 建筑材料基本性质 第二节 无机胶凝材料 第三节 混凝土与砂浆 第四节 建筑钢材 第五节 木材 第六节 其他材料,建筑材料的基本性质,1.比重和容重 比重材料在绝对密实状态下单位体积的重量 容重材料在自然状态下单位体积的重量 2.密实度和空隙率 密实度材料体积内被固体物质充实的程度 孔隙率材料体积内空隙所占的比例 3.材料的力学性质 强度材料在外力作用下抵抗波坏的能力 弹性材料在外力取消后恢复原来形状的性质 塑性材料在外力取消后任然保持变形后的形状和 尺寸并且不产生裂缝的性质 脆性外力达到一定时，材料在无明显变形下破坏的性质 韧性在冲击震动作用下材料
2、能吸收较大能量同时也能产生较 大变形，而不至于破坏的性质,建筑材料基本知识,建筑材料的基本性质,4.材料与水有关的性质 吸水性材料在水中能吸收水分的性质 吸湿性材料在空气中吸收水分的性质 抗渗性材料抵抗压力水渗透的性质 抗冻性材料在吸水饱和状态下抵抗多次冻融作用而 不破坏，同时也不严重降低强度的性质 5.材料的热工性能 导热性热量在材料中传导的性质 材料的导热系数在实验室测定，其值越小保 温性能越好，一般建筑材料的导热系数在0.0253.00 之间，低于0.200的材料可以作为保温隔热材料。 目前多用的保温隔热材料为：聚丙烯泡沫板，聚氨酯发泡板等,建筑材料基本知识,建筑材料的基本性质,材料孔隙
3、率及其构造对材料性质的影响 材料孔隙率大 材料强度降低 材料空隙大构造贯通 抗冻性抗渗性下降 保温隔热性能下降,建筑材料基本知识,无机胶凝材料,胶凝材料分类 建筑上把散粒状材料或块状材料粘结成一个整体的材料统称为 胶凝材料， 胶凝材料主要分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类 无机胶凝材料 分气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料 气硬性胶凝材料 只能在空气中硬化并保持强度和发展强度的无机胶凝材料 水硬性胶凝材料 不仅能在空气中硬化且能更好的在水中硬化并发展强度的无机胶 凝材料 有机胶凝材料 主要有机胶凝材料为：石油沥青、煤沥青及各种天然人造树脂,建筑材料基本知识,无机胶凝材料,一、硅酸盐水泥 1.定义
4、：凡以适当成分的生料烧至部分熔融，所得以硅酸钙 为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加以适量的石膏， 磨细制成的水硬性胶凝材料为硅酸盐水泥 2.主要成分： 硅酸三钙 3CaOSiO2 含量37%60% 硅酸二钙 2CaOSiO2 含量15%37% 铝酸三钙 3CaOAl2O2 含量7%15% 鉄铝酸四钙 4CaOAl2O2FeO3 含量10%18% 3.硅酸盐水泥的凝结硬化 水化（加水拌和）凝结(失去塑性）硬化（产生强度） 该过程是一个连续复杂的化学物理变化的过程 水泥水化是长期的，可以延续数年 水泥凝结时间38小时，完全硬化28天,建筑材料基本知识,无机胶凝材料,4.硅酸盐水泥的应用 标号水泥标号以
5、28天抗压强度作为强度指标，硅酸盐水泥的标号 较高。 硅酸盐水泥硬化快抗冻性好，适用于早强要求高凝结块的冬季施工 硅酸盐水泥水化热高不宜大体积混凝土施工 5.其他硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 加入少量非活性混合料（15%） 掺混合料的硅酸盐水泥 加入一定量的活性掺合料 （矿渣、火山灰、粉煤灰等） 加入活性或非活性掺合料的目的主要是降低成本，扩大强度区间,建筑材料基本知识,无机胶凝材料,二、石膏（气硬性无机胶凝材料） 原料天然二水石膏（生石膏） 工艺107OC170OC煅烧脱水磨细而成 CaSO4.2 H2O 107 170 CaSO4. 0.5H2O 成品半水石膏 使用与水拌合，还原成2水石膏
6、石膏特点结晶体细腻，硬化后没有裂缝；吸湿性强， 抗冻性耐水性较差；不宜长期存放等。 石膏应用室内装饰、保温隔热、吸声材料等 制成石膏板材及复合板材，加入填充料，以减轻自重 降低导热系数，提高抗拉强度，减小脆性。,建筑材料基本知识,无机胶凝材料,三、石灰（气硬性无机胶凝材料） 原料： 天然石灰石，主要成分为碳酸钙（CaCO3） 工艺： CaCO3 脱水 CaO+ CO2 （温度1000OC 左右） 熟化与硬化 1.熟化： CaO+ H2O Ca(OH)2+ Q （放热反应） 根据熟化过程分为 石灰浆化 池中陈伏 石灰粉化 潮解粉化 2.硬化: 结晶 Ca(OH)2析出 碳化 Ca(OH)2+ C
7、O2 +n(H2O)=CaCO3+(n+1)H2O 特点与应用 颗粒细可塑性好，硬化缓慢收缩大，施工过程不能脱水太快 过去作为内粉刷使用，现在一般制成灰土使用,建筑材料基本知识,混凝土与砂浆,普通混凝土 一、普通混凝土的组成 混凝土的种类：特重混凝土、普通混凝土、轻混凝土、特种混凝土 普通混凝土组成：水泥、水、粗细骨料、混凝土外加剂 混凝土强度的产生主要是水泥硬化的结果，同水泥的 标号有关，也同砂石品种和级配有关（密实性耐久性好） 混凝土的配制原则是：强度、耐久性、和易性、经济性 二、普通混凝土的主要技术性质 1.和易性 混凝土混合物保持成分均匀，不发生离析现象、易于施工操作的 性能（运输、浇
8、灌、捣实）。 包括三方面内容：流动性、粘聚性、保水性 其中：流动性以塌落度作为定量指标，其余为主观指标 2.强度 以水泥硬化28天后混凝土抗压强度作为混凝土强度标号 3.变形性能 化学收缩、干湿变形、温度变形、受力变形、徐变 4.耐久性 混凝土的抗冻性、抗渗性、抗侵蚀性、碳化作用,建筑材料基本知识,混凝土与砂浆,和易性指标 主要测定流动性 测定的方法 流动性采用塌落度表示 所用工具 1、坍落筒: 上口直径:100mm 下口直径:200mm 筒高:300mm 2、捣棒: 16mm 3、其它工具:木尺小钢尺钢平板,建筑材料基本知识,混凝土与砂浆,建筑砂浆 一、砂浆的用途 松散构件的胶凝体、构件表面
9、粉刷、镶贴其他建筑面材、防水层 二、砂浆的成分 无机胶凝材料（水泥、石膏、石灰等）、水、细骨料 （砂）、外加剂。与普通混凝土组成相似。 三、砂浆的种类 砌筑砂浆 砌筑砂浆起结构作用，其强度对建筑结构具有很大的 影响，要根据工程的类别和砌筑部位的设计要求选择 砂浆的标号 抹面砂浆 用于建筑表层的粉刷与装修 防水砂浆 作为建筑的刚性防水层，不应有开裂和缝隙,建筑材料基本知识,建筑钢材,建筑钢材指用于建筑结构上的各种钢型材，如圆钢、角钢、工字钢、钢板、钢筋等 一、钢的分类与主要建筑钢材 按化学成分分类 碳素钢 含碳量大于0.6%为高碳钢，0.250.6为中碳钢，小于 0.25为低碳钢 合金钢 加入一
10、种或多种超过碳素钢限量的其他化学元素，（如 锰、钒、钛等），称为合金钢 其中：合金元素大于10%为高合金钢，510%为中合金钢、 小于5%为低合金钢。 根据用途分类 结构钢、工具钢、特种钢 根据有害杂质多少分类 普通钢、优质钢、高级优质钢 主要建筑钢材为：普通碳素钢，其中主要为低碳钢以及普通低合金钢,建筑材料基本知识,建筑钢材,二、建筑钢材的力学性能 主要有抗拉性能、冷弯性能、冲击韧性、耐疲劳性等 抗拉性能的主要技术指标是屈服点、抗拉强度、伸长率，在设计中一般利用钢材的屈服点作为钢材的设计参数 冷弯性能指钢材在常温下所能承受的弯曲程度 冲击韧性指刚才抵抗冲击荷载的能力 耐疲劳性指在交变应力作用
11、下的耐久性能 钢材的类别 甲类钢（A）类 保证机械性能还保证部分化学成分，一般保证 抗拉强度、伸长率等，磷、硫含量符合乙类钢 要求，氮含量不大于0.008%等。 乙类钢（B）类 保证化学成分,建筑材料基本知识,建筑钢材,三、建筑钢材的冷加工与时效处理 软钢的应力应变曲线（如左图） A点为钢材屈服点，B点为破坏点。 钢材的屈服强度一般作为设计强度，为了提 高钢材的屈服点，常在差常温下对钢材进行 冷拉、冷拔、冷扭、冷轧等处理，使钢材产 生塑性变形，再将钢材于常温下存放1520天， 或加热到100200OC保持一定时间，使钢材 屈服点从K点升至K，点从而提高屈服强度，这个过程称为冷加工与实效处理。,
12、建筑材料基本知识,建筑钢材,四、建筑钢材的应用 钢材的类别 甲类钢（A）类 保证机械性能还保证部分化学成分，一般保证 抗拉强度、伸长率等，磷、硫含量符合乙类钢 要求，氮含量不大于0.008%等。建筑钢材 主要采用甲类钢。 乙类钢（B）类 保证化学成分 甲类钢根据机械性能和冷弯试验的指标不同，分为7个等级， 分别为A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7 其中3号钢（A3）是钢结构主要钢号，又称为 级钢。 根据钢材脱氧程度分为 沸腾钢 脱氧不充分，冷却时大量CO2外逸，引起沸腾，杂质多 镇定钢 脱氧较为充分，表观上没有沸腾现象。,建筑材料基本知识,建筑钢材,钢材的使用 热轧钢筋 根据
13、屈服点和抗拉强度热轧钢有 24/38,34/52,38/58,50/75,55/85五个等级， 对应 级、 级、 级、 级、 级。 除了 级钢为普通碳素钢以外，其余都是低合金钢 冷拔低碳钢丝 用直径6.58mm的A3钢盘条经过冷拔至直径为35mm的非预应力钢丝，抗拉强度不低于5500kg/cm2 ,伸长率不小于2%。 碳素钢丝、刻痕钢丝、钢绞线 用作预应力钢筋混凝土的专用产品，由优质碳素结构钢经过冷拔、再经回火、冷轧、绞捻等加工制成。施工方便成本较高。,建筑材料基本知识,木 材,一、木材的用途 1.承重构件 2.门窗、地板、内部装饰、家具 3.混凝土模板、支撑、脚手跳板 4.桥梁、枕木 二、木
14、材的特点 1.分布较广，地区性的取材方便 2.易于加工，处理方便 3.有一定的耐久性 4.有较好的弹性和韧性 5.纹理美丽，有装饰性,建筑材料基本知识,6.构造不均匀，各向异性，易开裂翘曲，天然缺陷多,木 材,三、木材的分类 针叶树 树干高大通直，文理整齐，质地较软，易于加工，不易 翘曲，称为软木材，多用来做门窗及房屋梁柱。 阔叶树 通直部分较短，文理复杂，木质较硬，纹理美丽，易翘 曲涨缩，称为硬木材，宜用于家具装修等。 四、木材的构造 1.木质部 木质部位于形成层和髓 心的中间，是树干中最具有经济 价值的部分，也是最主要的木材 部分。 2.髓心 髓位于树干的中心部位， 被木质部包围，髓（是一
15、种薄壁组 织）和第一年生的初生木质部一起 构成髓心。 3.树皮,建筑材料基本知识,五、木材的特点 1. 分布广，易取材 2. 质量轻，强度较高，顺纹抗拉强度一般在5002000kg/cm 3. 有较好的弹性和韧性，能够承受冲击和振动 4. 导热性较低 5. 很多木材有美丽的纹理 6. 木材构造不均匀，有各向异性，顺纹强度高横纹强度低，受外界温湿度影响大，从而会引起裂缝和翘曲，易燃，受天然生长环境影响大,木 材,建筑材料基本知识,木 材,六、木材的力学性能 1.抗压强度 顺纹高，横纹低 2.抗拉强度 顺纹高，横纹低 3. 抗弯强度 木材具有很好的抗弯性能，应用广泛，天然弊病会影响抗弯性能 4 .抗剪强度 顺纹抗剪，横纹抗剪，横纹剪断,建筑材料基本知识,