建筑材料与构造讲义.doc

建筑材料与构造笔记
第二十章建筑材料
1、建筑工程的三大材料：水泥、钢材、木材。其费用常占建筑总造价的50%左右。
2、建筑材料按化学组成分类：有机材料、无机材料、复合材料。

3、建筑材料按使用功能分类：建筑结构材料、墙体材料、建筑功能材料、建筑器材。

第一节建筑材料的基本性质
1、建筑材料的物理性质：
（1）材料的密度、表观密度、堆积密度
①密度：材料在绝对密度状态下单位体积的重量。
不涉及孔隙体积，测定体积时需将材料磨成细粉，干燥后用李氏瓶测定。
②表观密度：材料在自然状态下单位体体积的质量。
包含内部孔隙体积，通常指气干状态下的表观密度
③堆积密度：散粒材料（粉状或粒状）在堆积状态下单位体体积的质量。
与材料内部孔隙和颗粒之间的空隙都有关。
（2）材料的孔隙率空隙率
①孔隙率：材料体积内空隙体积所占的比例。
与空隙率相相应的是密实度，一般孔隙率越大，强度越低。
②空隙率：散粒材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积占总体积的比例。
空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒互相填充的致密限度。在混凝土中，可作为控制砂石级配及计算混凝土砂率的依据。
（3）材料的亲水性和憎水性
材料能被水润湿的性质称为亲水性，不能被水润湿的性质称为憎水性，一般可按润湿边角的大小将材料分为亲水性材料（如混凝土、木材、砖等）和憎水性材料（如沥青、石蜡等）。

（4）材料的吸水性和吸湿性
①吸水性：在水中能吸取水分的性质。工程用建筑材料一般采用质量吸水率。吸水性与材料的亲水性、憎水性、孔隙率、孔隙特性有关。具有很多微小孔隙的亲水性材料吸水性特别强。
②吸湿性：材料吸取空气中水分的性质。常用含水率表达。
含水率随空气湿度和环境温度变化而变化，与空气湿度平衡时称为平衡含水率。
（5）材料的耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏，并且强度也不显著减少的性质。采用软化系数表达。
对于经常处在水中或受潮严重的重要结构物的材料，软化系数≥0.85；受潮较轻或次要结构物的材料，软化系数≥0.75。
（6）材料的抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。一般用渗透系数k或抗渗等级Pn表达，n表达最大水压力的0.1Mpa的倍数。
抗渗性是决定材料耐久性的重要因素。
（7）抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏、强度又不明显减少的性质，常用抗冻等级Fn表达。Fn指材料在经受n次冻融循环后，质量损失不超过5%，强度损失不超过25%时，抗冻性合格。
孔隙率小及具有封闭孔的材料有较高的抗渗性和抗冻性；具有细微而连通的空隙对材料的抗渗性和抗冻性不利。
抗冻性还涉及抵抗大气温度变化、干湿交替等风化作用。抗冻性常作为考察材料耐久性的一项指标。
（8）材料的导热性：材料传倒热量的性质。用导热系数表达。
导热系数的因素：①材料的组成与结构；②孔隙率；③孔隙特性；④含水情况。
2、建筑材料的力学性能
①强度与比强度
强度是材料抵抗外力破坏的能力。强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度。孔隙率越大，强度越低。比强度是按单位重量计算的材料强度，等于材料的强

度与其表观密度之比。
②弹性与塑性
⑴弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复本来形状的性质。
⑵塑性：当外力去除后，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质。
⑶徐变：材料受到某一载荷的长期作用，其变形会随时间延长而增长。普通混凝土在长

期载荷下会产生徐变。
③脆性与韧性
⑴脆性：材料在外力作用下，无明显变形而忽然破坏的性质。具有这种性质的材料为脆

性材料，如砖、石材、玻璃、陶瓷、铸铁等。
⑵韧性：材料在冲击或震动载荷下能吸取较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。钢材和木材等均属于韧性材料。
3、建筑材料的耐久性
材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质统称材料的耐久性，受到物理作用、化学作用、生物作用等影响，是一种复杂、综合的性质。
4、材料的结构
①微观结构：物质的原子、分子层次的微观结构。
材料的结构可以分为晶体、玻璃体和胶体。晶体分为原子晶体、分子晶体、金属晶体和离子晶体。
②亚微观结构：用光学显微镜所能观测的材料结构。
③宏观结构：用肉眼和放大镜可以分辨的粗大组织。

第二节气硬性无机胶凝材料
建筑上凡是通过一系列物理、化学作用，能将松散物质粘结成整体的材料为胶凝材料。

无机胶凝材料按照硬化条件分为气硬性和水硬性胶凝材料。气硬性胶凝材料只能在空气中硬

化、保持或发展其强度，如石灰、石膏、水玻璃等。水硬性胶凝材料可在空气和水中硬化，

并保持和继续发展强度，如水泥。
1、石灰
①石灰的生产
⑴石灰的原材料是以碳酸钙为重要成分的天然岩石，如石灰石、白云石、白垩/转自考易

网/等。将石灰石在适当温度下煅烧，碳酸钙分解，释放二氧化碳，得到氧化钙。MgO含量≤