建筑概論03建筑工程材料

建筑概論03建筑工程材料第1頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論

1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第2頁/共63頁1.1概論1.1.1建筑工程材料的分類與標準化構成各類建筑物和構筑物的材料稱為建筑工程材料，它包括建筑物、構筑物基礎、梁、板、柱、墻體、屋面、地面等所用到的各種材料。材料對保證工程質量/壽命起到重要作用材料對工程造價產(chǎn)生重要影響材料對工程技術進步具有重要的促進作用第3頁/共63頁1.1.1建筑工程材料的分類與標準化1.建筑工程材料的分類按建筑工程材料的功能與用途分類結構材料（受力構件或結構所用的材料，如基礎、梁、板、柱等所用的材料）、防水材料、保溫材料、吸聲材料、裝飾材料、地面材料、屋面材料等按化學成分分類

無機材料有機材料復合材料(Compositematerials)第4頁/共63頁建筑工程材料的分類按化學成分分類第5頁/共63頁1.1.1建筑工程材料的分類與標準化2.建筑工程材料的標準化目前我國絕大多數(shù)建筑材料都有相應的技術標準，它包括：產(chǎn)品規(guī)格分類技術要求驗收規(guī)則代號與標志運輸與貯存抽樣方法等第6頁/共63頁建筑工程材料的標準化我國的建筑材料標準分為：國家標準GB建筑工程國家標準GBJ建設部行業(yè)標準JGJ建筑工業(yè)行業(yè)標準JG國家建筑材料工業(yè)局標準JC中國石油化學總公司標準SH冶金部標準(原)YB第7頁/共63頁建筑工程材料的標準化（續(xù)）我國的建筑材料標準分為：化工部標準(原)HG林業(yè)部(原)標準LY國家級專業(yè)標準ZB（有關建筑材料的為ZBQ，專業(yè)標準現(xiàn)已改為行業(yè)標準）中國工程建設標準化協(xié)會標準CECS地方標準DB企業(yè)標準QB第8頁/共63頁建筑工程材料的標準化（續(xù)）國外有關標準分為：國際標準ISO美國國家標準ANSI美國機械工程師學會標準ASME英國國家標準BS德國國家標準DIN日本國家標準JIS第9頁/共63頁建筑工程材料的標準化工程中使用的建筑材料除必須滿足產(chǎn)品標準外，有時還必須滿足有關的設計規(guī)范、施工及驗收規(guī)范或技術規(guī)程等的規(guī)定。

《建筑用砂》（GB/T14684—2001）《建筑用卵石、碎石》（GB/T14685—2001）《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法》（JGJ52-2006）建環(huán)專業(yè)標準《采暖通風與空氣調節(jié)設計規(guī)范》GB50019－2003《通風與空氣調節(jié)工程施工及驗收規(guī)范》GBJ50243-2002

第10頁/共63頁1.1.2建筑工程材料的基本狀態(tài)參數(shù)

1.材料的密度(1)密度：材料在絕對密實狀態(tài)下（材料內(nèi)部不含任何孔隙），單位體積的質量稱為材料的密度。定義式第11頁/共63頁1.1.2建筑工程材料的基本狀態(tài)參數(shù)

2.密實度與孔隙率

(1)密實度：材料體積（自然狀態(tài)）內(nèi)固體物質的充實程度稱為材料的密實度D定義式密實度D反映材料的密實程度，D越大，材料越密實。材料的固體物質部分的體積

總體積

第12頁/共63頁(2)孔隙率

孔隙率是指材料內(nèi)部孔隙體積占材料在自然狀態(tài)下體積的百分率P。定義式密實度和孔隙率兩者之和為1，兩者均反映了材料的密實程度，通常用孔隙率來直接反映材料密實程度孔隙率小，并有均勻分布閉合小孔的材料，建筑性能好。第13頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第14頁/共63頁1.2常用建筑工程材料1.2.1氣硬性膠凝材料土木工程上把能夠把散料材料或塊狀材料粘結成一個整體的材料稱為膠凝材料。按化學成分，可分為有機膠凝材料和無機膠凝材料。有機膠凝材料如各種瀝青、樹脂、橡膠等。無機膠凝材料按硬化條件分為氣硬性膠凝材料和水硬性膠凝材料。氣硬性膠凝材料只能在空氣中凝結硬化，即在空氣中保持和發(fā)展其強度，但氣硬性膠凝材料的耐水性差，不宜用于潮濕環(huán)境。常用的氣硬性膠凝材料有石灰、石膏、水玻璃和菱苦土等。第15頁/共63頁1.2.1氣硬性膠凝材料1.石灰石灰是一種古老的建筑工程材料。因其原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，故目前仍被廣泛用于建筑工程中石灰的性質：1)保水性、可塑性好；2)凝結硬化慢、強度低；3)耐水性差；4)干燥收縮大。第16頁/共63頁1.石灰石灰的應用：1)利用熟化石灰制成石灰砂漿或水泥石灰混合砂漿，用于抹灰和砌筑；2)利用石灰與石英砂、粉煤灰、礦渣等為主要原料，生產(chǎn)人造石材——硅酸鹽混凝土及其制品；3)熟化后的石灰與粘土拌合成灰土或石灰土；4)磨細生石灰、纖維狀填料（如玻璃纖維）或輕質骨料加水攪拌成型為坯體，然后再通入CO2進行人工碳化（約12～24h）而成的一種輕質板材，作為非承重的內(nèi)隔墻板以及天花板等。另外，生石灰塊及生石灰粉應在干燥條件下運輸和貯存，且應防潮、防水。第17頁/共63頁1.2.1氣硬性膠凝材料2.

石膏石膏是以CaSO4為主要成分的常用氣硬性膠凝材料。建筑石膏的特點：1)凝結硬化時間短；2)凝結硬化時體積微膨脹；3)孔隙率大、體積密度??；4)保溫性和吸聲性好；5)強度較低；6)具有一定的調濕性；7)防水性好、但耐水性差；8)耐水性、抗?jié)B性、抗凍性差。第18頁/共63頁2.石膏建筑石膏的應用：建筑石膏主要用于室內(nèi)抹灰和粉刷料、制作石膏板等。石膏板具有輕質、隔熱保溫、吸聲、防火、尺寸穩(wěn)定、吸濕性大可調節(jié)室內(nèi)溫度和濕度及施工方便等性能，在建筑中得到廣泛的應用，是一種很有發(fā)展前途的新型建筑材料。第19頁/共63頁1.2.1氣硬性膠凝材料3.

水玻璃建筑上常用的水玻璃是硅酸鈉（Na2O?nSiO2）的水溶液和硅酸鉀（K2O?nSiO2）的水溶液。顏色呈青灰色或淡黃色。常用水玻璃模數(shù)n為2.6～3.0，密度為1.3～1.5g/cm3。水玻璃的特性：1)粘結力強、強度較高：抗壓強度可達15～40MPa2)耐酸性、耐熱性好3)耐堿性、耐水性差：水玻璃凝結硬化后不耐堿，不耐水。為提高耐水性，常采用中等濃度的酸對已硬化的水玻璃進行酸洗處理第20頁/共63頁3.水玻璃水玻璃的應用：1)做材料表面處理用，提高材料抗風化能力；2)加固地基3)配制速凝防水劑4)修補磚墻裂縫

把水玻璃、粒化高爐礦渣粉、砂及氟硅酸鈉按適當比例拌合后，直接壓入磚墻裂縫，可起到粘結和補強作用第21頁/共63頁1.2常用建筑工程材料1.2.2水泥水泥在建筑上應用很廣，是重要建筑材料之一。水泥呈粉末狀，與水混合后，經(jīng)過物理化學反應過程能由塑性漿體變成堅硬的石狀體，并能將散粒狀材料膠結成為整體，所以水泥是一種良好的礦物膠凝材料。水泥漿體不但能在空氣中硬化，還能更好地在水中硬化，保持并繼續(xù)增長其強度，故水泥屬于水硬性膠凝材料。水泥不但大量應用于土木工程，還廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和國防體建設等工程。第22頁/共63頁1.2.2水泥1.硅酸鹽水泥及普通硅酸鹽水泥土木建筑工程通常采用的水泥主要有：硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等品種，各有其特點，其中以普通硅酸鹽水泥應用最為廣泛。硅酸鹽水泥，即國外通稱的波特蘭水泥（PortlandCement）。水泥漿，由水泥加水拌合起，到初步凝結的時間稱為“初凝時間”，到完全變硬的時間稱為“終凝時間”，這些時間都是由試驗測定的。水泥強度是指膠砂的強度而不是凈漿的強度，它是評定水泥標號的依據(jù)。如42.5，42.5R等第23頁/共63頁“兩磨一燒”1.2.2水泥成分與燒制：普通硅酸鹽水泥第24頁/共63頁1.2.3

混凝土混凝土，也寫為“砼”，是當代最主要的土木工程材料之一?；炷潦怯赡z結材料，骨料和水按一定比例配制，經(jīng)攪拌振搗成型，在一定條件下養(yǎng)護而成的人造石材。土木建筑工程對混凝土質量的基本要求：具有符合設計要求的強度；具有與施工條件相適應的和易性；具有與工程環(huán)境相適應的耐久性；材料組成經(jīng)濟合理、生產(chǎn)制作節(jié)約能源。第25頁/共63頁1.2.3

混凝土1.普通混凝土的組成材料普通混凝土是由水泥、粗骨料（碎石或卵石）、細骨料（砂）和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造石材。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細骨料表面并填充骨料間的空隙。第26頁/共63頁1.2.4

建筑砂漿1.砂砂是巖石風化形成的產(chǎn)物，按其產(chǎn)源有河砂、海砂和山砂等。按其粗細程度可分為細砂、中砂、粗砂。2.砂漿砂漿在砌體中的作用是將砌體內(nèi)的塊體連成一整體，并因抹平塊體表面而促使應力的分布較為均勻。砂漿是由膠結材料(水泥、石灰等)、細骨料(砂)和水拌合而成。常用的砂漿有三種：由石灰、砂、水拌合而成的稱為石灰砂漿。由水泥、石灰、砂、水一起拌合而成的稱為混合砂漿。由水泥、砂、水拌合而成的稱為水泥砂漿。第27頁/共63頁1.2.5

燒結磚及石材燒結磚及石材是砌體結構的主要砌筑材料。其大多用于建筑工程中承受豎向荷載作用的墻、柱、拱、橋墩、基礎等受壓構件和結構中。1.燒結磚磚是一種常用的砌筑材料。磚瓦的生產(chǎn)和使用在我國歷史悠久，有“秦磚漢瓦”之稱。粘土磚具有取材容易、制作方便，抗壓強度較高，抗凍融和耐久性都較好的特點由于生產(chǎn)傳統(tǒng)粘土磚毀田取土量大、能耗高、磚自重大，施工生產(chǎn)中勞動強度高、工效低，目前，已被其他砌筑材料（如燒結多孔磚、蒸壓磚等）逐漸代替。第28頁/共63頁1.2.5

燒結磚及石材1.燒結磚粘土磚的標準尺寸為240(長)×115(寬)×53(厚)mm。粘土磚的強度等級有MU30、MU25、MU20、MU15和MU10，MU表示砌體中的塊體，后面的數(shù)值表示粘土磚的強度大小，單位為MPa。標準磚燒結多孔磚砌塊第29頁/共63頁1.2.5

燒結磚及石材1.粘土磚為解決粘土磚與農(nóng)田爭土的矛盾，可以利用大量工業(yè)廢料，如粉煤灰、電石灰、礦渣等開發(fā)和研制新型墻體材料。蒸壓灰砂磚是以石灰和砂為主要原料，簡稱灰砂磚蒸壓粉煤灰磚是以粉煤灰、石灰為主要原料，簡稱粉煤灰磚硅酸鹽砌塊是以爐渣為骨料，以粉煤灰、碎石灰、磷石膏等工業(yè)廢料為膠結料，加水攪拌、振動成型、蒸養(yǎng)而成此外，建筑工程上還經(jīng)常應用燒結空心磚和多孔磚作為墻體材料第30頁/共63頁1.2.5

燒結磚及石材2.石材石材包括由天然石材中開采所得的毛石及經(jīng)加工制成板狀石材、料石和碎石花崗石：質地堅硬，琢磨費工，造價較高，多用于建筑物的基礎、地面及外墻裝修等石灰?guī)r：質地較硬，易于琢磨，多用于建筑物的基礎、墻身、臺階等處，是制造水泥的主要材料砂巖：品質好壞隨粘結物質的種類而異。多用于基礎、墻身、臺階、紀念碑及其他裝飾處大理石：顏色多樣，紋理美麗、自然，易于雕琢磨光，建筑上主要用于建筑室內(nèi)裝飾工程第31頁/共63頁1.2.5

燒結磚及石材2.石材石材包括由天然石材中開采所得的毛石及經(jīng)加工制成板狀石材、料石和碎石花崗石石灰?guī)r大理石第32頁/共63頁1.2.6木材木材作為建筑工程材料有著重要而獨特的地位，其重要地位仍然不可替代

木材的分類：原木：閥倒后經(jīng)修枝并截成一定長度的木材板材：寬度為厚度三倍及三倍以上的型材枋材：寬度不及厚度三倍的型材板材及枋才統(tǒng)稱為鋸材，按照國家標準分為特種鋸材和普通鋸材第33頁/共63頁1.2.6木材建筑工程中，常用的人造板材有以下幾種：膠合板，又稱層壓板，是將原木旋切成大張薄片，各片纖維方向相互垂直交錯，用膠粘劑加熱壓制而成。如三合板、五合板等纖維板是將樹皮、刨花、樹枝等木材廢料經(jīng)切片、浸泡、磨漿、施膠、成型及干燥或熱壓等工序制成膠合夾心板有實心板和空心板兩種。實心板內(nèi)部將于燥的短木條用樹脂膠拼成，表皮用膠合板加壓加熱粘結制成?？招陌鍍?nèi)部則由厚紙蜂窩結構填充，表面用膠合板加壓加熱粘結制成。膠合夾心板板幅面寬，尺寸穩(wěn)定，質輕且構造均勻。多用作門板、壁板和家具。第34頁/共63頁1.2.7

建筑鋼材鋼材是建筑上主要的結構材料。鋼的主要成分是鐵和碳，它的含碳量在2％以下。

按化學成分分：碳素鋼和合金鋼。按冶煉方法分：平爐鋼，轉爐鋼和電爐鋼。按脫氧程度分：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼。按爐襯材料分：酸性爐鋼、堿性爐鋼等。常用的建筑鋼材主要是碳素結構鋼和低合金結構鋼，建筑鋼材按其形狀有各種型鋼(工字鋼，角鋼、槽鋼、鋼板等)、鋼筋和鋼絲等。建筑鋼材主要用于制造鋼筋混凝土結構和鋼結構。第35頁/共63頁1.2.7

建筑鋼材角鋼鋼管鋼絲槽鋼H型鋼工字鋼第36頁/共63頁1.

鋼筋混凝土用鋼筋混凝土用鋼材主要是鋼筋。

熱軋鋼筋分HPB235、HRB335、HRB400、HRB500四種牌號，各牌號鋼筋也可按習慣依次稱作I級、Ⅱ級、Ⅲ級、Ⅳ級鋼筋。鋼筋等級：一級鋼二級鋼三級鋼四級鋼二級鋼一級鋼第37頁/共63頁1.

鋼筋混凝土用鋼筋第38頁/共63頁1.2.7

建筑鋼材鋼結構用鋼材我國鋼結構用鋼材的鋼類主要有普通碳素結構鋼和低合金結構鋼。第39頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第40頁/共63頁1.3新型建筑材料1.3.1新型建筑材料的定義

新型建筑材料主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料等新型建筑材料是指最近發(fā)展或正在發(fā)展中的有特殊功能和效用的一類建筑材料，它具有傳統(tǒng)建筑材料從來沒有或無法比擬的功能，具有比已使用的傳統(tǒng)建筑材料更優(yōu)異的性能。新型建筑材料實際上就是新品種的房建材料，既包括新出現(xiàn)的原料和制品，也包括原有材料的新制品第41頁/共63頁1.3新型建筑材料1.3.2新型建筑材料分類

按用途分類：墻體材料，屋面和樓板構件，混凝土外加劑，建筑防水材料，建筑密封材料，絕熱、吸聲材料，墻面裝飾材料，頂棚裝飾材料，地面裝飾材料，衛(wèi)生潔具，門窗、玻璃及配件，給排水管道、工業(yè)管道及其配件，膠結劑，燈飾和燈具，其他材料第42頁/共63頁1.3新型建筑材料1.3.3新型建筑材料的特點技術含量高，功能多樣化；生產(chǎn)與使用節(jié)能、節(jié)地，綜合利用廢棄資源，有利于生態(tài)環(huán)境保護；適應先進施工技術，改善建筑功能，降低成本，具有巨大市場潛力和良好發(fā)展前景。第43頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第44頁/共63頁1.4防水和密封材料防水材料與密封材料是指能夠防止雨水、地下水與其他水滲透的重要組成材料，主要作用是防潮、防漏、防滲，避免水和鹽分對建筑物的侵蝕，保護建筑構件。依據(jù)防水材料的外觀形態(tài)，防水材料一般分為：防水卷材防水涂料密封材料剛性防水材料第45頁/共63頁1.4.4防水涂料防水涂料固化成膜后的防水涂膜具有良好的防水性能，能形成無接縫的完整防滴水膜

第46頁/共63頁1.4.5

建筑密閉材料建筑密封材料是能承受位移并具有高氣密性及水密性而嵌入建筑接縫中的不定形和定形的材料第47頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第48頁/共63頁1.5絕熱與吸聲材料1.5.1絕熱材料

建筑上將主要起保溫、絕熱作用，且導熱系數(shù)不大于0.23W/(m?K)的材料統(tǒng)稱為絕熱材料。基本結構特征是：輕質（密度不大于600kg/m3）、多孔（孔隙率50－90%）絕熱材料主要用于屋面、墻體、地面、管道等的隔熱與保溫，以減少建筑物的采暖和空調能耗，并保證室內(nèi)的溫度適宜于人們工作、學習和生活優(yōu)良的絕熱材料應是具有很高孔隙率（且以封閉、細小孔隙為主）、吸濕性和吸水性較小的有機或無機非金屬材料。第49頁/共63頁1.5絕熱與吸聲材料1.5.1絕熱材料

常用的絕熱材料一般有：礦渣棉：做絕熱保溫填充材料用巖棉：做絕熱保溫填充材料用巖棉板：用于墻體、屋面、冷藏庫、熱力管道等第50頁/共63頁1.5絕熱與吸聲材料1.5.1絕熱材料

常用的絕熱材料一般有：膨脹珍珠巖制品：用于屋面、墻體、管道等膨脹蛭石：做保溫絕熱填充材料用有機絕熱材料金屬絕熱材料：工程上常用鋁箔與錫箔作為夾層墻體或屋面珍珠巖膨脹珍珠巖珍珠巖保溫磚第51頁/共63頁1.5絕熱與吸聲材料1.5.2吸聲材料

建筑結構中將主要起到吸聲作用，且吸聲系數(shù)不小于0.2的材料稱為吸聲材料。吸聲材料主要用于大中型會議室、教室、報告廳、禮堂、播音室、影劇院等的內(nèi)墻壁、吊頂?shù)?。吸聲材料主要分：多孔吸聲材料和柔性吸聲材料建筑上對吸聲材料的主要要求是有較高的吸聲系數(shù)，同時還要求材料應具有一定的強度、耐水性、耐候性、裝飾性、防水性、耐水性、耐腐蝕性等。第52頁/共63頁本章內(nèi)容1.1概論1.2常用建筑工程材料1.3新型建筑材料1.4防水和密封材料1.5絕熱材料與吸聲材料1.6其它建筑材料1.7未來的建筑材料第53頁/共63頁1.6其它建筑材料1.6.1建筑裝飾材料

建筑工程上將主要起到裝飾和裝修作用的材料稱為建筑裝飾材料。建筑裝飾材料主要用于建筑物的內(nèi)外墻面、地面、吊頂、室內(nèi)環(huán)境等