普通建筑材料講義

建筑材料

緒論1、水泥在使用過程中是怎樣發(fā)揮作用的？2、教室的墻上為什么要抹砂漿？3、怎樣判斷兩垛磚的質(zhì)量？建筑材料定義：是指建筑結(jié)構(gòu)物中使用的各類材料及制品。構(gòu)成建筑物本身的材料。即從基礎(chǔ)、地面、墻體、直到屋頂所用的材料

分類1、按材料在建筑中的部位不同：承重構(gòu)件材料墻體材料地樓面材料屋面材料2、按材料的功能：結(jié)構(gòu)材料防水材料吸聲材料保溫隔熱材料裝飾材料材料的發(fā)展歷史：建筑材料的發(fā)展就是人類社會(huì)生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展歷史。利用天然材料（穴居巢處→石器、鐵器時(shí)代的挖土、鑿石為洞，伐木搭竹為棚→利用天然材料建造非常簡(jiǎn)陋的房屋）→人工生產(chǎn)材料（粘土燒制磚瓦，巖石燒制石灰、石膏）→18、19世紀(jì)鋼材、水泥、混凝土的發(fā)明→20世紀(jì)新型建材的發(fā)展，大量以有機(jī)材料為主的化學(xué)建材（特種膠凝材料、混凝土外加劑、高性能混凝土、塑料建材、其它特殊功能材料）。

材料的發(fā)展趨勢(shì)

建筑材料的品種增多，科技含量增加，功能增強(qiáng)。建筑材料正朝輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能、耐久、可持續(xù)發(fā)展方向發(fā)展。建筑材料的高科技化（基礎(chǔ)理論的巨大突破）

不同建材的機(jī)械、物理、化學(xué)性質(zhì)總是由他們的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)狀況決定的，因而有關(guān)建材的研究也總是圍繞材料的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、加工以及使用功能而開展的。由于化學(xué)、物理等基礎(chǔ)科學(xué)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了很多新理論、新技術(shù)，在這些新理論指導(dǎo)下，采用新的實(shí)驗(yàn)技術(shù)不斷加以驗(yàn)證，推動(dòng)著建筑材料領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論不斷取得突破。建筑材料的高科技化（基礎(chǔ)理論的巨大突破）

從分析建筑材料的組成、性質(zhì)、顯微結(jié)構(gòu)（包括原子排列方式及缺陷、電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與能量轉(zhuǎn)換、化學(xué)鍵種類等）和宏觀結(jié)構(gòu)入手，許多基礎(chǔ)理論及分支學(xué)科相繼出現(xiàn)，，如膠體化學(xué)、表面物理化學(xué)、材料流變學(xué)、硅酸鹽物理化學(xué)、水泥混凝土化學(xué)、材料打獵理論、高分子物理與化學(xué)等。應(yīng)用這些理論，將材料的組成、顯微結(jié)構(gòu)與宏觀性能結(jié)合起來，可以預(yù)見性低設(shè)計(jì)出具有高性能的新型建筑材料，甚至還可以采用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行各種復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作，從而結(jié)束了人類盲目尋找優(yōu)質(zhì)靠機(jī)遇取得突破的歷史，跨入了按照人類的愿望構(gòu)建建筑材料的新時(shí)代。建筑材料的高科技化（基礎(chǔ)理論的巨大突破）

人類發(fā)現(xiàn)水泥、石灰、石膏這些膠凝材料都是靠偶然機(jī)遇，而現(xiàn)代的各種具有特殊功能的水泥、混凝土以及復(fù)合材料的出現(xiàn)則都是靠理論指導(dǎo)，甚至還可以建立模型以預(yù)見其它目前尚未存在的新型建筑材料。

建筑材料的高科技化（建材生產(chǎn)的高科技化）

建筑材料生產(chǎn)常常被錯(cuò)誤地認(rèn)為不需要科學(xué)技術(shù)，以為生產(chǎn)中的配料誤差、生產(chǎn)工藝及制度的變化等材料性能的影響不大。目前，隨著人們對(duì)建筑材料性能要求日益提高，建材生產(chǎn)也越來越受到重視。如水泥生產(chǎn)時(shí)由于生料配制、煅燒方式、煅燒溫度、煅燒時(shí)間、冷卻速度、粉磨細(xì)度等不同，生產(chǎn)出的水泥性能（強(qiáng)度及其發(fā)展、水化放熱及放熱速度、凝結(jié)時(shí)間等）千差萬(wàn)別；建筑鋼材、陶瓷、玻璃等建筑材料的生產(chǎn)也都無不如此。所以，很多建材的生產(chǎn)都引入了高科技手段。建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

建筑物的不同部位要求采用不同性能的建筑材料；如結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該具有高的強(qiáng)度和好的耐久性；裝飾材料應(yīng)該具有好的色澤、質(zhì)感和耐久性；墻體材料則應(yīng)該具有輕質(zhì)、絕熱、隔聲性能好的特點(diǎn)。在高科技時(shí)代，由于基礎(chǔ)理論研究的發(fā)展，對(duì)建筑材料的性能可根據(jù)要求在較大范圍內(nèi)加以改變，并制訂出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

以應(yīng)用面廣量大的混凝土為例，可以看出科學(xué)技術(shù)在建材應(yīng)用發(fā)明的發(fā)展。在建筑工程中混凝土的強(qiáng)度直接決定建筑物的高度、自重、跨度以及結(jié)構(gòu)件的尺寸等。如果顯著提高混凝土的強(qiáng)度，建筑物的自重會(huì)大大降低，結(jié)構(gòu)件的尺寸可大大縮小，其可建高度可大大增加，跨度可以顯著增大。建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）原來一般采用的混凝土標(biāo)號(hào)為C20-C40，幾乎所有的國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范都定在C60以下，且對(duì)原材料水泥、砂、石和水的質(zhì)量要求不嚴(yán)格，現(xiàn)代采用的混凝土不僅對(duì)原材料的質(zhì)量控制要求嚴(yán)格，有的還有對(duì)砂、石進(jìn)行多次清洗，并通過摻加超細(xì)活性混合材和超塑化劑，使混凝土標(biāo)號(hào)到C150以上。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）目前以常規(guī)方法配制的在建筑工程中已有一定用量的混凝土最高標(biāo)號(hào)為C135，有的還通過改變和替換混凝土中石和砂，可達(dá)更高標(biāo)號(hào)。加拿大目前正在修建的一座橋的桁架采用鋼段混凝土（以鋼段替換混凝土中的石子做集料），標(biāo)號(hào)達(dá)到C800，與鋼材的強(qiáng)度相近，彈性模量比鋼材大?，F(xiàn)在混凝土不僅強(qiáng)度標(biāo)號(hào)大大提高，韌性增加（如鋼管混凝土、三維約束鋼筋混凝土等），而且更加密實(shí)，內(nèi)部缺陷減少或變得有利，氣密性、水密性更好，耐久性大大提高，因而工程的使用壽命大大提高。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）

目前，許多國(guó)家都在重新制訂混凝土應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，例如挪威、日本、加拿大、美國(guó)都走在世界的前列。在大壩工程，對(duì)混凝土的要求更高。因?yàn)榛炷猎谒不^程要釋放熱量，而在大體積混凝土中，熱量很難相外散發(fā)，勢(shì)必造成混凝土內(nèi)部溫度升高，并產(chǎn)生巨大的溫度應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土破壞。

建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化）另外在混凝土水化硬化過程中會(huì)產(chǎn)生收縮和徐變，且產(chǎn)生的凈收縮值很大，導(dǎo)致巨大的收縮應(yīng)力，如不加以控制，更易引起混凝土破壞，所以大壩水泥應(yīng)解決好水化熱和收縮兩大難題。我國(guó)正在修建的三峽大壩主體工程約需要2000多萬(wàn)m3混凝土，而混凝土的性能基本上決定著這項(xiàng)舉世矚目的宏偉工程的質(zhì)量。該大壩使用的是特制水泥，該水泥在保證混凝土強(qiáng)度發(fā)展的同時(shí)能大大降低水化熱，再利用自身的雙組分水化膨脹剛好補(bǔ)償水泥的收縮。如此，大壩混凝土的兩大難題可望解決。建筑材料的高科技化（建材檢測(cè)的高科技化）

建材檢測(cè)包括宏觀性能檢測(cè)及材料組成、內(nèi)部顯微結(jié)構(gòu)及形貌觀察與測(cè)定。宏觀性能檢測(cè)一般是對(duì)材料的外觀尺寸、質(zhì)量、強(qiáng)度、導(dǎo)熱、隔音、顏色、光潔度、耐腐蝕、耐疲勞、抗老化等性能進(jìn)行測(cè)定，通常是采用宏觀手段來實(shí)現(xiàn)，但這些性能的測(cè)定方法和所用儀器在高科技時(shí)代都包含著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)理論與知識(shí)。

建筑材料的高科技化（建材檢測(cè)的高科技化）以強(qiáng)度檢測(cè)為例，對(duì)一般建筑材料均可將其制成規(guī)定的試件采用液壓機(jī)等設(shè)備完成，還可在測(cè)定的過程中輔以其它儀器設(shè)備記下各個(gè)時(shí)刻材料的變形與受力情況，得出應(yīng)力-位移圖或應(yīng)力-應(yīng)變圖，并可對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)和圖譜進(jìn)行處理。但由于試件制作條件、養(yǎng)護(hù)環(huán)境、受力狀況與建材在實(shí)際工程中的使用條件不同，且有些工程不能直接取樣進(jìn)行試驗(yàn)，因此采用非破損檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)建材強(qiáng)度和缺陷等，已經(jīng)成為建筑工程質(zhì)量管理的重要手段。

建筑材料的高科技化（建材檢測(cè)的高科技化）

當(dāng)今，非破損檢測(cè)技術(shù)發(fā)展很快，形式多種多樣，常用的方法有回彈法、超聲脈沖法、射線法、回彈-超聲綜合法、超聲衰減綜合法等，還有不影響結(jié)構(gòu)總體使用性能的半破損檢測(cè)法（有時(shí)也列入非破損檢測(cè)法），如鉆芯法、拔出法、壓痕法、射擊法等。建筑材料外的高科技蓬化（建材檢披測(cè)的高幻玉科技化）微觀檢搖測(cè)技術(shù)系發(fā)展更傾是日新踏月異，川對(duì)材料奏組成、規(guī)內(nèi)部顯既微結(jié)構(gòu)判以及形稱貌的觀澆察與測(cè)碼定可通當(dāng)過多種虎方法并柄加以綜嫌合分析性。一般系用紅外光問譜分析鼠、X射線衍衣射分析懼、激光她拉曼分甚析、色網(wǎng)譜-質(zhì)譜分析狐、原子吸寨收光譜分講析等可定蓄性或定量灣測(cè)定材料烤中物相組四成；差脂熱分析斬、熱重預(yù)分析、串能譜分金析等方屢法可測(cè)抖定材料者組成。建筑材脊料的高浪科技化孤（建材檢測(cè)速的高科技坐化）用掃描室電鏡、奮投射電霧鏡、電尸子探針纖、背反違射電子泰顯微鏡意等可通繡過較大深的放大束倍數(shù)和糞較高的著分辨率穩(wěn)觀察材做料內(nèi)部偉、表面藝結(jié)構(gòu)和辰組成粒俘子的形纖貌；材晴料內(nèi)部逆總是不漆可避免并地存在已孔隙，