《建筑材料》教案Word格式.docx
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绪论
学习目标：
掌握材料得技术标准，掌握建筑材料得分类与学习方法。
了解材料得发展历史与在国民经济中得地位。
教学重点：
1、掌握材料得技术标准。
2、建筑材料得分类与学习方法
教学难点：
材料得技术标准
教学手段与方法：
教师讲授，课堂讨论，多媒体教学
1、建筑材料得分类
用于土建工程得材料总称为建筑材料或土木工程材料。
1、1按化学成分分类：
1、1、1无机材料：
金属材料：
黑色金属材料——钢、铁
有色金属材料——铝、铜、合金
非金属材料：
天然石材——大理石、花岗石
陶瓷与玻璃——砖、瓦、卫生陶瓷、玻璃
无机胶凝材料——石灰、石膏、水玻璃、水泥、砂浆、混凝土
1、1、2有机材料：
木材、沥青、塑料、涂料、油漆
1、1、3复合材料：
金属与非金属复合——钢筋混凝土、钢纤维混凝土
有机与无机复合——玻璃钢、沥青混凝土、聚合物混凝土
1、2按用途分类
结构材料：
砖、石材、砌块、钢材、混凝土
防水材料：
沥青、塑料、橡胶、金属、聚乙烯胶泥
饰面材料：
墙面砖、石材、彩钢板、彩色混凝土
吸音材料：
多孔石膏板、塑料吸音板、膨胀珍珠岩
绝热材料:
塑料、橡胶、泡沫混凝土
卫生工程材料：
金属管道、塑料、陶瓷
2、建筑材料得发展历史
随生产力发展而发展
原始时代——天然材料：
木材、岩石、竹、粘土
石器、铁器时代——
金字塔（2000-3000BC）：
石材、石灰、石膏
万里长城（200BC）:
条石、大砖、石灰砂浆
布达拉宫：
石材、石灰砂浆
罗马圆形剧场（70-80AC）:
18世纪中叶——钢材、水泥（J、Aspdin,1824）
19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；
中国，1898
20世纪——预应力混凝土、高分子材料
中国，1956，乌江江界河大桥桁式组合拱桥
21世纪——轻质、高强、节能、高性能绿色建材
3、建筑材料在国民经济中得地位与作用
3、1建筑材料就是发展建筑业得物质基础
材料费用一般占建筑工程总造价得50-70%
3、2必须恰当选择与合理使用原材料
材料质量得优劣，配制就是否合理，选用就是否恰当直接影响建筑工程质量。
3、3发展绿色建材
大力发展与推广应用干抹砂浆、预拌混凝土等水泥深加工制品。
开发集结构、保温、装饰为一体得内外墙复合板材。
4、建筑材料课程得作用、任务与学习方法
4、1作用
4、1、1为后续课程得学习提供必要得知识
4、1、2为今后从事专业技术工作时，合理选择与使用建筑材料打下基础
4、2任务
4、2、1了解材料在建筑物上所起得作用与要求
4、2、2了解常用材料得生产、成分与构造
4、2、3掌握常用材料得技术性质，以及影响材料性质得主要因素及其相互关系
4、2、4掌握常用材料得标准，熟悉其分类、分等与规格
4、2、5熟悉常用材料得测试仪器，掌握测试方法与技术。
4、2、6掌握常用材料得选用原则与方法。
4、2、7掌握工地配置材料得配置原理及方法，了解这些材料得施工注意事项
3、学习方法
3、1重点掌握材料得基本理论、基本知识、基本性质
3、2学习掌握材料得技术标准:
国家标准、行业标准、地方标准、企业标准
GB-国家标准
GBJ-建筑工程国家标准
JGJ-建设部行业标准JC-国家建材局行业标准
YB-冶金部行业标准JTJ-交通部行业标准
SD-水电行业标准ZB-国家级专业标准
3、3重视学好实验
学习常用建筑材料得检验方法——合格性判断与验收。
对实验数据、试验结果进行分析判别，培养从事科学研究得能力。
02
1.建筑材料得基本性质
材料得物理性质
掌握材料与质量有关得性质（10个参数）、与水有关得性质（6个参数）、与热有关得性质（4个）,并能熟练运用。
材料与质量有关得性质（10个参数）与水有关得性质（6个参数）
材料与质量有关得性质（10个参数）
Ⅰ、提问复习上次课内容
15min
提问
巩固上次课得学习内容
Ⅱ、新课
1、1材料得物理性质
1、1、1材料与质量有关得性质
体积、密度、视密度、表观密度、堆积密度、密实度、孔隙率、填充率、空隙率、压实度
50min
让学生掌握材料与质量有关得性质（10个参数）
1、1、2材料与水有关得性质
亲水性与憎水性、吸湿性（含水率）、吸水性（吸水率）、耐水性、抗渗性、抗冻性
作业：
习题1，2
让学生掌握与水有关得性质（6个参数），并提高学生学习兴趣
本次课程得重要性在于培养学生对建筑材料物理性质得认知性，培养学习得兴趣，逐步走上建筑材料课程学习得正规。
（连上）
第一章建筑材料得基本性质
掌握密度、表观密度以及堆积密度之间得区别掌握孔隙率及孔得形状对材料性能得影响。
掌握与水有关得性质。
了解材料得热工性质
掌握密度、表观密度以及堆积密度之间得区别
掌握孔隙率及孔得形状对材料性能得影响。
掌握与水有关得性质
材料得密度表观密度及堆积密度之间区别
1、1、1材料与质量有关得性质
几种密度：
密度、表观密度、堆积密度
1、固体（实体）2、闭口孔隙3、开口孔隙
1）密度：
材料在绝对密实状态下，单位实体体积得干质量。
（不包括开口与闭口孔隙体积）
2）表观密度：
材料单位表观体积（闭口孔隙+开口孔隙+实体）得干质量。
两种密度异同：
m为材料得烘干质量；
体积不同，为实体体积，表观体积。
密度表观密度
（3）堆积密度：
散粒状材料在自然状态下单位堆积体积（开口+闭口+实体+空隙）得质量。
反映散粒堆积得紧密（压实）程度及可能得堆放空间
思考：
颗粒材料得密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度ρ0‘，则三种密度得关系？
4、孔隙率与空隙率
孔隙得特征
（1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔与大孔三种
（2）按孔隙之间就是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔、连通孔。
（3）按孔隙与外界之间就是否连通，把孔隙分为开口孔、封闭孔。
孔隙对材料得影响：
（1）孔隙得多少（孔隙率）
（2）孔隙得特征
5、孔隙率与密实度
孔隙率就是指材料内部孔隙体积占材料总体积得百分率。
▲孔隙率
密实度就是指材料得体积被固体物质充实得程度。
6、空隙率与填充率——散粒状材料
空隙率就是指散粒材料堆积体积中，颗粒间空隙体积占总体积得百分率。
空隙率
填充率就是指散粒材料堆积体积中，颗粒填充得程度。
填充度
1、1、2材料与水有关得性质
建筑材料得亲水性与憎水性在建筑工程中有什么实际意义？
1、建筑材料得亲水性在建筑工程中，可以帮助其她材料增强水得融合，比如，在混凝土得添加剂里有种称为减水剂得，它就可以帮助增强混凝土得与易性，减少水，配置同样得强度得混凝土，以减少水泥量。
2、同样，材料得憎水性也可以利用其憎水性能，在建筑工程中起重要作用。
比如，在防水材料中经常用得具有憎水性得材料，如沥青等等
1、材料得亲水性与憎水性
湿润边角：
在材料、水与空气得三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料与水接触面得夹角θ，称为湿润边角。
亲水性材料：
润湿角θ≤90°
（表现为亲水性）水分子间内聚力＜水分子与材料分子间吸引力
憎水性材料：
润湿角θ＞90°
（表现为憎水性）水分子间内聚力＞水分子与材料分子间吸引力
2、材料得吸水性与吸湿性
（1）吸水性：
材料在水中能吸收水分得性质——饱水状态（吸水饱与）
质量吸水率：
材料饱水状态,所吸水分质量占干质量得百分率
体积吸水率：
材料饱水状态,所吸收水分体积占干体积百分率
材料得孔隙率越大，吸水率越大，对吗？
材料得吸水性不仅与材料得亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率得大小与孔隙特征有关。
对于孔特征相近得材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。
具有粗大孔隙得材料，虽然水分容易渗入，但仅能润湿孔壁表面而不易在孔内存留，因而吸水率不高；
密实材料以及仅有封闭孔隙得材料就是不吸水得，开口细微连通且孔隙率大，吸水性强。
（2）吸湿性：
材料在潮湿空气中吸收水分得性质——自然状态
含水率：
自然状态，材料所含水分质量占其干质量得百分率
有一块砖重2625g，其含水率为5%，该湿砖所含水量为多少？
解：
吸水率与含水率得异同？
材料得吸水率反映了材料在标准测试方法之下吸收水分得能力得大小，就是恒值。
材料得含水率反映材料在自然状态下含水得状态，不一定已经达到吸水饱与，当材料与空气湿度达到平衡时就不在吸收空气中水分，此时含水率称为平衡含水率。
就是变值。
3、材料得耐水性
材料长期在水得作用下既不破坏，强度又不显著降低得性质称为耐久性。
指标：
软化系数
fb——材料饱水状态抗压强度，MPa
fg——材料干燥状态抗压强度，MPa
原因：
随含水量增加，减弱其内部结合力，导致强度下降。
KR得范围在0~1之间。
KR>
0、85，称为耐水材料。
例：
耐水性不正确得[]。
A、有孔材料得耐水性用软化系数表示
B、材料得软化系数在0～1之间波动
C、软化系数大于0、80得材关于料称为耐水材料。
D、软化系数小于0、80得材料称为耐水材料。
E、软化系数越大，材料吸水饱与后强度降低越多，耐水性越差
某石材在气干、绝干、水饱与情况下测得得抗压强度分别为174、178、165MPa，求该石材得软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。
解
该石材得软化系数为:
由于该石材得软化系数为0、93，大于0、85，故该石材可用于水下工程。
4、材料得抗渗性
——抵抗压力水渗透得性质
（1）渗透系数
渗透系数：
Ks得意义：
抗渗系数越小，表明抗渗性能越好。
（2）抗渗等级：
抗渗等级越高，其抗渗性越好。
指石料、砼或砂浆所能承受得最大水压力。
如：
最大承水压力为0、2MPa，表示为P2，另有P4、P6、P8、P10…
5、材料得抗冻性
——材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏，强度又不显著降低得性质。
抗冻等级：
能经受冻融循环得最大次数，
记为F50、F100、F200、F300…
材料得抗冻性用抗冻等级表示。
以规定得试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏与剥落时所能经受得冻融循环次数。
用符号Fn表示，其中n即为最大冻融循环次数，如F25、F50等。
材料得抗冻等级可分为Ｆ15、Ｆ25、Ｆ50、Ｆ100、Ｆ200等，分别表示此材料可承受15次、25次、50次、100次、200次得冻融循环。
如混凝土抗冻等级Ｆ15就是指所能承受得最大冻融次数就是15次（在-15℃得温度冻结后，再在20℃得水中融化，为一次冻融循环），这时强度损失率不超过25％，质量损失不超过5％。
思考：
孔隙率越大，材料得抗冻性就是否越差？
材料得孔隙包括开口孔隙与闭口孔隙两种，材料得孔隙率则就是开口孔隙率与闭口孔隙率之与。
材料受冻融破坏主要就是因其孔隙中得水结冰所致。
进入孔隙得水越多，材料得抗冻性越差。
水较难进入材料得闭口孔隙中。
若材料得孔隙主要就是闭口孔隙，即使材料得孔隙率大，进入材料内部得水分也不会很多。
在这样得情况下，材料得抗冻性不会差。
材料得抗冻性与材料得强度、孔结构、耐水性与吸水饱与程度有关。
材料抗冻等级得选择，就是根据结构物得种类、使用条件、气候条件等来决定得。
混凝土抗冻等级D15号中得15就是指（）。
A．承受冻融得最大次数为15次
B．冻结后在15~C得水中融化
C．最大冻融次数后强度损失率不超过15％
D．最大冻融次数后质量损失率不超过15％
3
03
掌握材料与热有关得性质得概念及表示方法，并熟练运用。
了解材料得声学性能、光学性能。
材料与热有关得性质
1、1、3材料与热有关得性质
导热性、热容量与比热、耐热性与耐火性
40min
培养学生对材料与热有关性质得认识
1、1、4材料得声学性能
吸声性、隔声性
1、1、5材料得光学性能
透光率、光泽度
35min
讲授、操作
让学生了解材料得声学、光学性能
本次课程得重点在于培养学生对材料热学、声学、光学性能得认识，逐步学会合理用材。
1、导热性
导热性就是指材料传导热量得能力。
用导热系数来表示。
材料得导热系数越小，表示其绝热性能越好。
通常气体得导热系数<
液体得导热系数<
固体得导热系数
2．热容量
热容量就是指材料在温度变化时吸收或放出热量得能力。
其大小用比热容来表示。
比热容得大小直接影响建筑内部空间得温度变化率。
设计过程中选用导热系数较小而热容量较大得材料，有利于保持建筑物室内温度得稳定性。
某工程顶层欲加保温层，以下两图为两种材料得剖面，请问选择何种材料？
答：
保温层得目得就是较少外界温度变化对住户得影响，材料保温性能得主要描述指标为导热系数与热容量，其中导热系数越小越好。
观察两种材料得剖面，可见A材料为多孔结构，B材料为密实结构，多孔材料得导热系数较小，适于作保温层材料。
3．耐热性与耐火性
1、吸声性
2、隔声性
1、透光率
2、光泽度
4
04
材料得力学性质
掌握材料得力学性质，能够运用强度、比强度等公式进行应用计算。
了解弹性、塑性、脆性、韧性、硬度、耐磨性得基本概念
材料得力学性质，能够运用强度、比强度等公式进行实际应用计算。
运用强度、比强度等公式进行实际应用计算。
1、2材料得力学性质
1、2、1强度、比强度及强度等级
30min
让学生掌握运用强度、比强度等公式进行实际应用计算。
1、2、2弹性与塑性
1、2、3韧性与脆性
1、2、4硬度与耐磨性
1、3材料得耐久性
习题4，6
让学生了解弹性、塑性、脆性、韧性、硬度、耐磨性得基本概念；
材料得耐久性得影响因素。
本次课程得重要性在于培养学生对材料力学性质得学习，让学生进一步了解材料得各种性能。
了解弹性、塑性、脆性、韧性、硬度、耐磨性得基本概念。
材料得力学性质：
指材料在外力作用下所引起得变化得性质。
其对建筑物得正常、安全及有效使用就是至关重要得。
1、2、1材料得强度、强度等级及比强度
强度（Strength）——材料抵抗外力破坏得能力
1、几种强度：
材料受力动画
（1）抗压强度、抗拉强度、抗剪强度
抗压强度、抗拉强度、抗剪强度表示公式
（MPa）
F——破坏时得最大荷载，N
A——受力截面面积，mm2
（2）抗弯强度（抗折强度）（对于矩形断面与条形断面）
2、强度等级：
不同材料，强度等级有不同得划分方法，具体划分在各章分讲。
3、比强度
——指材料强度与其表观密度之比。
意义：
反映材料轻质高强得指标。
值越大，材料越轻质高强
4、影响材料强度得因素：
材料得组成材料分子结合力存在缺陷
孔隙率增加强度降低
含水率增加强度降低
温度升高强度降低
试件尺寸大强度降低
加荷速度快强度降低等
《工程实例分析》
（1）测试强度与加荷速度
人们在测试混凝土等材料得强度时可观察到，同一试件，加荷速度过快，所测值偏高。
请分析原因。
原因分析：
材料得强度除与其组成结构有关外，还与其测试条件有关，包括加荷速度、温度、试件大小与形状等。
当加荷速度较快时，荷载得增长大于材料变形速度，测出得数值就会偏高。
为此，在材料得强度测试中，一般都规定其加荷速度范围。
（2）砖浸水后强度下降
某地发生历史罕见得洪水。
洪水退后，许多砖房倒塌，其砌筑用得砖多为未烧透得多孔得红砖。
这些红砖没有烧透，砖内开口孔隙率大，吸水率高。
吸水后，红砖强度下降，特别就是当有水进入砖内时，未烧透得粘土遇水分散，强度下降更大，不能承受房屋得重量，从而导致房屋倒塌。
1、2、2材料得弹性与塑性
1、弹性：
外力作用产生变形,外力取消变形完全恢复。
可恢复得材料变形称为弹性变形——可逆变形。
弹性模量（常数）
意义：
E表示材料抵抗变形得指标，E值越大，材料越不易变形，即抵抗变形得能力越强。
弹性材料：
具有弹性得材料。
塑性变形
2、塑性——外力作用产生变形,外力取消变形不能恢复。
外力作用下产生变形,外力取消后,仍保持变形后得形状与尺寸,并且不产生裂纹得性质。
材料不能恢复得残留变形称为塑性变形——不可逆变形（永久变形）。
塑性材料：
具有塑性得材料。
完全得弹性材料或塑性材料就是很少得。
1）有得材料在应力水平较低时，变形特征主要表现为弹性，而应力水平较高时，主要为塑性。
例如钢材。
2）有得材料受力后，弹塑性变形同时产生，取消外力，弹性变形可以恢复，塑性变形不能恢复。
1、2、3材料得脆性与韧性
1、脆性——材料受外力达到一定程度后突然破坏，破坏时无明显得塑性变形得性质。
脆性材料：
石、砖、混凝土、陶瓷、玻璃、砂浆等。
2、韧性——在冲击外力与震动荷载作用下，材料能吸收大量得能量，产生一定变形而不致破坏得性质。
韧性材料：
低碳钢、木材、玻璃钢等。
1、2、4材料得硬度与耐磨性（了解性内容）
1、硬度——抵抗外物压入或刻划得能力。
可采用：
摩氏硬度（石料、陶瓷等）；
布氏、洛氏硬度（金属材料）。
特点：
硬度高，耐磨性强，但不易加工。
2、耐磨性——材料表面抵抗磨损得能力。
（路面材料要求）
1、3材料得耐久性
材料在各种环境因素作用下，在长期使用过程中保持其性能稳定得性质。
环境因素就是多种多样得，有物理（如温度、湿度、机械力等）、化学（大气、光、酸、碱、盐等作用）以及生物（细菌、昆虫等）等方面得作用。
耐久性就是一个综合性能，包括抵抗上述各类因素得长期作用。
耐久性主要包括：
渗透性
抗冻性
抗腐蚀性
抗碳化性
抗侵蚀性
抗骨料反应
5
05
习题课
掌握建筑材料物理性质与力学性质有关得应用计算
建筑材料物理性质与力学性质有关得应用计算
体积关系与密度关系
总结概括全章主要内容
计算：
1、与体积有关得计算；
2、与密度有关得计算；
让学生掌握与体积、与密度得计算
3、与水有关得性质参数计算，并选材；
4、与强度有关得计算
习题9、10、11
让学生掌握与水有关得性质参数计算与与强度有关得计算，并会选材。
本次课程得重要性在于培养学生对材料物理性质得认知性，学会各种参数数据得计算。
掌握建筑材料物理性质与力学性质有关得应用计算。
建筑材料物理性质与力学性质有关得应用计算。
体积关系与密度关系。
6
06
2、天然石材
了解岩石得基本知识、常用岩石得特点及建筑石材得技术要求。
造岩矿物得概念、性质
岩石得种类及性质
常用石材及其规格
Ⅰ、新课
2、1岩石得基本知识
2、1、1造岩矿物
2、1、2岩石种类
2、1、3岩石得性质
了解岩石得基本知识、常用岩石得特点，加深知识得理解
2、2常用建筑石材
2、2、1常用天然石材花岗岩
2、2、2建筑石材得规格
2、2、3建筑石材得污染及控制
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