建筑材料与检测教案.docx
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建筑材料与检测教案
教学进度表
专业12建筑工程技术专业班级2012级3、4班
课程《建筑材料与检测》任课教师
日期
周次
课时
主要内容
作业
9.24
4
2
绪论、建筑材料的基本性质
9.28
4
2
第一章建筑材料的基本性质
P171、2、3
10.8
6
2
第二章建筑石材
10.12
6
2
第三章气硬性胶凝材料
10.15
7
2
第四章硅酸盐水泥
10.19
7
2
第四章掺混合材料的硅酸盐水泥
10.22
8
2
第四章其他品种水泥
10.26
8
2
第五章概述、混凝土的组成材料
10.29
9
2
第五章混凝土的拌合物的技术性质
P1411、2、3、4、5
11.2
9
2
第五章混凝土的拌合物的技术性质
11.5
10
2
第五章硬化混凝土的性质混凝土外加剂
11.9
10
2
第六章建筑砂浆
P154
11.12
11
2
第七章烧土制品及熔融制品
11.16
11
2
第八章金属材料
11.19
12
2
第九章有机高分子材料
11.23
12
2
第十章防水材料
11.26
13
2
第十一章木材及制品
11.29
13
2
总复习
教学进度表
专业12建筑工程技术专业班级2012级5、6班
课程《建筑材料与检测》任课教师
日期
周次
课时
主要内容
作业
9.26
4
2
绪论、建筑材料的基本性质
9.28
4
2
第一章建筑材料的基本性质
P171、2、3
10.10
6
2
第二章建筑石材
10.12
6
2
第三章气硬性胶凝材料
10.17
7
2
第四章硅酸盐水泥
10.19
7
2
第四章掺混合材料的硅酸盐水泥
10.24
8
2
第四章其他品种水泥
10.26
8
2
第五章概述、混凝土的组成材料
10.31
9
2
第五章混凝土的拌合物的技术性质
P1411、2、3、4、5
11.2
9
2
第五章混凝土的拌合物的技术性质
11.7
10
2
第五章硬化混凝土的性质混凝土外加剂
11.9
10
2
第六章建筑砂浆
P154
11.14
11
2
第七章烧土制品及熔融制品
11.16
11
2
第八章金属材料
11.21
12
2
第九章有机高分子材料
11.23
12
2
第十章防水材料
11.28
13
2
第十一章木材及制品
11.30
13
2
总复习
2012~2013学年第一学期
课程名称
建筑材料与检测
总计:
66学时
讲课:
36学时
实验:
30学时
课程类别
专业基础课
授课对象
2012级建筑工程技术专业
学分
任课教师
职称
讲师
学历/学位
本科、工程硕士
课程教学目的与基本要求
《建筑材料》是城市规划专业一门专业选修课,是研究建筑材料的基本性质、主要功能、适用场合、实验方法和质量评价等方面的科学,也是一门工程中科学选用材料的应用科学。
学习本课程的主要目的:
学会如何选择与使用材料。
在本课程学习过程中,要注意了解事物的本质和内在的联系。
对于同一类的不同品种的材料,不但要学习它们的共性,更重要的是要了解它们各自的特性和具备这些特性的原因。
学习材料的技术标准:
国家标准、行业标准、企业标准
课程教学重点与难点
重点掌握常用建筑材料(水泥、砼、石灰、石膏、玻璃、钢材、木材、沥青、高分子材料)的原料——性质——应用,以及它们之间的相互关系。
难点:
水泥、砼、钢材的性质和应用。
主要教学方法与手段
通过多媒体演示等教学手段,讲述常用建筑材料的品种、规格、技术性能、质量标准、试验检测方法、储运保管和工程中的应用等方面的知识。
教材和主要参考资料
1.教材:
《建筑材料》,魏鸿汉主编;中国建筑工业出版社,2010年.
2.主要参考书目:
《建筑材料》,高琼英主编;武汉大学出版社,2012年.
《建筑材料》,吴科如主编;同济大学出版社,2001年.
《建筑材料》,张海梅主编;科学出版社,2000年.
授课时间
第1次课
课时
1
授课方式
理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□
授课题目
绪论
目的与要求
掌握课程的主要内容,了解材料的发展过程、发展趋势、发展方向及建筑材料的分类
重点与难点
1.明确建筑材料的定义,分类和建材的发展。
2.通过本章学习,让学生认识建筑材料在工程中的重要性,培养学生学习建筑材料的兴趣。
3.让学生了解学习建筑材料的目的及方法。
教学基本内容
[重点]学习建筑材料的目的及方法。
[难点]建筑材料的分类和发展方向。
一、建筑材料和建筑
1、相互关系:
前者是后者的基础
2、建筑材料和建筑、结构、施工之间是相互联系、促进的关系。
一种新型材料的出现——建筑形式的创新——结构设计和施工技术的改善。
3、随着社会的发展,在功能方面对建筑材料提出新要求:
4、选材要结合工程的功能的要求、使用环境
5、建筑材料在建筑工程中占的地位较重,占工程总造价的(50~60)%
二、建筑材料的分类
1、按化学成分分:
有机~、无机~、复合~
2、按使用功能分:
1)结构材料:
2)墙体材料:
3)建筑功能材料:
三、建筑材料的发展:
1、发展过程2、发展趋向1)研制高性能材料2)充分利用地方材料3)节约能源,优先开发和利用低能耗的建材
四、建筑材料的标准化
1、技术标准是产品质量的技术依据
2、建筑材料标准的种类:
国家~,行业~,企业~等
五、学习《建筑材料》课程的目的和任务
1、目的:
为房屋建筑设计、城市规划和设计等专业课提供必要的基础知识。
2、任务:
通过学习,掌握建材的原材料、组成、构造、性质、生产、检验、运输、保存等
第1、3部分重点讲解。
多媒体授课。
思考题、作业、参考文献
思考:
为什么建筑材料在现代社会中的重要作用。
参考:
《《建筑材料》,高琼英主编;武汉大学出版社,2012年.
课后小结
重点使学生能通过感性认识建筑材料在现代社会生产的重要性。
授课时间
第1、2次课
课时
3
授课方式
理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□
授课题目
第一章材料的基本性质
目的与要求
1.明辨建筑材料的各种基本性质;2.初步判断材料的性能和应用场合,为后续学习各种材料打下基础。
重点与难点
重点难点:
材料主要力学性质的表示方法和反映意义;提高材料耐久性的意义及方法。
教学基本内容
方法及手段
本章主要了解材料的组成、结构和构造对性质的影响;重点掌握材料的物理性质和力学性质。
一、材料的组成、结构及构造对性质的影响
材料的组成:
包括化学组成和矿物组成。
它是决定材料各种性质的重要因素。
材料的结构可分为宏观结构、细观结构和微观结构。
它是决定材料各种性质的最重要因素。
1、宏观结构(构造):
用肉眼或放大镜能够分辨的毫米级以上的粗大组织称为宏观结构,可分为:
(1)致密结构—如钢材、有色金属、玻璃、塑料、致密的天然石材等,其特点是强度和硬度较高,吸水性小,抗渗和抗冻性较好。
(2)多孔结构—如加气混凝土、泡沫塑料等,其特点是强度较低,吸水性大,抗渗和抗冻性较差,绝缘性较好。
(3)微孔结构—如普通烧结砖、建筑石膏制品等,其特点与多孔结构材料特点相同。
(4)纤维结构—如木材、竹材、玻璃纤维增强塑料、石棉制品等,其特点是平行纤维方向与垂直纤维方向的各种性质具有明显差异。
(5)片状或层状结构—如胶合板、纸面石膏板、各种夹心板等,其特点是平面各向同性,同时提高了材料的强度、硬度等,综合性能好。
(6)散粒结构—如砂子、石子、膨胀珍珠岩等,其特点是颗粒之间存在大量空隙,其空隙率大小主要取决于颗粒级配、颗粒形状及大小等。
2、细观结构:
用光学显微镜所观察到的微米级组织结构称为细观结构。
材料的细观结构对其力学性质、耐久性等影响很大。
3、微观结构:
用电子显微镜、X射线衍射仪等手段来研究材料原子、分子级的微观组织称为微观结构,分为晶体与非晶体。
二、材料的物理性质
(一)密度、表观密度与堆积密度
1、密度(ρ):
是指材料在绝对密实状态下,单位体积的干质量。
2、表观密度(ρo):
是指材料在自然状态下,单位体积的干质量。
3、堆积密度(ρoˊ):
是指粒状或粉状材料在堆积状态下,单位体积的质
量。
重点比较三者之间的区别。
(二)材料的密实度与孔隙率
1、密实度(D):
是指材料体积内被固体物质充实的程度,也就是固体体积
占总体积的比例。
2、孔隙率(P):
指材料体积内,孔隙体积占总体积的百分率。
D+P=1
(三)材料的填充率与空隙率
1、填充率(Dˊ):
是指散粒材料在堆积体积中,被其颗粒填充的程度。
2、空隙率(Pˊ):
是指散粒材料在堆积体积中,颗粒之间的空隙体积占堆
积体积的百分率。
Dˊ+Pˊ=1
(四)材料与水有关的性质
1、材料的亲水性与憎水性
材料在空气中与水接触时,能被水湿润者为亲水性,具有亲水性的材料称为
亲水材料;否则为憎水性,具有憎水性的材料称为憎水性材料。
2、材料的吸水性与吸湿性
(1)含水率(Wh):
指材料中所含水的质量占其干质量的百分率。
(2)吸水性:
指材料与水接触吸收水分的性质,其大小用吸水率表示,分
为体积吸水率和体积吸水率。
一般材料的孔隙率愈大,吸水性愈强;开口而连通的细小孔隙愈多,吸水性
愈强;闭口孔隙,水分不易进入;开口的粗大孔隙,水分容易进入,但不能存留,故吸水性较小。
材料的吸水性会对其性质产生不利影响。
如材料吸水后,使其质量增加,体积膨胀,导热性增加,强度和耐久性下降。
3、材料的耐水性
耐水性是指材料长期在水作用下,保持其原有性质的能力。
结构材料的耐水性主要指强度的变化,用软化系数(KR)来表示。
KR的大小,说明材料吸水饱和后其强度下降的程度。
KR越大,表明材料吸水饱和后其强度下降越少,其耐水性越强;反之则耐水性越差。
一般认为KR≥0.85的材料,称为耐水性材料。
经常位于水中或受潮严重的重要结构物,应选用KR≥0.85的材料;受潮较轻的或次要结构物,应选用KR≥0.75的材料。
4、材料的抗渗性
抗渗性是指材料抵抗压力水或其他液体渗透的性能。
用抗渗系数K表示。
5、材料的抗冻性
抗冻性是指材料在吸水饱和状态下,能经受多次冻融循环而不破坏,其强度也不严重降低的性质。
用抗冻等级表示。
抗冻等级是以试件在吸水饱和状态下,经冻融循环作用,质量损失和强度下降均不超过规定数值的最大冻融循环次数来表示。
(五)材料的热性质
1、导热性
材料传递热量的性质称为材料的导热性。
用导热系数λ表示。
导热系数越小,材料的隔热保温性能越好。
2、热容量
材料受热时吸收热量、冷却时放出热量的性质,称为热容量。
用Q表示
3、热变形性
材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质,称为材料的热变形性。
用线膨胀系数α表示。
线膨胀系数α越大,表明材料的热变形量越大。
4、耐燃性
材料在空气中遇火不着火燃烧的性能,称为材料的耐燃性。
按照遇火时的反应将材料分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料三类。
三、材料的力学性质
1、强度:
是指材料在外力(荷载)作用下不破坏时能承受的最大应力。
根据外力作用方式的不同,材料强度有抗拉、抗压、抗弯(抗折)、抗剪强度等。
2、强度等级:
根据其极限强度的大小,划分成若干不同的等级,称为材料的强度等级。
脆性材料主要根据其抗压强度来划分;塑性材料和韧性材料主要根据其抗拉强度来划分。
3、比强度:
材料的强度与其表观密度的比值,称为比强度。
它是衡量材料轻质高强性能的一项重要指标。
比强度越大,则材料的轻质高强性能越好。
4、弹性:
材料在外力作用下产生变形,当取消外力后,能完全恢复到原形状的性质。
5、塑性:
材料在外力作用下产生变形,当取消外力后,仍保持变形后的形状和尺寸的性质。
6、脆性:
材料在外力作用下,直到破坏前并无明显的塑性变形而发生突然破坏的性质。
7、韧性:
材料在冲击或震动荷载的作用下,能吸收较大能量,并产生较大变形而不发生破坏的性质。
四、材料的装饰性
建筑装饰材料的作用主要起装饰作用、保护作用和其他特殊作用(绝热、防潮、防火、吸声、隔音等),而装饰效果主要取决于装饰材料的色彩、质感和线型。
五、材料的耐久性
材料在使用过程中,能抵抗周围各种介质的侵蚀而不破坏,也不失去其原有性能的性质。
第二、三部分重点讲解。
多媒体授课。
思考题、作业、参考文献
思考:
1.生产材料时,在组成一定的情况下,可采取什么措施来提高材料的强度和耐久性?
2.决定材料耐腐蚀性的内在因素是什么?
作业P171、2、3
参考《建筑材料》,高琼英主编;武汉大学出版社,2012年.
课后
小结
重点掌握:
材料的基本物理性质;材料的力学性质;材料的耐久性。
授课时间
第3次课
课时
2
授课方式
理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□
授课题目
第二章建筑石材
目的与要求
教学目的:
了解天然石材分类,熟悉天然石材的品种,掌握其技术性质及选用原则。
重点与难点
[重点]建筑石材材料的性能和应用场合。
[难点]石材的分类及选用原则。
教学基本内容
方法及手段
2.1天然岩石的分类
岩浆岩
沉积岩
变质岩
2.2天然石材的技术性质
一、表观密度:
分为轻质石材和重质石材,分界点1800kg/m3
二、吸水性三、耐水性四、抗冻性五、耐热性。
六、强度:
采用边长为70mm的立方体试块测试,饰面石材可采用50mm的试块测试。
代码为MU。
七、硬度八、耐磨性九、抗风化性十、放射性
2.3建筑中常用岩石的特性与应用:
一、花岗岩二、大理岩三、石灰岩四、砂岩
2.4石材的加工类型与选用原则:
一、石材的加工类型二、石材的选用原则
第1、3部分重点讲解。
多媒体授课。
思考题、作业、参考文献
判断题
1.花岗石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。
()
2.大理石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。
()
3.汉白玉是一种白色花岗石,因此可用作室外装饰和雕塑。
()
参考《建筑材料》,高琼英主编;武汉大学出版社,2012年.
课后小结
通过演示石材场的参观照片来增强同学对石材的感性认识。
授课时间
第4次课
课时
2
授课方式
理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□
授课题目
第三章气硬性胶凝材料
目的与要求
教学目的:
理解石膏、水玻璃原料和生产;掌握石膏、水玻璃的硬化特点及应用。
重点与难点
重点难点:
石膏、水玻璃的硬化特点及应用。
教学基本内容
方法及手段
3.1石灰
一、概述
1、胶凝材料的定义
2、胶凝材料的分类
二、石灰的原理和生产
三、石灰的水化和硬化
四、石灰的特点
五、石灰的应用
六、石灰的保存和运输
3.2石膏
一、石膏的原料与生产
二、石膏的水化与硬化
三、石膏的特性上联:
白快膨孔吸热易溶脱下联:
装水模隔防火避潮热
四、建筑石膏的应用
3.3水玻璃
一、水玻璃的生产
二、水玻璃的硬化:
三、水玻璃的应用
本章主要了解石灰、石膏、菱苦土、水玻璃的特性、技术性能要求和应用。
一、胶凝材料概念和分类
在建筑工程中,将散粒材料(如砂子、石子)或块状材料(如砖或石块)粘合为一个整体的材料,统称为胶凝材料。
胶凝材料可分为有机胶凝材料和无机胶凝材料。
有机胶凝材料又分为沥青类、天然树脂类、合成树脂类;无机胶凝材料又分为气硬性胶凝材料(如石膏、石灰、水玻璃、菱苦土)、水硬性胶凝材料(如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥及其他水泥)
二、石灰的特性
1、石灰的熟化:
生石灰(CaO)加水生成氢氧化钙的过程,称为石灰的熟化或消解过程。
生石灰中常含有过火石灰,过火石灰表面有一层深褐色熔融物,熟化很慢,当石灰已经硬化后,其中过火颗粒才开始熟化,体积膨胀,引起隆起和开裂。
为了消除过火石灰的危害,石灰浆应在储灰池中“陈伏“两周以上,”“陈伏”期间,石灰浆表面应留有一层水,与空气隔绝,以免石灰碳化。
2、石灰特性:
石灰具有良好的保水性,凝结硬化慢、强度低,耐水性差;体积收缩大的特性。
三、建筑石膏的特性及应用
特性:
1、凝结硬化快;2、微膨胀性;3、孔隙率大;4、耐水性差;5、抗火性好;6、塑性变形大。
应用:
一般用于室内抹灰及粉刷、装饰制品、石膏板等。
四、水玻璃
1、特性:
水玻璃溶液可与水按任意比例混合,不同的用水量可使溶液具有不同的密度和粘度;水玻璃具有很强的酸腐蚀性,能抵抗多数无机酸、有机酸和侵蚀性气体的腐蚀;水玻璃硬化时析出的硅酸凝胶能堵塞材料的毛细孔隙,起到阻止水分渗透的作用;水玻璃具有良好的耐热性能;水玻璃对眼睛和皮肤有一定的灼伤作用,使用时应注意安全防护。
2、应用:
用于配制耐酸材料、耐热材料、涂料、灌浆材料、防水堵漏材料。
补充:
菱苦土的应用
菱苦土地板具有保温、无尘土、耐磨、防火、表面光滑和弹性好等特性,若掺入耐碱矿物颜料,可将地面着色,是良好的地面材料。
菱苦土板有较高的紧密度与强度,而且具有吸音、隔热的效果,可做内墙板和其他建筑材料之用。
加筋的菱苦土具有较高的强度,可以代替木材制成垫木、柱子等构件。
菱苦土耐水性较差,故这类制品不宜用于长期潮湿的地方,菱苦土制品中不宜配置钢筋。
第1、2部分重点讲解。
多媒体授课。
思考题、作业、参考文献
思考1.加气混凝土砌块砌筑的墙抹砂浆层,采用与砌筑烧结普通砖的办法往墙上浇水后即抹,一般的砂浆往往易被加气混凝土吸去水分而容易干裂或空鼓,请分析原因。
2.未烧透的欠火砖为何不宜用于地下?
参考:
《《建筑材料》,高琼英主编;武汉大学出版社,2012年.
课后小结
重点掌握:
石膏、水玻璃的硬化特点及应用。
授课时间
第5~7次课
课时
6
授课方式
理论课√讨论课□习题课□实验课□上机课□技能课□其他□
授课题目
第5章水泥
目的与要求
教学目的:
理解掺混合材料的目的和作用机理;掌握不同品种硅酸盐水泥的特点及应用。
重点与难点
重点难点:
常用活性混合材料的种类;不同品种水泥的特点及应用。
教学基本内容
方法及手段
4.1通用水泥
4.2硅酸盐水泥
一、概述
二、硅酸盐水泥的原料与生产
三、硅酸盐水泥的水化与硬化
四、影响硅酸盐水泥的水化、凝结硬化的主要因素
五、硅酸盐水泥的主要技术性质
六、硅酸盐水泥的腐蚀
七、硅酸盐水泥的特性及应用
八、硅酸盐水泥的包装、运输和保存
一、混合材料
二、掺混合材料的硅酸盐水泥
4.3专用水泥
4.4特性水泥
1、中热硅酸盐水泥及低热硅酸盐水泥
2、抗硫酸盐硅酸盐水泥
3、快硬硅酸盐水泥
4、低热膨胀水泥
5、膨胀水泥和自应力水泥
6、砌筑水泥及高铝水泥
本章主要了解六种常用水泥的组成、特性及选用。
一、硅酸盐水泥
1、概念:
由硅酸盐水泥熟料,0%~5%石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为硅酸盐水泥。
硅酸盐水泥分为不渗加混合材料的Ⅰ型硅酸盐水泥(代号P•Ⅰ)和掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的Ⅱ型硅酸盐水泥(代号P•Ⅱ)
2、主要熟料矿物:
硅酸三钙(3CaO•SiO2,简写为C3S),含量37%~60%;
硅酸二钙(2CaO•SiO2,简写为C2S),含量15%~37%;
铝酸三钙(3CaO•Al2O3,简写为C3A),含量7%~15%;
铁铝酸四钙(4CaO•Al2O3•Fe2O3,简写为C4AF),含量10%~18%。
3、水泥熟料矿物的水化特性
硅酸三钙
(C3S)
硅酸二钙
(C2S)
铝酸三钙
(C3A)
铁铝酸四钙
(C4AF)
水化、凝结硬化速度
快
慢
最快
快
28d水化热
多
少
最多
中
强度
高
早期低、后期高
低
低
4、水泥的凝结硬化:
水泥用适量的水调和后,最初形成具有可塑性的浆体,随着时间的增长,失去可塑性(但无强度),这一过程称为初凝,开始具有强度时称为终凝。
由初凝到终凝的过程称为水泥的凝结。
此后,产生明显的强度并逐渐发展而成为坚硬的石状物—水泥石,这一过程称为水泥的硬化。
影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素:
(1)水泥组成成分;
(2)石膏掺量;(3)水泥细度;(4)养护条件(温度、湿度);(5)养护龄期;(6)拌和用水量;(7)外加剂;(8)贮存条件。
5、硅酸盐水泥的技术性质:
(1)细度:
指水泥颗粒的粗细程度,它直接影响着水泥的性能和使用。
凡水泥细度不符合规定者为不合格品。
(2)凝结时间:
分初