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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

4

2

绪论、建筑材料的基本性质

4

2

第一章建筑材料的基本性质

P171、2、3

6

2

第二章建筑石材

6

2

第三章气硬性胶凝材料

7

2

第四章硅酸盐水泥

7

2

第四章掺混合材料的硅酸盐水泥

8

2

第四章其他品种水泥

8

2

第五章概述、混凝土的组成材料

9

2

第五章混凝土的拌合物的技术性质

P1411、2、3、4、5

9

2

第五章混凝土的拌合物的技术性质

10

2

第五章硬化混凝土的性质混凝土外加剂

10

2

第六章建筑砂浆

P154

11

2

第七章烧土制品及熔融制品

11

2

第八章金属材料

12

2

第九章有机高分子材料

12

2

第十章防水材料

13

2

第十一章木材及制品

13

2

总复习

教学进度表

专业12建筑工程技术专业班级2012级五、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

4

2

绪论、建筑材料的基本性质

4

2

第一章建筑材料的基本性质

P171、2、3

6

2

第二章建筑石材

6

2

第三章气硬性胶凝材料

7

2

第四章硅酸盐水泥

7

2

第四章掺混合材料的硅酸盐水泥

8

2

第四章其他品种水泥

8

2

第五章概述、混凝土的组成材料

9

2

第五章混凝土的拌合物的技术性质

P1411、2、3、4、5

9

2

第五章混凝土的拌合物的技术性质

10

2

第五章硬化混凝土的性质混凝土外加剂

10

2

第六章建筑砂浆

P154

11

2

第七章烧土制品及熔融制品

11

2

第八章金属材料

12

2

第九章有机高分子材料

12

2

第十章防水材料

13

2

第十一章木材及制品

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≥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≥的材料;受潮较轻的或次要结构物,应选用KR≥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

天然岩石的分类

岩浆岩

沉积岩

变质岩

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

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

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

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

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

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

通用水泥

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

掺混合材料的硅酸盐水泥

一、混合材料

二、掺混合材料的硅酸盐水泥

专用水泥

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

最快

28d水化热

最多

强度

早期低、后期高

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:

分初凝时间和终凝时间。

从加入拌和用水至水泥浆开始失去塑性所需的时间,称为初凝时间。

自加入拌和用水至水泥将完全失去塑性,并开始有一定结构强度所需的时间,称为终凝时间。

国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间不得早于45min,终凝时间不得迟于。

凡初凝时间不符合规定者为废品,终凝时间不符合规定者为不合格品。

(3)体积安定性:

是指水泥在凝结硬化过程中,水泥体积变化的均匀性。

体积安定性不良的水泥作废品处理。

(4)强度及强度等级:

水泥强度是表明水泥质量的重要技术指标,也是划分水泥强度等级的依据。

按标准方法制作的一组试件,分别测定3d和28d的抗压强度和抗折强度,根据测定结果,查表确定硅酸盐水泥的强度等级。

(5)碱含量:

指水泥中Na2O和K2O的含量。

国家标准规定:

水泥中碱含量不得大于%或由供需双方商定.

国家标准中还规定:

凡氧化镁、三氧化硫、安定性、初凝时间中任一项不符合标准规定时,均为废品。

凡细度、终凝时间、强度低于规定指标时称为不合格品。

废品水泥在工程中严禁使用。

若水泥仅强度低于规定指标时,可以降级使用。

二、掺混合材料的硅酸盐水泥

1、掺混合材料的作用:

在水泥熟料中加入混合材料后,可以改善水泥的性能,调节水泥的强度,增加品种,提高产量,降低成本,扩大水泥的使用范围,同时可以综合利用工业废料和地方材料。

根据掺入混合材料的数量和品种不同有:

普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥。

2、混合材料种类:

(1)活性混合材料:

能与水泥水化产物氢氧化钙起化学反应,生成水硬性胶凝材料,凝结硬化后具有强度并能改善硅酸盐水泥的某些性质。

常用有粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰。

(2)非活性混合材料:

与水泥矿物成分不起化学作用或化学作用很小,将其掺入水泥熟料中仅起提高水泥产量、降低水泥强度等级和减少水化热等作用。

材料有:

磨细石英砂、石灰石、粘土、慢冷矿渣及各种废渣。

3、普通硅酸盐水泥:

由硅酸盐水泥熟料、6%~15%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。

代号P•O。

特点:

与硅酸盐水泥相比,早期硬化速度稍慢,3d的抗压强度稍低,抗冻性与耐磨性也稍差。

4、矿渣硅酸盐水泥:

由硅酸盐水泥熟料和粒化

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