绪论。建筑材料》这门课程介绍了土木工程中常用的建筑材料，例如水泥、混凝土、建筑钢材、沥青等，重点讲述这些材料的组成、技术性质以及合理选用。通过这门课程的学习，使大家对建筑材料有一个广泛的认识，并能够根据工程的不同要求选择出不同的材料，而且根据建材的规范标准对材料进行质量评定及检验。
建筑材料是建筑工程的物质基础，没有了建筑材料也就无所谓建筑工程，俗话说，“巧妇难为无米之炊”，如果没有建筑材料，即使再高超的建筑师也不能将设计变为建筑。在我国目前的建筑工程中，建筑材料的投资占工程总投资的50%~60%。由于目前我国经济实力有限，我们的建筑方针是“实用、经济，在可能的条件下注意美观”，这样就涉及到节省资金的问题，就必然要尽可能的降低工程中所用材料的费用，这就要求我们这些从事建筑工程的技术人员了解和掌握相关知识，使所用的材料都能最大限度地发挥其作用。
并合理、经济地满足工程上的各种要求。
0-1建筑材料的定义和分类。
1.定义：建筑材料是指建筑工程中所使用的各种材料及其制品的总称。
由于建筑材料品种繁多，为了研究、使用和论述方便，常从不同角度对它进行分类。
2.建筑材料的分类。
1）按化学成分分。
无机材料： 金属材料黑色金属：（以铁元素为主要成分的金属及其合金）铁、钢及其合金、合金钢、不锈钢；
有色金属：（以其他金属元素为主要成分的金属及其合金）铝、铜及其合金。
非金属材料天然石材：（是最古老的建筑材料之一，世界上许多著名的古建筑，如埃及的金字塔，河北的赵洲桥都是由天然石材建造而成。还有用于宾馆、商场等公共建筑工程的地面的天然大理石也是天然石材中的一种）砂、石及石材制品；
烧土制品：粘土砖、瓦、陶瓷制品；
无机胶凝材料：石灰、石膏、水泥；
混凝土及硅酸盐制品。
有机材料： 植物材料：木材、竹材等；
沥青材料：石油沥青、煤沥青、沥青制品；
合成高分子材料：塑料、涂料、胶粘剂、合成橡胶等。
复合材料：（两种或两种以上不同性质材料经加工而合成一体的材料）玻璃钢、钢筋混凝土。
2）按部位和使用功能分。
建筑结构材料：构成建筑物受力构件和结构所用的材料。常用：砖、石、钢筋混凝土、
墙体材料：起围护和隔断作用的材料。空心粘土砖、混凝土墙板、石膏板、金属板和复合墙板。
建筑功能材料：满足除了力学性能之外的要求，担负某些建筑功能的非承重用材料。
例如：涂料、防水材料、吸声材料。
建筑器材： 除了前三种之外的。如灯具、水暖等。
一般来说，建筑物的安全度和可靠度主要取决于建筑结构材料所组成的构件和结构体系。建筑物的使用功能以及建筑质量水平决定于建筑功能材料。此外，对某种具体材料可以兼有多种功能。
0-2建筑材料的技术标准。
一、技术标准：生产和使用单位检验、确证产品质量是否合格的技术文件。
例如：gb175-1999“硅酸盐水泥、普通水泥”
标准=代号+编号+名称。
1．代号：反映了该标准的等级。目前，我国常用的标准主要有国家级、行业级、地方级和企业级四类。
1） 国家标准：有强制性国家标准（代号gb）和推荐性国家标准（代号gb/t）。强制性国家标准是全国必须执行的技术指导文件，产品的技术指标都不得低于标准中规定的要求。
推荐性国家标准是非强制性的，执行时也可采用其他相关标准的规定。
2） 行业标准：各行业（或主管部门）为了规范本行业的产品质量而制定的技术标准，也是全国性的指导文件。但是它是由主管生产部门发布的。
交通行业jt，建材行业jc，建工行业jg，铁路行业tb，水利水电sd，冶金行业yj，林业lb，石油化工sh，石油工业sy，附加标准”j”，推荐性标准”/t”
3） 地方标准：地方主管部门发布的地方性技术指导文件（代号db）适于在该地区使用。
4） 企业标准：由企业制定发布的指导本企业生产的技术指导文件（qb），仅适用于本企业。
5） 国际标准：国际标准iso,美国材料试验协会标准astm,日本工业标准jis,英国标准bs,法国标准nf,德国工业标准din
2．编号：表示标准的顺序号和颁布年代号（阿拉伯数字）
二、标准的更新。
标准是根据一个时期的技术水平制定的，因此它只能反映一个时期的技术水平，具有暂时的相对稳定性。随着科学技术的发展，不变的标准不但不能满足技术飞速发展的需要，而且会对技术的发展起到限制和束缚作用。所以标准需要更新。
目前，世界和我国都确定为每5年左右修订一次标准。
0-3学习方法。
我们学习这门课程的主要目的是正确的选用材料，这就需要掌握材料的性质。所以在学习时，以所有材料的技术性质为经线，以不同材料为纬线，将二者穿插讲述，对不同材料有全面的了解。
此外，实验课是本课程的一个重要环节，通过实验，我们可以对建材的性能有进一步的了解，还能学习到一定的实验方法，培养科研能力和严谨的科学态度，为今后大家走向工作岗位打下良好的基础。
第一章土木工程材料的基本性质。
1-1材料的基本物理性质。
一、与质量有关的性质（密度、表观密度、堆积密度）
1．密度。1） 定义：在绝对密实状态下，单位体积材料所具有的质量。
绝对密实状态是指假设材料中没有孔存在时的状态。任何材料在一般情况下很难达到这种状态。
例如：一块砖放入水中，拿出来后，砖湿了，表明一部分水被吸到砖的孔隙中，说明砖内部是存在孔隙的；对于钢材和玻璃，其内部的孔体积<1%，所产生的误差在允许的范围内，所以认为他们近似于绝对密实状态。
2） 表示方法及测试。
g/cm3）
m-干燥状态下的质量（一般在105℃~110℃下烘干24~48小时，直至恒重）
v-材料的实体积（不包括孔隙的体积）
利用排液法测体积时，开口孔的体积和通孔的体积都没有包括在内，但是封闭孔的体积包括在内，这时将材料磨细，细度达到一定程度时，便可以将所有的封闭孔变成开口孔，这样测得的体积就为材料的实体积。（水泥和水反应，只能用油来测）
常用李氏瓶来测量材料的实体积。
2．表观密度。
在工程中，许多材料中存在孔隙，所以密度的应用意义不大。例如，梁的体积×梁的密度≠梁的自重，在这种情况下，就需要用到表观密度。
1） 定义：在自然状态下，单位体积材料所具有的质量。
2） 表示方法及测试：ρ0=m/v0
v0=v+孔隙体积。
对块状、规则材料：几何体积即为v0，为v+ v（开口孔）+ v（闭口孔）
对不规则粒状或块状（如石子）材料：常用排液法测，为v+ v（闭口孔）
对粉末状材料：与v相差值在误差允许范围内，常用v值代替。
3） ρ0与材料的含水状态有关。
一般是指气干状态下或是绝干状态下的，如果是湿材料，则要注明材料的含水率是多少。
3．堆积密度。
1） 定义：指粉状或粒状材料（沙子、石子），在自然堆积状态下，单位体积材料具有的质量。
2） 表示方法及测试：ρ0’=m/ v0 ’
v0 ’=v+ v(孔)+ v(空)
用一固定容积的容器，将材料倒入，ρ0’=材料质量/容器的容积。
0’是可变的，材料堆积越紧，ρ0’越大。一般要求铁铲离容器口50毫米。
4．比较。在相同质量的状态下，ρ0’<ρ0≤ ρ对一种材料而言，ρ是不变的，ρ0和ρ0’是可变的。
二、密实度与孔隙率。
1． 密实度。
1）定义：指材料的体积内被固体物质充实的程度。
2）表示：2． 孔隙率。
1）定义：孔隙率是指材料的体积内，孔隙体积所占的比例。按。
2）表示：3）对材料性能的影响： 孔隙率的大小直接反映了材料的致密程度。
材料内部孔隙的构造，可分为连通与封闭两种。连通孔隙不仅彼此连通而且与外界连通，而封闭孔不仅彼此封闭且与外界相隔绝。孔隙可按其孔径尺寸的大小分为极微细孔隙、细小孔隙和租大孔隙。
在孔隙率一定的前提下，孔隙结构和孔径尺寸及其分布对材料的性能影响较大。
三、填充率与空隙率。
1．填充率。
1）定义：填充率是指在某堆积体积中，被散粒材料的颗粒所填充的程度。
2）表示：
2．空隙率。
1）定义：在某堆积体积中，散粒材料颗粒之间的空隙体积所占的比例。
2）表示：空隙率的大小反映了散粒材料的颗粒之间互相填充的程度。空隙率可作为控制混凝土集料的级配及计算砂率的依据。
四、材料与水相关的性质。
1．材料的亲水性与憎水性。
土木工程中的建、构筑物常与水或大气中的水汽相接触。水分与不同的材料表面接触时，其相互作用的结果是不同的。玻璃表面的水会铺展开，若玻璃表面涂层蜡之后再向上面滴水，则水会呈现球形。
1）定义：亲水性：材料在空气中与水接触时，其表面能被水所润湿的性能。
憎水性：材料在空气中与水接触时，其表面不能被水所润湿的性能。
2）判断：根据润湿边角判断。
在材料、水和空气的交点处，沿水滴表而的切线与水和固体接触而所成的夹角(θ)称为润湿边角。润湿边角θ愈小，浸润性愈好。如果润湿边角θ为零，则表示该材料完全被水所浸润。
a）亲水材料b）憎水材料。
当θ≤900时，水分子之间的内聚力小于水分子与材料表面分子之间的相互吸引力，此种材料称为亲水性材料；
当θ＞900时，水分子之间的内聚力大于水分子与材料表面分子之间的吸引力，材料表面不会被水浸润，此种材料称为憎水性材料。
2．材料的吸水性与吸湿性。
1）吸水性。
a． 定义：材料与水接触吸收水分的性质，称为材料的吸水性。
b． 表示指标：吸水率。
质量吸水率：吸入水的质量占材料干燥质量的百分率。
体积吸水率：吸入水的体积占材料表观体积的百分率。
c． 影响因素：
材料内部的孔隙——如果材料具有细微且连通的孔隙，则吸水率较大。若是封闭孔隙，则水分不易渗入；粗大的孔隙水分虽然容易渗入，但仅能涸湿孔隙表面而不易在孔中留存；所以，含封闭或粗大孔隙的材料，吸水率较低。
材料的亲水性能——亲水性材料的吸水率较大。
2）吸湿性。
a． 定义：材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。
b． 表示指标：含水率。
式中 w——材料的含水率，％；
m——材料在于燥状态下的质量，g；
ml——材料在含水状态下的质量，g。
c． 对其他性能的影响：
例如，木制门轴在潮湿环境中往往不易开关，就是由于木材吸湿膨胀而引起的。而保温材料吸湿含水后，导热系数将增大，保温性能会降低。
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