建筑材料与构造(一级)精讲班第1讲讲义
大纲
第一章建筑材料
大纲
1、建筑材料的基本性质：物理性质、力学性质、化学性质、耐久性等。

材料的组成、结构和构造与材料性质。

2、气硬性无机胶凝材料：石灰和石膏的组成、性质和应用；
3、水泥：包括水泥的组成、水化与凝结硬化机理、性能与应用；
4、混凝土：包括原材料技术要求、拌合物的和易性及影响因素、强度性能与变形性能耐久性-抗渗性、抗冻性、碱-集料反应、混凝土外加剂与配合比设计；
5、建筑钢材：包括建筑钢材的组成、组织与性能关系、加工处理及其对钢材性能的影响、建筑钢材种类与选用。

6、木材、建筑塑料、防水材料、绝热材料、吸声材料、装饰材料等的组成、性质和应用。

材料的结构
第一节建筑材料的基本性质
1、材料的结构
①微观结构：物质的原子、分子层次的微观结构。

材料的结构可以分为晶体、玻璃体和胶体。

晶体分为原子晶体、分子晶体、金属晶体和离子晶体。

②亚微观结构：用光学显微镜所能观察的材料结构。

③宏观结构：用肉眼和放大镜能够分辨的粗大组织。

建筑材料的物理性质(上)
2、建筑材料的物理性质
①材料的密度、表观密度、堆积密度
⑴密度：材料在绝对密度状态下单位体积的重量。

（与材料孔隙无关）
⑵表观密度：材料在自然状态下单位体积德重量。

（与材料内部孔隙有关）
⑶堆积密度：粉状或散粒材料在堆积状态下单位体积德重量。

（与材料内部孔隙和颗粒之间的空隙都有关）
②材料的孔隙率空隙率
⑴孔隙率：材料体积内空隙体积所占的比例（与空隙率相对应的是密实度）。

空隙可分为连通孔和封闭孔。

⑵空隙率：散装粒状材料在某堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的比列。

③材料的亲水性和憎水性
⑴润湿角θ≤90°的材料为亲水材料，如建材中的混凝土、木材、砖等。

亲水材料表面做憎水处理，可提高其防水性能。

⑵润湿角θ>90°的材料为亲水材料，如建材中的沥青、石蜡等。

建筑材料与构造(一级)精讲班第2讲讲义
建筑材料的物理性质(下)
④材料的吸水性和吸湿性
⑴吸水性：在水中能吸收水分的性质。

吸水率，m0－干燥状态下的重量，m－吸水状态下的重量。

⑵吸湿性：材料吸收空气中水分的性质。

含水率，m0－干燥状态下的重量，m1－含水状态下的重量。

⑤材料的耐水性、抗渗性和抗冻性
⑴耐水性：材料长期在饱和水的作用下不破坏，而且强度也不显著降低的性质。

软化系数，R饱－吸水饱和状态下的抗压强度，R干－干燥状态下的抗压强度，K软≥0.85的材料认为
是耐水材料。

⑵抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质。

一般用渗透系数K或抗渗等级P表示。

混凝土材料的抗渗等级P=10H-1，H-六个试件中三个试件开始渗水时的水压力。

K越小或P越高，表明材料的抗渗性越好。

⑶抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏、强度又不明显降低的性质，常用抗冻等级F表示。

孔隙率小及具有封闭孔的材料有较高的抗渗性和抗冻性；具有细微而连通的空隙对材料的抗渗性和抗冻性不利。

⑥材料的导热性
导热性：材料传到热量的性质。

用导热系数λ表示，通常将λ≤0.23的材料称为绝热材料。

孔隙率越大、表观密度越小，导热系数越小。

建筑材料的力学性能
3、建筑材料的力学性能
①强度与比强度
强度是材料抵抗外力破坏的能力。

强度分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度。

孔隙率越大，强度越低。

比强度是按单位重量计算的材料强度，等于材料的强度与其表观密度之比。

②弹性与塑性
⑴弹性：材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，能完全恢复原来形状的性质。

⑵塑性：当外力去除后，材料仍保持变形后的形状和尺寸，且不产生裂缝的性质。

⑶徐变：材料受到某一载荷的长期作用，其变形会随时间延长而增加。

普通混凝土在长期载荷下会产生徐变。

③脆性与韧性
⑴脆性：材料在外力作用下，无明显变形而突然破坏的性质。

具有这种性质的材料为脆性材料，如砖、石材、玻璃、陶瓷、铸铁等。

⑵韧性：材料在冲击或震动载荷下能吸收较大的能量，产生一定的变形而不破坏的性质。

钢材和木材等均属于韧性材料。

建筑材料的耐久性
4、建筑材料的耐久性
材料在长期使用过程中，能保持其原有性能而不变质、不破坏的性质统称材料的耐久性，受到物理作用、化学作用、生物作用等影响，是一种复杂、综合的性质。

建筑材料与构造(一级)精讲班第3讲讲义
分类
气硬性无机胶凝材料
建筑上凡是经过一系列物理、化学作用，能将松散物质粘结成整体的材料为胶凝材料。

无机胶凝材料按照硬化条件分为气硬性和水硬性胶凝材料。

气硬性胶凝材料只能在空气中硬化、保持或发展其强度，如石灰、石膏、水玻璃等。

水硬性胶凝材料可在空气和水中硬化，并保持和继续发展强度，如水泥。

石膏
1、石膏
石膏具有凝结、硬化速度快，导热性低、吸声性强等特点。

①石膏胶凝材料的生产
原料是天然二水石膏CaSO4.2H2O，还有天然无水石膏等。

生产石膏胶凝材料的主要工序是破碎、加热与磨细，生产原理是二水石膏脱水生成半水石膏或无水石膏。

根据加热方式不同可得到α型和β型两种形态的半水石膏，建筑工程常用的是β型半水石膏。

②建筑石膏的硬化机理：建筑石膏的凝结和硬化主要是由于半水石膏与水相互作用还原成二水石膏。

③建筑石膏的技术性质：密度、品种、强度测试条件、产品标记、储存等。

④建筑石膏的应用：用装饰、保温绝热、吸声、阻燃等，石膏具有长期徐变的性质，在潮湿的环境中更严重，不宜用于承重结构。

⑤其他品种的石膏材料：⑴高强度石膏；⑵无水石膏水泥；⑶高温煅烧石膏
石灰
2、石灰
①石灰的生产
⑴石灰的原材料是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，如石灰石、白云石、白垩等。

将石灰石在适当温度下煅烧，碳酸钙分解，释放二氧化碳，得到氧化钙。

MgO含量≤5%为钙质生石灰，MgO>5%为镁质生石灰。

⑵石灰的熟化：石灰使用前，一般先加入水，使之消解为熟石灰，其主要成分为氢氧化钙。

在熟化过程中，放出大量的热，而且体积增大1-2倍。

⑶石灰的硬化包括结晶作用和碳化作用两个同时进行的过程，是一个相当缓慢的过程。

⑷石灰的技术性质：生石灰熟化后形成的石灰浆具有良好的可塑性，用于配制建筑砂浆可显著提高砂浆的和易性；石灰不宜长期在潮湿环境中或有水的环境中使用；石灰在使用过程中一般要掺入砂、麻刀等材料，可限制收缩，并节约石灰。

⑸石灰的应用：石灰乳涂料、石灰土、硅酸盐制品、碳化石灰板材等。

建筑工程中所用石灰为建筑生石灰、建筑生石灰粉和建筑消石灰粉。

产品各项技术指标需达到相应要求，一项低于合格产品则为不合格产品。

菱苦土
3、菱苦土
菱苦土地面保温性好，无噪声、不起灰、弹性良好、防火、耐磨，宜用于纺织车间及民用建筑等，但不适用于经常受潮、遇水和遭受酸类侵蚀的地方。

水玻璃
4、水玻璃
水玻璃有良好的粘结能力，硬化时析出的硅酸凝胶有堵塞毛细空隙而防止水渗透的作用，可涂刷于粘土砖及混凝土等制品表面，提高其表层密实度与抗风化能力。

硬化后的水玻璃耐碱性差。