《建筑材料》教案

教案头绪论学习目标：掌握材料的技术标准，掌握建筑材料的分类和学习方法。

了解材料的发展历史和在国民经济中的地位。

教学重点：1、掌握材料的技术标准。

2、建筑材料的分类和学习方法教学难点：材料的技术标准教学手段和方法：教师讲授，课堂讨论，多媒体教学1.建筑材料的分类用于土建工程的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、花岗石陶瓷和玻璃——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.建筑材料的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（2000-3000 BC)：石材、石灰、石膏万里长城（200 BC):条石、大砖、石灰砂浆布达拉宫：石材、石灰砂浆罗马圆形剧场（70-80 AC):石材、石灰砂浆18世纪中叶——钢材、水泥(J.Aspdin,1824）19世纪——钢筋混凝土（1890-1892）；中国，189820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的地位和作用3.1建筑材料是发展建筑业的物质基础材料费用一般占建筑工程总造价的50-70%3.2必须恰当选择和合理使用原材料材料质量的优劣，配制是否合理，选用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和推广应用干抹砂浆、预拌混凝土等水泥深加工制品。

开发集结构、保温、装饰为一体的内外墙复合板材。

4.建筑材料课程的作用、任务和学习方法4.1作用4.1.1为后续课程的学习提供必要的知识4.1.2为今后从事专业技术工作时，合理选择和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的作用和要求4.2.2了解常用材料的生产、成分和构造4.2.3掌握常用材料的技术性质，以及影响材料性质的主要因素及其相互关系4.2.4掌握常用材料的标准，熟悉其分类、分等和规格4.2.5熟悉常用材料的测试仪器，掌握测试方法和技术。

4.2.6掌握常用材料的选用原则和方法。

4.2.7掌握工地配置材料的配置原理及方法，了解这些材料的施工注意事项3.学习方法3.1 重点掌握材料的基本理论、基本知识、基本性质3.2 学习掌握材料的技术标准: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的检验方法——合格性判断和验收。

对实验数据、试验结果进行分析判别，培养从事科学研究的能力。

教案头第一章 建筑材料的基本性质学习目标：掌握密度、表观密度以及堆积密度之间的区别掌握孔隙率及孔的形状对材料性能的影响。

掌握与水有关的性质。

了解材料的热工性质 教学重点：掌握密度、表观密度以及堆积密度之间的区别 掌握孔隙率及孔的形状对材料性能的影响。

掌握与水有关的性质教学难点：材料的密度表观密度及堆积密度之间区别 教学手段和方法：教师讲授，课堂讨论，多媒体教学1.1材料的物理性质1.1.1 材料与质量有关的性质几种密度：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，单位实体体积的干质量。

（不包括开口和闭口孔隙体积）2）表观密度 ：材料单位表观体积（闭口孔隙+开口孔隙+实体）的干质量。

两种密度异同：m 为材料的烘干质量；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）的质量。

反映散粒堆积的紧密（压实）程度及可能的堆放空间思考：颗粒材料的密度为ρ，表观密度为ρ0，堆积密度ρ0 ‘，则三种密度的关系？ 4.孔隙率和空隙率孔隙的特征KB V V V m V m ++==00ρS K B V V V V m V m +++='='0ρ（1）按孔隙尺寸大小，可把孔隙分为微孔、细孔和大孔三种 （2）按孔隙之间是否相互贯通，把孔隙分为孤立孔、连通孔。

（3）按孔隙与外界之间是否连通，把孔隙分为开口孔、封闭孔。

孔隙对材料的影响：（1）孔隙的多少（孔隙率） （2）孔隙的特征 5.孔隙率和密实度孔隙率是指材料内部孔隙体积占材料总体积的百分率。

▲孔隙率密实度是指材料的体积被固体物质充实的程度。

6.空隙率与填充率 ——散粒状材料空隙率是指散粒材料堆积体积中，颗粒间空隙体积占总体积的百分率。

空隙率 填充率是指散粒材料堆积体积中，颗粒填充的程度。

填充度1.1.2 材料与水有关的性质建筑材料的亲水性和憎水性在建筑工程中有什么实际意义？1.建筑材料的亲水性在建筑工程中，可以帮助其他材料增强水的融合，比如，在混凝土的添加剂里有种称为减水剂的，它就可以帮助增强混凝土的和易性，减少水，配置同样的强度的混凝土，以减少水泥量。

2.同样，材料的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的具有憎水性的材料，如沥青等等1. 材料的亲水性与憎水性湿润边角：在材料、水和空气的三向交叉点处沿水滴表面做切线，此切线与材料和水接触面的夹角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. 材料的吸水性与吸湿性(1) 吸水性：材料在水中能吸收水分的性质——饱水状态（吸水饱和） 质量吸水率：材料饱水状态,所吸水分质量占干质量的百分率%100⨯-=m mm W b m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思考：%100)1(%100%100000⨯-=⨯-=⨯=ρρV V V P 总体积孔隙体积P V V D -=⨯=⨯=⨯=1%100%100%10000ρρ总体积实体体积%100)1(%100%1000''00'0'⨯-=⨯-=⨯=ρρV V V p 堆积体积空隙体积p V V D '-=⨯'=⨯'=⨯='1%100%100%100000ρρ堆积体积颗粒体积%100%100%100000⨯⨯-=⨯⨯-=⨯=w b w b V m m m m m m V w V W ρρρρ0ρm V W W =材料的孔隙率越大，吸水率越大，对吗？材料的吸水性不仅与材料的亲水性或憎水性有关，而且与孔隙率的大小和孔隙特征有关。

对于孔特征相近的材料，一般孔隙率越大，吸水性也越强。

具有粗大孔隙的材料，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的材料是不吸水的，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的性质 ——自然状态含水率：自然状态，材料所含水分质量占其干质量的百分率有一块砖重2625g ，其含水率为5% ，该湿砖所含水量为多少？ 解：吸水率与含水率的异同？材料的吸水率反映了材料在标准测试方法之下吸收水分的能力的大小，是恒值。

材料的含水率反映材料在自然状态下含水的状态，不一定已经达到吸水饱和，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。

是变值。

3.材料的耐水性材料长期在水的作用下既不破坏，强度又不显著降低的性质称为耐久性。

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 的范围在0~1之间。

KR>0.85， 称为耐水材料。

例： 耐水性不正确的[ ]。

A 、有孔材料的耐水性用软化系数表示 B 、材料的软化系数在0～1之间波动C 、软化系数大于0.80的材关于料称为耐水材料。

D 、软化系数小于0.80的材料称为耐水材料。

E 、软化系数越大，材料吸水饱和后强度降低越多，耐水性越差例： 某石材在气干、绝干、水饱和情况下测得的抗压强度分别为174、178、165 MPa ，求该石材的软化系数，并判断该石材可否用于水下工程。

解该石材的软化系数为:由于该石材的软化系数为0.93，大于0.85，故该石材可用于水下工程。

4.材料的抗渗性%100⨯-=mm m W S h gx xxm m m W b m 125%5%1002625%100==⨯-=⨯-=gbRf f K=——抵抗压力水渗透的性质（1）渗透系数渗透系数：Ks 的意义：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、砼或砂浆所能承受的最大水压力。

如：最大承水压力为0.2MPa ，表示为P2，另有P4、P6 、P8、P10… 5. 材料的抗冻性——材料饱水状态下，能经受多次冻融交替作用，既不破坏，强度又不显著降低的性质。

抗冻等级：能经受冻融循环的最大次数， 记为F50、F100、F200、F300 … 材料的抗冻性用抗冻等级表示。

抗冻等级：以规定的试件，在规定试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数。

用符号F n 表示，其中n 即为最大冻融循环次数，如F 25、F 50等。

材料的抗冻等级可分为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次的冻融循环。

如混凝土抗冻等级Ｆ15是指所能承受的最大冻融次数是15次(在-15℃的温度冻结后，再在20 ℃的水中融化，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，材料的抗冻性是否越差？材料的孔隙包括开口孔隙和闭口孔隙两种，材料的孔隙率则是开口孔隙率和闭口孔隙率之和。

材料受冻融破坏主要是因其孔隙中的水结冰所致。

进入孔隙的水越多，材料的抗冻性越差。

水较难进入材料的闭口孔隙中。

若材料的孔隙主要是闭口孔隙，即使材料的孔隙率大，进入材料内部的水分也不会很多。