建筑材料科学基础.

提示
按应用领域、按发展历史、按来源、按产 品外形、按工程惯例等。
一、绪论
1、建筑材料的分类
建筑材料的特点 （1） 用量大。涉及成本、运输、资源、环境等 方面。 （2） 种类多。产品属粗放型。
（3） 性能跨度范围广。体积密度有大有小，强度 有高有低，变形能力有强有弱，传导性能有好有 差，……
（4） 要求具有足够的安全耐久性。能够承受所 处环境的各种作用，自身不应产生有毒有害作 用。
一、绪论
1、建筑材料的分类
建筑材料的定义 土木工程和建筑工程中使用的材料。也称 为土木工程材料。 建筑材料的分类 按作用，建筑材料分为结构材料、功能材 料。 按组成，建筑材料分为金属材料、无机非 金属材料、有机材料、复合材料。
一、绪论
1、建筑材料的分类
提问 建筑材料还有哪些分类方法？不同分类方 法的特点？
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
生物材料的启示
动物的骨头是由磷酸 钙（无机物）和胶原纤维 （有机物）组成的复合材 料。其优秀特点有：按需 要自然生长，受伤后能自 愈，强韧度高，结构简单 而合理（长骨外形呈哑铃 型，可避免应力集中，且 缓解压力的冲击。骨头内 部组织分布不均，高密度 物质置于高应力区。）。
建筑材料科学基础
—— 从原料到产品
主讲人：高峰 2012年9月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
主要内容
一、绪论 二、建筑材料的基本性质 三、矿物岩石学基础知识 四、建筑材料化学基础知识 五、建筑材料与建筑结构 六、建筑材料生产工艺 七、建筑材料产品设计简介 八、建筑材料科学新进展
一、绪论
1、建筑材料的分类 2、建筑材料发展简史 3、建筑材料的研究内容 4、材料科学简介 5、本课程的特点
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
新材料的开发
新材料粗略地可以分为两类:一类是设法将以前从 未结合在一起的元素结合成新材料；另一类是改进现有 的材料。实际上，更多的新材料属于第二类。当对已有 材料改进时，如提高纯度(光纤)、改变其存在形态(单 晶硅)或控制其使用条件(低温超导)，材料的性能会发 生质的变化。因此，对已有材料的认识也是相当有必要 的。陶瓷高温超导材料的发现属于第一类。
一、绪论
2、建筑材料发展简史
9000年前，人类开始使用火以后，制造出了第一种 人造材料——陶；5000年前，人类以陶器为容器，制造 出了第二种人造材料——青铜；3000年前，人类在掌握 了一定的冶金技术后，开始大量使用铁。100多年前， 炼钢技术的发展，使钢铁成为20世纪占主导地位的结构 材料；硅酸盐水泥的发明，使水泥混凝土取代天然石材， 成为最主要的建筑结构材料，并成为用量最大的人造材 料。20世纪初，人工合成有机高分子材料相继问世，并 以惊人的速度迅速发展；20世纪中叶，新型陶瓷、复合 材料、电子材料（半导体、集成电路）、激光材料等不 断创新；目前，超导材料、纳米材料、光电子材料等方 面的研究正不断取得突破。可以看出，材料开发及应用 的发展速度越来越快，水平越来越高。
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
对现有材料改进可以有多种思路。 首先是使用的要求促进了材料的发展，如针对飞机 用轻型材料，研制成了Al-Li合金；考虑到发动机需要 耐高温材料，研制新型精密陶瓷；还有许多场合要求材 料芯部要有高的韧性，表面要耐磨、耐腐蚀，因而必须 进行材料的表面改性等。
其次是工艺手段的进步，使材料改进成为可能，新 材料才能由理想变成现实。石英玻璃纯度提高，大直径 单晶硅片的制造都涉及工艺问题。
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
传统的建筑材料性能研究，主要以经验和宏观力学 性能试验为主，依赖于传统材料的固有特性；目前，对 断裂、疲劳、腐蚀、复合增强等方面的理论研究逐步完 善，对材料结构及性能的宏观、微观检测技术不断发展 进步，材料加工技术不断创新，材料生产及应用的规范 相继制订完善，以及多学科知识的融合、计算机技术的 应用，使材料研究正朝着按指定性能设计和制造新型材 料的理想前进。因此，建筑材料科学的发展空间在不断 扩大、发展速度在不断提高，相关的技术人员的专业知 识、观念意识也应该不断更新。
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
建筑工程对建筑材料的基本要求是：强度高、耐久 性好、成本低、节能环保、安全可靠。随着社会的发展， 建筑材料的品种已经由传统的建筑材料（砖瓦、石材、 木材、石灰、石膏、玻璃、水泥、普通混凝土、钢材、 沥青等）向新型建筑材料（高性能混凝土、特种混凝土、 合金材料、复合材料、合成高分子材料、环保节能型建 材、智能生态材料等）发展，对保护自然资源、利用工 业废渣、减少建材生产环节中的污染及能耗、改善建筑 物的保温隔热性能、提高建材的力学性能及安全耐久性、 开发多功能建材等方面越来越重视。
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
第三是向大自然学习。仿生概念古已有之，现代仿 生研究自1960年代开始。材料仿生研究包括：材料的结 构仿生（羟基磷灰石/胶原纳米复合材料），材料的功 能仿生（生物传感器、生物芯片、智能材料），材料的 过程仿生（人造蜘蛛丝、损伤愈合材料）。 生物材料的启示：具有巧妙的组织（材料与结构合 理分布），具有自身修复性（检测缺陷、修复），由循 环型成分组成（废弃物处理与利用），复合操作利用了 生物工艺学（用温和的条件进行反应，原料及副产品的 处理几乎没有问题，用简单的工艺制取复杂的化合物， 废弃物处理没有问题。缺点：一般所需时间长，缺乏自 由度，生产率不高。）
一、绪论
3、建筑材料的研究内容
树木是由树皮、边材、 芯材组成的复合材料。树 木的年轮组织有疏密，春 材或早材疏松柔软，晚材 致密坚硬。木材的细胞壁 是由微纤维（由纤维素分 子形成的微细纤维）和木 质素、半纤维素组成的多 层复合柱体（每层中微纤 维的升角均不同），且其 排列方向朝着有利于受力 的方向，并控制树木生长 背离地面垂直向上。树根 的分形结构使其与土壤结 合牢固，抗拔出能力强。
一、绪论
2、建筑材料发展简史
建筑材料的发展历程：天然材料（石块、木棍、茅 草、泥土）→由天然材料加工而成的材料及制品（烧结 粘土制品、钢铁、石灰、石膏、人造板、铸石）→由天 然材料经人为配制、加工而成的材料：水硬性胶凝材料 （水泥）、人造石（水泥混凝土制品）→人工合成材料 （塑料、新型陶瓷）→复合材料（聚合物基、金属基、 陶瓷基、碳基）→功能材料（轻质、保温、防水、耐火、 耐腐蚀、导电、发光、抗菌）→环境友好材料（利用废 料、低能耗、低污染、可回收利用）。