建筑材料绪论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
性优良的高性能水泥基材料等。
无机非金属材料的原料资源丰富，成本低廉。 大多数无机非金属材料是用硅酸盐原料制作的， 我国硅酸盐原料（高岭土、粘土、砂等）储量 充足，再加上有丰富的石灰石、石膏，这些条 件对生产和制作无机非金属材料是最重要的。
无机非金属材料应用范围的日益扩大不仅与原 材料储量有关，而且与生产能耗有关。生产无 机非金属材料消耗的能量比其他材料低得多。
材料科学：研究材料的组成、结构、加工、性能 以及材料应用的一门学科。 ——解决的是”为什么”科学范畴
材料工程——解决“怎么做”的问题
0.1.1材料的分类
根据材料化学组成可分为：
金属材料（metal materials）、无机非金属材料 （inorganic-non－metallic materials ）、有 机高分子材料（polymeric materials）和复合材 料（composite materials或composites），复合 材料是由前三者相互构成的。
0.2.1无机非金属材料的特点 ①比金属的晶体结构复杂； ②没有自由电子（金属的自由电子密度高）； ③具有比金属键稳定的共价键、离子键和混合键； ④结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高； ⑤硬度高，抗化学腐蚀能力强； ⑥绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属低； ⑦光学性能优良，制成薄膜时大多是透明的； ⑧一般比金属的导热性低； ⑨在大多数情况下观察不到变形。
根据材料性能特征可分为：结构材料 （ structure materials ） 和 功 能 材 料 （function materials），前者以力学性能 为主，后者以物理、化学特性为主。
根据材料用途可分为：建筑材料（building materials ） 、 航 空 材 料 （ aviation materials ） 、 电 子 材 料 （ electronic materials ） 和 半 导 体 材 料 （ semiconductor materials）等等。
建筑材料 绪论
0.1材料的定义与分类
0.1.1材料的定义
将原料通过物理或化学方法加工制成的金属、 无机非金属、有机高分子、复合材料等固体物 质。它们一方面作为构件、器件或物品的原材 料或半成品，如金属、硬质材、有机高分子、 木材、人造纤维、天然石材和某些玻璃等，另 一方面可以在单级工艺过程中同时制成最终产 品，如陶瓷和玻璃制品。有些材料除应具有一 定的性能和功能外，它们还必须符合结构上的 要求。
2008
—— —— ——
各时期最高建筑的高度
大厦名称 纽约公正大厦 芝加哥家庭保险大厦 纽约大都会保险大厦 纽约伍尔沃斯大厦 纽约克莱斯勒大厦 纽约帝国大厦 纽约世界贸易中心 芝加哥西尔斯大厦 马来西亚吉隆坡石油大厦 中国台北金融大厦 上海环球金融中心 韩国仁川大厦
层数 7
— — — 77 102 110 109 88 101 101 151
金属材料：黑色金属、有色金属
金属材料基本性质：
（1）结合键为金属键； （2）熔点高； （3）具有金属光泽； （4）延性好、可加工性好； （5）强度高、韧性好； （6）导热导电性好； （7）易被氧化。
3. 材料的历史与发展 ①新材料出现与发展 ②材料的不断发展推动了社会物质文明的发展
陶瓷
水泥 混凝 土
各种材料出现的历史
新材料的不断出现与发展，人类社 会与历史、文明也不断的发展。
水泥混凝土强度发展历程
年代
强度等级
20世纪50年代
C20
20世纪60年代
C3
20世纪90年代
C80
本世纪
C90、C100、C115
年份 1870 1885 1902 1913 1930 1931 1973 1974 1997 2003 2007 2010
高度(m) 约25 55 87 241 319 381 417 442 450 508 492 610
阿联酋比斯迪拜大厦
160
700
日本空中城市 上海仿生大厦 日本X-SEED400
---300 ----
1000 1250 4000
备注
9.11被毁
含天线 在建 2006年开工 2006年已开工 设想 设想 设想
其应用从建筑及日常生活领域发展到冶金、化 工、交通、能源、窑炉、建筑、机械设备、电 工电子、食品、光学、医药、照明、新闻、情 报技术以及尖端科技领域。无机非金属材料已 成为各种结构、信息及功能材料的主要来源， 如耐高温、抗腐蚀、耐磨损的氧化铝 （AL2O3）、氮化硅（Si3N4）、碳化硅 （SiC）。氧化锆（ZrO）增韧陶瓷，大量用 作切削刀具的金属陶瓷，将电信息转变为光信 息的铌酸锂和改性的锆钛酸铅压电陶瓷，耐久
（ 2） 按使用功能：建筑材料、能 源材料、机械材料、环境材料、智能 材料…… （3） 按材料来源：天然、人造等 ……
0.2无机非金属材料的定义和特点
0.2.1无机非金属材料的定义
无机非金属材料几乎包括了除金属材料、高分 子材料之外的所有材料，主要有陶器、瓷器、 砖、瓦、玻璃、搪瓷、胶凝材料（水泥、石灰 和石膏等）、混凝土、耐火材料和天然矿物材 料等传统材料以及氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、 复合陶瓷、微晶玻璃、光纤玻璃、MDF水泥、纤 维增强混凝土等新型材料。
有机高分子材料： 按使用性质：橡胶、塑料、涂料、纤维等； 按主链结构：碳链、杂链、元素高聚物等； 按热学性质：热塑性、热固性、热稳定性等。
高分子材料基本性质： （1）结合键主要是共价键，部分为范氏力； （2）分子量大，无明显熔点； （3）有玻璃态、高弹态、粘流态，强度较高； （4）质量轻； （5）绝缘性好； （6）化学稳定性相对较好； （7）耐高温性能差
0.3无机非金属材料的发展
无机非金属材料和高分子材料、金属材料一起构成工程材 料的三大支柱。
从使用天然原料发展到使用专门生产的化工原料；
除水泥、陶瓷、搪瓷、玻璃、耐火材料等传统硅酸盐材料 外，还出现了氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、微 晶玻璃、生物玻璃、光导玻璃等许多具有特殊性能的新型 材料；
无机非金属材料的原料资源丰富，成本低廉。 大多数无机非金属材料是用硅酸盐原料制作的， 我国硅酸盐原料（高岭土、粘土、砂等）储量 充足，再加上有丰富的石灰石、石膏，这些条 件对生产和制作无机非金属材料是最重要的。
无机非金属材料应用范围的日益扩大不仅与原 材料储量有关，而且与生产能耗有关。生产无 机非金属材料消耗的能量比其他材料低得多。
材料科学：研究材料的组成、结构、加工、性能 以及材料应用的一门学科。 ——解决的是”为什么”科学范畴
材料工程——解决“怎么做”的问题
0.1.1材料的分类
根据材料化学组成可分为：
金属材料（metal materials）、无机非金属材料 （inorganic-non－metallic materials ）、有 机高分子材料（polymeric materials）和复合材 料（composite materials或composites），复合 材料是由前三者相互构成的。
0.2.1无机非金属材料的特点 ①比金属的晶体结构复杂； ②没有自由电子（金属的自由电子密度高）； ③具有比金属键稳定的共价键、离子键和混合键； ④结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高； ⑤硬度高，抗化学腐蚀能力强； ⑥绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属低； ⑦光学性能优良，制成薄膜时大多是透明的； ⑧一般比金属的导热性低； ⑨在大多数情况下观察不到变形。
根据材料性能特征可分为：结构材料 （ structure materials ） 和 功 能 材 料 （function materials），前者以力学性能 为主，后者以物理、化学特性为主。
根据材料用途可分为：建筑材料（building materials ） 、 航 空 材 料 （ aviation materials ） 、 电 子 材 料 （ electronic materials ） 和 半 导 体 材 料 （ semiconductor materials）等等。
建筑材料 绪论
0.1材料的定义与分类
0.1.1材料的定义
将原料通过物理或化学方法加工制成的金属、 无机非金属、有机高分子、复合材料等固体物 质。它们一方面作为构件、器件或物品的原材 料或半成品，如金属、硬质材、有机高分子、 木材、人造纤维、天然石材和某些玻璃等，另 一方面可以在单级工艺过程中同时制成最终产 品，如陶瓷和玻璃制品。有些材料除应具有一 定的性能和功能外，它们还必须符合结构上的 要求。
2008
—— —— ——
各时期最高建筑的高度
大厦名称 纽约公正大厦 芝加哥家庭保险大厦 纽约大都会保险大厦 纽约伍尔沃斯大厦 纽约克莱斯勒大厦 纽约帝国大厦 纽约世界贸易中心 芝加哥西尔斯大厦 马来西亚吉隆坡石油大厦 中国台北金融大厦 上海环球金融中心 韩国仁川大厦
层数 7
— — — 77 102 110 109 88 101 101 151
金属材料：黑色金属、有色金属
金属材料基本性质：
（1）结合键为金属键； （2）熔点高； （3）具有金属光泽； （4）延性好、可加工性好； （5）强度高、韧性好； （6）导热导电性好； （7）易被氧化。
3. 材料的历史与发展 ①新材料出现与发展 ②材料的不断发展推动了社会物质文明的发展
陶瓷
水泥 混凝 土
各种材料出现的历史
新材料的不断出现与发展，人类社 会与历史、文明也不断的发展。
水泥混凝土强度发展历程
年代
强度等级
20世纪50年代
C20
20世纪60年代
C3
20世纪90年代
C80
本世纪
C90、C100、C115
年份 1870 1885 1902 1913 1930 1931 1973 1974 1997 2003 2007 2010
高度(m) 约25 55 87 241 319 381 417 442 450 508 492 610
阿联酋比斯迪拜大厦
160
700
日本空中城市 上海仿生大厦 日本X-SEED400
---300 ----
1000 1250 4000
备注
9.11被毁
含天线 在建 2006年开工 2006年已开工 设想 设想 设想
其应用从建筑及日常生活领域发展到冶金、化 工、交通、能源、窑炉、建筑、机械设备、电 工电子、食品、光学、医药、照明、新闻、情 报技术以及尖端科技领域。无机非金属材料已 成为各种结构、信息及功能材料的主要来源， 如耐高温、抗腐蚀、耐磨损的氧化铝 （AL2O3）、氮化硅（Si3N4）、碳化硅 （SiC）。氧化锆（ZrO）增韧陶瓷，大量用 作切削刀具的金属陶瓷，将电信息转变为光信 息的铌酸锂和改性的锆钛酸铅压电陶瓷，耐久
（ 2） 按使用功能：建筑材料、能 源材料、机械材料、环境材料、智能 材料…… （3） 按材料来源：天然、人造等 ……
0.2无机非金属材料的定义和特点
0.2.1无机非金属材料的定义
无机非金属材料几乎包括了除金属材料、高分 子材料之外的所有材料，主要有陶器、瓷器、 砖、瓦、玻璃、搪瓷、胶凝材料（水泥、石灰 和石膏等）、混凝土、耐火材料和天然矿物材 料等传统材料以及氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、 复合陶瓷、微晶玻璃、光纤玻璃、MDF水泥、纤 维增强混凝土等新型材料。
有机高分子材料： 按使用性质：橡胶、塑料、涂料、纤维等； 按主链结构：碳链、杂链、元素高聚物等； 按热学性质：热塑性、热固性、热稳定性等。
高分子材料基本性质： （1）结合键主要是共价键，部分为范氏力； （2）分子量大，无明显熔点； （3）有玻璃态、高弹态、粘流态，强度较高； （4）质量轻； （5）绝缘性好； （6）化学稳定性相对较好； （7）耐高温性能差
0.3无机非金属材料的发展
无机非金属材料和高分子材料、金属材料一起构成工程材 料的三大支柱。
从使用天然原料发展到使用专门生产的化工原料；
除水泥、陶瓷、搪瓷、玻璃、耐火材料等传统硅酸盐材料 外，还出现了氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、微 晶玻璃、生物玻璃、光导玻璃等许多具有特殊性能的新型 材料；