建筑材料 教案首页.docx
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建筑材料教案首页
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第1次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
绪论
第一章建筑材料的基本性质
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、掌握建筑材料的分类
2、了解建筑材料的作用、发展方向
3、熟悉建筑材料的技术标准
4、掌握材料与孔隙相关的性质
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
绪论
一、建筑材料在建筑工程中的地位和作用
二、建筑材料的定义及分类
（一）定义
（二）分类
建筑材料的两种主要分类方法：
按化学成分分类
按使用功能分类
三、建筑材料的技术标准
四、建筑材料的发展概况和发展方向
五、本课程的学习方法
第一章建筑材料的基本性质
第一节材料的化学组成、结构和构造
一、材料的化学组成
二、材料的微观结构
材料在原子、离子、分子层次上的组成形式。
主要有晶体、玻璃体、和胶体等形式。
三、材料的构造
材料在宏观可见层次上的组成形式。
按材料的宏观组织和空隙状态可将材料的构造分成以下类型：
致密状构造、多孔状构造、微孔状构造、颗粒状构造、纤维状构造、层状构造
第二节材料的物理性质
一、材料与孔隙相关的性质
（一）材料的体积构成
材料在绝对密实状态下的体积构成：
固体物质体积
材料在自然状态下的体积构成：
固体物质体积＋孔隙体积
材料在自然堆积状态下的体积构成：
固体物质体积＋孔隙体积＋空隙体积
（教案续页）
基本内容
备注
（二）材料的密度、表观密度、体积密度、堆积密度。
1、密度：
在绝对密实状态下，单位体积的质量。
＝
（g/cm3）
测定方法：
磨细后排液法
2、表观密度：
在自然状态下，单位体积的质量。
'＝
（g/cm3）
测定方法：
排液法
3、体积密度：
在自然状态下，单位体积的质量。
o＝
（g/cm3或kg/m3）
测定方法：
规则外形，直接量测
不规则外形，蜡封后排液
4、堆积密度：
散粒状在自然堆积状态下，单位体积的质量。
o’＝
（kg/m3）
测定方法：
固定体积法
（三）材料的密实度、空隙率、填充率、空隙率
1、密实度
=
×100％ 或
=
×100%
2、孔隙率
=
×100％=（
）×100%
密实度与孔隙率从不同侧面反映了材料的致密程度。
3、填充率
=
×100％ 或
=
×100%
（教案续页）
基本内容
备注
4、空隙率
0＇=
×100%=（
）×100％
+
0＇=1
空隙率常作为控制混凝土骨料级配及计算砂率的依据。
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
P28、12题
下次课
预习要点
1、材料与水相关的性质
2、材料的热工性能
3、材料的声学性能
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第2次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、专科
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第一章建筑材料的基本性质
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、掌握材料与水相关的性质
2、熟悉材料的热工性能
3、了解材料的声学性能
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
二、材料与水有关的性质
（一）亲水性与憎水性
亲水性材料润湿角θ≤90°
憎水性材料润湿角θ＞90°
（二）吸水性与吸湿性
吸水性：
材料在水中吸收水分达到饱和的能力。
评价指标：
质量吸水率和体积吸水率
吸湿性：
材料在潮湿的空气中吸收水分的能力。
评价指标：
含水率
（三）耐水性
材料长期在水的作用下，保持其原有性质的能力。
用软化系数KP表示（一般KP≥0.85为耐水材料）
（四）抗渗性
材料抵抗压力水或其他液体渗透的性质。
用渗透系数或抗渗等级Pn表示。
P10混凝土——该混凝土能够抵抗的最大渗水压力为1.0MPa。
（五）抗冻性
材料在吸水饱和状态下，抵抗多次冻融循环，不破坏、强度也不显著降低的性质。
用抗冻等级Fn表示。
F100混凝土——该混凝土能够抵抗的最大冻融循环次数为100次。
三、材料的热工性质
（一）导热性
材料传导热量的性质。
（冬季材料保持热量不传递出去；夏季材料阻碍热量传入室内）。
用导热系数λ表示。
一般将λ小于0.25W/（m.K）的材料成为绝热材料。
几种特殊材料的导热系数：
静止空气（0.024）、水（0.60）、冰（2.20）
（二）热容量
材料受热时吸收热量，冷却时放出热量的性质。
用比热容表示。
在建筑工程中的作用：
建筑设计时，应选用导热系数小而热容量较大的材料
（教案续页）
基本内容
备注
。
（三）热变形性
材料随温度的升降而产生热胀冷缩变形的性质。
用线膨胀系数α表示。
线膨胀系数
（四）耐燃性和耐火性
耐燃性是指材料在火焰或高温作用下可否燃烧的性质。
反应材料对火焰和高温的抵抗能力。
材料按耐燃性分为非燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料。
应根据耐火等级选用。
耐火性是材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。
用耐火极限表示。
耐燃的材料不一定耐火，耐火的一般都耐燃。
四、材料的声学性质
（一）吸声性
材料吸收声音的能力。
评定指标为吸声系数α
α＞0.2的材料称为吸声材料。
开放的互相连通的气孔越多，材料的吸声性越好。
（二）隔声性
材料隔绝声音的能力。
用隔声量R（分贝，dB）表示。
隔绝空气声主要是减少声波的透射
隔绝固体声最有效的措施是采用不连续的结构处理，这和吸声材料一致。
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
P28、13题和14题
下次课
预习要点
1、材料的力学性能
2、材料的耐久性
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第3次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第一章建筑材料的基本性质
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、掌握材料的力学性能
2、熟悉材料的耐久性
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
第一章 建筑材料的基本性质
第三节材料的力学性质
一、强度与强度等级
（一）强度
材料在外力作用下抵抗破坏的能力。
强度常用“f”表示，由于所受外力不同，常用强度有以下几种：
计算公式（单位）
适用对象
抗压强度
＝
（MPa）
混凝土、砂浆、砖、水泥
抗拉强度
＝
（MPa）
钢材
抗弯或抗折强度
t＝
（MPa）
混凝土、水泥
抗剪强度
＝
（MPa）
木材
强度影响因素：
组成与构造、试件大小、试验时的加荷速、含水状况、表面状况、温度等等
（二）强度等级
强度等级是材料按强度大小划分的强度级别，不同的建筑材料其强度等级采用不同的符号表示。
如：
C30混凝土、MU15砖、M7.5砂浆、32.5普通水泥
（三）比强度
比强度＝强度/体积密度
比强度是判断材料是否是轻质高强材料的指标。
木材强度值虽比混凝土低，但其比强度却高于混凝土，这说明木材与混凝土相比较是典型的轻质高强材料。
二、材料的变形性质
（一）弹性与塑性
外力作用在材料上，材料会产生变形，当外力释放掉，根据所产生的变形是否能恢复来判断材料的弹塑性。
弹性：
材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，能完全恢复到变形前形状的性质。
产生的是可恢复的变形（又称弹性变形）
塑性：
材料在外力作用下发生变形，当外力解除后，不能完全恢复到原来形状的性质。
产生的是不可恢复的变形（又称塑性变形）
建筑材料中讨论这一性能的材料是钢材，钢材的变形与外力作用之间的关系图。
（教案续页）
基本内容
备注
（二）脆性与韧性
1、韧性：
材料在冲击、振动荷载作用下，可吸收较大的能量产生一定的变形而不破坏的性质。
建筑钢材、木材、塑料等是较典型的韧性材料。
路面、桥梁、吊车梁以及有抗震要求的结构都要考虑材料的韧性。
2、脆性：
当外力达到一定限度时，材料发生无先兆的突然破坏，且破坏时无明显塑性变形的性质。
砖、石材、玻璃、混凝土等都是脆性材料。
（三）硬度与耐磨性
1、硬度：
材料表面抵抗较硬物体压入或刻划的能力称为材料的硬度。
2、耐磨性：
材料表面抵抗磨损的能力称为材料的耐磨性。
第四节材料的耐久性
材料的耐久性
材料在使用过程中，能抵抗周围环境各种介质的侵蚀不变质、不破坏，而保持原有性能的性质，称为材料的耐久性。
影响材料耐久性的因素：
除受到各种外力作用外，还会受周围环境的各种自然因素的影响，如物理、化学和生物等方面的破坏作用。
材料耐久性：
包括测定其抗渗性、抗冻性、耐腐蚀性、耐老化性、抗风化性、耐热性、耐磨性等。
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
思考题
P28、7题、11题
下次课
预习要点
气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别
石灰的生产及技术指标
石灰的熟化硬化过程、性能特点、储存和应用
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第4次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第二章无机气硬性胶凝材料
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、掌握气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料的区别
2、了解石灰的生产及技术指标
3、掌握石灰的熟化硬化过程、性能特点、储存和应用
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
第二章无机气硬性胶凝材料
概述
一、胶凝材料
用来把块状、颗粒状或纤维状材料粘结为整体的材料。
二、胶凝材料的分类：
第一节石灰
一、石灰的品种和生产
1、石灰的品种
块灰（生石灰）CaO
生石灰粉CaO
熟石灰粉Ca（OH）2
石灰膏Ca（OH）2
2、石灰的生产
CaCO3→CaO+CO2↑（900℃）
MgCO3→MgO+CO2↑（700℃）
过火石灰：
煅烧温度高，石灰石表面已超过分解温度，得到的石灰石颗粒粗大，遇水后熟化反应缓慢。
欠火石灰：
煅烧温度低，大块石灰石的中心部位还没有完全分解。
二、熟化（消化）
1、生石灰加水变成熟（消）石灰的过程。
注意化学变化。
CaO+H2O＝Ca（OH）2
2、熟化方式：
淋灰法和化灰法
3、 熟化特点：
反应剧烈，大量放热；体积膨胀较大。
陈伏：
为了消除过火石灰在使用中造成的危害，石灰膏应在储灰坑中存放半个月以上，方可使用。
（教案续页）
基本内容
备注
三、石灰的硬化
石灰的硬化内容包括：
1、干燥硬化：
浆体中大量水分向外蒸发，或被基面材料吸收，使浆体中形成大量彼此相通的孔隙网，尚留于孔隙中的自由水，由于水的表面张力，产生毛细管压力，使石灰粒子更加紧密，因而获得强度。
2、结晶硬化：
水分蒸发，使得溶解在水中的Ca（OH）2逐渐饱和，产生结晶。
3、碳化硬化：
Ca（OH）2与空气中的CO2合H2O发生碳化反应，生产CaCO3的结晶。
四、石灰的主要技术性质及质量标准
不同的石灰品种，其技术性质及质量标准不同。
有效CaO＋MgO的含量是所有石灰的主要技术性质。
石灰根据其技术性质及指标划分为三个质量等级：
优等品、一等品、合格品。
五、石灰的特点、主要应用、储存
（一）石灰的特点
1、 凝结硬化速度慢，强度低；
2、 保水性好；
3、 耐水性差；
4、 生石灰具有较强的吸湿性；
5、 凝结硬化后体积收缩大；
6、 化学稳稳定性差。
（二）石灰的主要应用
1、石灰膏可用来粉刷墙壁和培植石灰砂浆或水泥混合砂浆
2、熟石灰粉的应用：
配制灰土（熟石灰+黏土）和三合土（熟石灰+黏土+砂、石或炉渣等填料）
3、磨细生石灰粉的应用：
生产无孰料水泥、硅酸盐制品和碳化石灰板。
（三）石灰的储存
生石灰要在干燥环境中储存和保管。
磨细生石灰粉在干燥条件下储存期一般不超过一个月，最好随生产随用。
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
P40、第2题
下次课
预习要点
1、石膏的生产及技术指标
2、建筑石膏的凝结硬化过程、性能特点、储存与应用
3、水玻璃的性能及应用
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第5次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第二章无机气硬性胶凝材料
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、了解石膏的生产及技术指标
2、掌握建筑石膏的凝结硬化过程、性能特点、储存与应用
3、了解水玻璃的性能及应用
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
第二节石膏
一、石膏的生产与品种
（一）石膏是含有不同数量结晶水的硫酸钙
（二）分类
1、建筑石膏和模型石膏（β型半水石膏）
2、高强度石膏（α型半水石膏）
3、硬石膏（无水石膏）
二、建筑石膏的凝结硬化
CaSO4·1/2H2O+3/2H2O→CaSO4·2H2O
二水石膏的溶解度远小于半水石膏，二水石膏达到饱和后很快析出胶体微粒并不断转变为晶体，同时水因水化和蒸发逐渐减少，直至完全干燥，强度发展到最大。
三、建筑石膏的技术指标和储运
细度
凝结时间
强度
按强度和细度的差别，建筑石膏分为优等品、一等品和合格品三个等级。
四、建筑石膏的技术性质
1、凝结硬化快
2、孔隙率大、表观密度小、保温、吸声性能好
3、具有一定的调湿性
4、耐水性、抗冻性
5、凝固时体积微膨胀
6、防火性好
五、建筑石膏的应用
1、室内抹灰及粉刷
2、建筑装饰制品
3、石膏板
（教案续页）
基本内容
备注
第三节水玻璃
一、水玻璃的组成与生产
（一）水玻璃的组成
水玻璃俗称“泡花碱”是一种无色或淡黄、青灰色的透明或半透明的液体，是一整个能溶于水的碱金属硅酸盐。
其化学通式：
R2O·nSiO2
期中n是水玻璃的模数，一般在2.4~3.3范围内。
（二）水玻璃的生产
1、湿制法
2、干制法
二、水玻璃的硬化
三、水玻璃的性质：
强度
耐热性
耐酸性
四、水玻璃的应用
1、提高材料密实性，增加耐久性
2、提高土壤的密实度
3、可制耐酸砂浆和混凝土，用于防腐蚀工程。
4、可制耐热砂浆和混凝土，用于耐热工程。
5、局部抢修
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
P40、第9题
下次课
预习要点
1、水泥的发展及分类
2、水泥的生产
3、水泥的组成及水泥熟料的水化特点
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第6次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第三章水泥
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、了解水泥的发展及分类
2、熟悉水泥的生产
3、掌握水泥的组成及水泥熟料的水化特点
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
第三章水泥
概述
一、简介水泥的发展
二、水泥分类：
1、按水泥中的主要水硬性物质分：
硅酸盐水泥
铝酸盐水泥
硫铝酸盐水泥
铁铝酸盐水泥
2、硅酸盐系水泥的分类：
第一节硅酸盐水泥
一、定义（组成、掺量、代号）
凡由硅酸盐水泥熟料、0～5％石灰石或粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥。
代号P。
不掺加混合材料的称为Ⅰ型硅酸盐水泥，代号P•Ⅰ；掺入混合材料的称为Ⅱ型硅酸盐水泥，代号P•Ⅱ。
（教案续页）
基本内容
备注
二、硅酸盐水泥熟料
（一）、生产
（二）、熟料的主要矿物组成
矿物组成名称
化学分子式
简写
在水泥中的含量
硅酸三钙
3CaO·SiO2
C3S
37％～60％
硅酸二钙
2CaO·SiO2
C2S
15％～37％
铝酸三钙
3CaO·Al2O3
C3A
7％～15％
铁铝酸四钙
4CaO·Al2O3·Fe2O3
C4AF
10％～18％
（三）、矿物组成的主要特点，及其对水泥性能的影响。
矿物组成名称
特点
C3S
早期强度发展速度快，后期强度高
C2S
早期强度发展速度慢，后期强度高
C3A
强度发展速度最快，但强度低
C4AF
强度发展速度慢，且强度低
（教案续页）
基本内容
备注
三、水泥的凝结硬化
（一）定义
凝结：
水泥浆逐渐失去可塑性的过程；有初凝、终凝的区别。
硬化：
水泥石强度逐渐发展的过程。
这个时间段很长，如果给予适当的温度和湿度条件，这个过程将程序进行在水泥使用的全过程。
（二）水化反应
C3S＋H2O → C-S-H凝胶＋Ca（OH）2晶体
C2S＋H2O → C-S-H＋Ca（OH）2
C3A＋H2O → CAH晶体
C4AF＋H2O → CAH晶体＋CFH凝胶
CAH＋CaSO4·H2O → 高硫铝酸钙（钙矾石）针状晶体
（三）影响水泥凝结硬化的因素：
1、水泥的孰料矿物组成及细度
2、水灰比
3、石膏的掺量
4、环境温度和湿度
5、龄期
6、外加剂的影响
（教案末页）
小结
复习思考题、作业题
P65、第1题和第3题
下次课
预习要点
1、硅酸盐水泥的技术性质、特点及使用范围
2、水泥石腐蚀的种类及防止措施
实施情况及分析
实施情况及分析
建筑材料教案首页
第7次课
课程名称
建筑材料
年级
一
专业、层次
建筑工程技术、大专
教员
王琦
专业技术职务
助教
授课方式（大、小班）
小
学时
44
授课题目（章、节）
第三章水泥
基本教材或主要参考书
北京大学出版社《建筑材料》林祖宏主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》魏宏汉主编
中国建筑工业出版社《建筑材料》刘祥顺主编
教学目的与要求：
1、掌握硅酸盐水泥的技术性质、特点及使用范围
2、掌握水泥石腐蚀的种类及防止措施
大体内容与时间安排
教学方法：
讲授
教研室审阅意见：
（教研室主任签名）
年月日
（教案续页）
基本内容
备注
四、硅酸盐水泥的主要技术性质及质量标准
（一）密度与堆积密度
硅酸盐水泥的密度与水泥的矿物组成、储存时间和条件以及孰料的煅烧程度有关，一般为3.05-3.2g/cm3。
硅酸盐水泥的堆积密度主要取决于存放时的紧密程度，计算时一般取1300kg/m3。
（二）细度：
水泥颗粒的总体粗细程度。
用比表面积表示。
比表面积＝水泥颗粒总表面积/水泥质量（单位：
m2/kg）
测定方法：
负压筛法
国家标准规定：
比表面积应大于300m2/kg。
细度不合格为不合格品水泥。
（三）标准稠度用水量
水泥净浆达到标准稠度时所需要的水，通常用水与水泥质量的比（百分数）来表示，硅酸盐水泥的标准稠度用水量一般在21%-28%。
水泥的标准稠度用水量主要与水泥的细度及其矿物成分有关。
（四）凝结时间：
水泥加水开始至水泥浆完全失去可塑性所需要的时间。
指标：
初凝时间、终凝时间
测定方法：
采用凝结时间测定仪测定。
国家标准规定：
初凝不早于45min；终凝不迟于6.5h。
初凝不合格为废品水泥；终凝不合格为不合格品水泥。
（五）体积安定性
定义：
水泥凝结硬化后体积变化的均匀性。
定性判断：
安定性不良、安定性合格
引起安定性不良的原因：
原因
作用原理
国家标准规定
测定方法
游离氧化钙含量超标
CaO＋H2O→Ca（OH）2
水泥经沸煮法检验必须合格。
沸煮法（雷氏法、试饼法）
游离氧化镁含量超标
MgO＋H2O→Mg（OH）2
MgO含量≤5.0％
化学检测方法
石膏掺量超标
Ca2SO4·H2O＋CAH→钙矾石
SO3含量≤3.5％
化学检测
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