2022年建筑材料自考复习重点【自考】道 .pdf

《2022年建筑材料自考复习重点【自考】道 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年建筑材料自考复习重点【自考】道 .pdf（7页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、建筑材料 绪 论一、建筑材料及其分类建筑材料可从不同角度加以分类，如按材料在建筑物中的部位，可分为承重构件（梁、板、柱）、屋面、墙体、地面等材料；如按材料的功能，可分为结构材料、装修材料、防水材料、隔热材料等；如按化学成分，可分为无机材料、有机材料和复合材料。 建筑材料的分类 黑色金属（铁、碳钢、合金钢）金属材料有色金属（铝、锌、铜及其合金）天然石材（包括混凝土用砂、石）烧结制品（烧结砖、饰面陶瓷等）无机材料 玻璃及其制品 非金属材料水泥、石灰、石膏、水玻璃混凝土、砂浆 硅酸盐制品 木材、竹材 植物质材料植物纤维及其制品塑料 有机材料 合成高分子材料 涂料 胶粘剂 石油沥青及煤沥青沥青材料 沥

2、青制品 玻璃纤维增强塑料无机非金属材料与有机聚合物混凝土复合材料 材料复合 沥青混凝土水泥刨花板等制品二、建筑材料产品及其应用的技术标准标准是指对重复事物和概念所做的统一规定，它以科学、技术和实践的综合成果为基础，经有关方面协商一致，由主管机构批准发布，作为共同遵守的准则和依据。从选择和使用建筑材料角度来看，主要有两类标准：产品标准、它是保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所制定的标准。工程建设标准。它是对基本建设中各类的勘察、规划、设计、施工、安装、验收等需要协调统一的事项所制定的标准。标准按适用领域和有效范围，分为国家标准（GB）、行业标准（建筑材料JC，建筑工程 JCJ ，石

3、油工 、地方标准和企业标准。业 SH，冶金工业 YB 等）实行标准化对经济、技术、科学及管理等社会实践有着重要意义，这样就能对重复性事物和概念达到统一认识。国际标准大致可以分为以下几类：团体标准和公司标准。美国材料与试验协会标准（ASTM） 。区域性标准。前联邦德国工业标准（DN） 。国际标准化组织（ ISO） 、日本工业标准（ JIS） 。 第一章 建筑材料的基本性质第一节材料的组成及结构材料的组成及结构是决定材料性质的基本因素。一、材料的组成：化学组成和矿物组成。无机非金属材料的化学组成，通常以化学分析获得的各种氧化物含量的百分率（）来表示。根据化学组成仅能有限的了解材料的个别性质。有时化

4、学组成相同的材料，其性质却不尽相同，这是由于矿物的组成不同所致。二、材料的结构（一）宏观结构：是指用肉眼或放大镜能观察到的毫米级构造状况，包括组成的基本单元形状、结合形态、孔隙大小及数量等。宏观结构有如下类型：散粒结构：由单独的颗粒组成，不与其他颗粒相结合，如砂、石子。聚集结构：材料中的颗粒通过胶结材料彼此牢固的结合在一起，如各种混凝土、某些天然岩石等。建筑陶瓷和烧结砖也属于这种结构。多孔结构：材料中含有大量的、粗大或微小的（10-31mm） 、均匀分布的孔隙，这些孔隙或者连通，或者封闭。加气混凝土、泡沫混凝土、发泡塑料、石膏制品等所特有的结构。致密结构：材料在外观上和内部结构上都是致密的，金

5、属、玻璃等材料即具有这种结构特征。这种材料的体积密度大，导热性、强度等性能较高。纤维结构：是木材、纤维制品所特有的结构，其在平行纤维和垂直纤维方向上的强度、导热性及其他一些性质明显不同，即各向异性。层状结构：或称叠合结构，是板材常见的结构。如木胶合板、纸面石膏板、层状填料的塑料。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - - （二）显微结构：是指用光学显微镜和电子显微镜观察到的构造状况，其尺度为10-710-4m。研究金属材料显微结构的方法为金相

6、分析，通过显微镜可观察到金属的显微形貌图像（如铁素体、珠光体等）。研究岩石、水泥、陶瓷等无机非金属材料显微结构的方法称为岩相分析，通过显微镜可以分析出其显微结构。无机非金属材料按其显微结构可分为晶体和玻璃体。晶体又分为单晶体和多晶体。晶体具有一定的熔点和几何形状，其性质（强度、导热性等）在各个方向上是不同的，即各向异性。建筑材料为多晶体，材料中每个晶体是无序排列的，一般情况下可认为是各向同性的。玻璃体无固定熔点和几何形状，但具有化学活性。玻璃体呈各向同性，其强度低于晶体。晶相（指晶体的种类）不同，即矿物组成不同，其性质自然不同。组成材料的晶粒越细小、分布越均匀，则材料受力状态越均匀，强度越高，

7、脆性越小，耐久性越高。晶体与晶体或晶体与玻璃体之间的界面结合的越好，则材料的强度和耐久性越高。（三）微观结构：指原子（离子或分子）排列结构。对于晶体来说称为晶体结构，其尺度约为 10-10m。研究方法有 X 射线结构分析。物质内部的微观结构决定了材料的机械强度、硬度、熔点及其他重要性质。材料中的晶体，按构成空间结晶格子的质点间键的特性，分为如下几种：原子晶体：是由原子构成的晶体，原子间以共价键相联系，结合较牢固，这种晶体以强度、硬度和熔点高而著称。原子晶体又分单质晶体（金刚石、石墨等）和以两种元素组成的化合物晶体（石英、刚玉、某些碳化物和氮化物等）。离子晶体：是由正、负离子构成的晶体，正、负离

8、子之间以离子键相联系。离子键的强弱遵守库仑定律，它对晶体性质有显著影响。强度、硬度和熔点也较高，但波动大。二水石膏和硬石膏就属这种晶体，前者强度和硬度较低，而且不耐水。无机非金属材料的晶体（如方解石、长石等），通常既存在共价键，又存在离子键。分子晶体：由分子构成的晶体，分子之间靠微弱的分子间力（范德华力）相联系。分子晶体的硬度小、熔点低。冰是常见的分子晶体。玻璃体微观结构与上述晶体不同，其质点（原子、离子或分子）呈无序排列，其特点是短程（短距离内）有序，长程无序。无机非金属材料大部分是硅酸盐材料。硅酸盐按严格的化学概念是指由二氧化硅和金属氧化物所形成的盐类。硅酸盐晶体是以硅氧四面体（SiO44

9、-）为基本结构单元与其他金属离子结合而成。硅氧四面体单元可以组成链状构造、层状构造、架状构造和岛状构造的硅酸盐晶体。（四）建筑材料的孔隙：大多数建筑材料在宏观或显微结构层次上含有一定数量和大小的孔隙，如混凝土、烧结砖。孔隙形成的原因：水分的占据作用、外加的发泡作用、火山爆发作用、焙烧作用。焙烧形成孔隙的途径有二：一是材料在高温下出现熔融的同时，材料内部由于某些成分的作用产生气体而膨胀，形成孔隙，如陶粒：二是材料中掺入的可燃材料（如木屑、煤屑等），在高温下燃烧掉，留下孔隙，如微孔烧结砖。孔隙的类型：孔隙按其基本形态特征可分为如下三种：连通孔隙、封闭孔隙、半封闭孔隙。空隙对材料性质的影响：孔隙的数

10、量、大小及形态特征对材料许多性质都有影响。（1）材料体积密度减小；（3）由于体积密度的减小，导热系数和热容随之减小；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - - （2）材料受力的有效面积减少，强度降低；（4）透气性、透水性、吸水性变大，一般来说，多孔材料对气体及水的扩散、透过较为容易，如果孔隙是孤立的，孔壁是由不透气材料构成，则不透气、不透水；（5）抗冻性是否降低，则要视孔隙大小和形态特征而定。有些孔隙反而能提高抗冻性。第二节材料的物理性质一、

11、基本物理性质材料在自然状态下单位体积的质量称为体积密度。所谓材料在自然状态下的体积，是指构成材料的固体物质的体积与全部孔隙体积之和。体积密度与含水情况有关，在测定含水状态下的体积密度时，应同时测定含水量，并加注明。如未注明均指绝对干燥材料的体积密度。材料在绝对密实状态下单位体积的质量称为密度。材料在绝对密实状态下的体积是指构成材料的固体物质本身的体积，或称实体积。体积密度小于密度。测量材料绝对密实状态下体积的简单方法是将材料磨成细粉，以消除材料内部的孔隙，用排水法求得的粉末体积即为材料绝对密实状态下的体积。对于密实材料，因孔隙很少，可不必磨成细粉，直接以排水法求得的体积作为绝对密实状态下体积的

12、近似值。按该体积计算出的密度称为表观密度（或视密度）。对于密实材料，在精确度要求不高的情况下，表观密度可以代替密实材料的密度或体积密度。孔隙率是指材料中孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率，或称总孔隙率。建筑材料的孔隙率在很大范围内波动，如平板玻璃的孔隙率接近于零，而发泡塑料的孔隙率却高达 95以上。开口孔隙率是指材料中能被水所饱和（即被水所充满）的孔隙体积与材料在自然状态下的体积之比的百分率。闭口孔隙率为总孔隙率与开口孔隙率之差。散粒材料（砂、石子、水泥等）在规定装填条件下单位体积（包括散粒材料中颗粒在自然状态下的体积和颗粒之间的空隙体积）的质量称为堆积密度。堆积密度的大小与材料装填

13、于容器中的条件或材料堆积状态有关。工程上通常所说的堆积密度是指松堆密度。散粒材料在自然堆积状态下，其中的空隙体积与散粒材料在自然堆积状态下的体积之比的百分率称为空隙率。二、与各种物理过程有关的性质亲水性和憎水性：材料与水接触时，首先遇到的问题就是材料是否能被水所润湿。润湿是水被材料表面吸附的过程，它和材料本身的性质有关。当水与材料在空气中接触时，在材料、水和空气交点处，沿水滴表面做切线，此切线和水与材料接触面所成的夹角称为润湿角或接触角。当润湿角小于等于90 ，材料分子与水分子间相互作用力（吸附力）大于水分子之间的作用力（内聚力） ，材料表面吸附水分，即被水润湿，表现出亲水性，这种材料称为亲水

14、材料。当润湿角大于90 时，材料分子与水分子间相互作用力小于水分子之间的作用力，材料表面不吸附水分，即不被水润湿，表现出憎水性，这种材料称憎水材料。上述概念也适用其他液体对材料的润湿情况，相应称为亲液材料或憎液材料。材料吸收水分的能力称为吸水性，吸水性用吸水率表示。体积吸水率就是材料的开口孔隙率。一般提到的吸水率，如未加说明均指质量吸水率。材料吸水率，不仅与材料的亲水性或憎水性有关，也与孔隙率大小及孔隙形态特征有关。 各种材料吸水率的范围变化很大：花岗岩为 0.020.7，普通混凝土为24，烧结普通砖为 815，多孔的绝热材料一般均大于100。高度多孔的材料，其吸水率宜用体积吸水率表示，因为体

15、积吸水率不可能超过 100。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 吸水率增大对材料性质的影响：体积密度增加，体积膨胀、导热性增大，强度及抗冻性下降等。材料吸水率是试件经浸水饱和后按标准方法测定的。含水率是随环境而变化的，而吸水率却是一个定值，材料的吸水率可以说是该材料的最大含水率。材料在水作用下，保持其原有性质的能力称为耐水性，用软化系数表示。经常位于水中或受潮严重的重要结构的材料，软化系数 Kp 不宜小于0.850.90；受潮较轻或次

16、要结构的材料，Kp 不宜小于 0.700.85。材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性。材料抗渗性也可以用抗渗标号 P 表示。抗渗标号是以规定的试件，在标准试验方法下所能承受的最大水压（按Mpa 计）来确定。材料抗渗性的高低，与孔隙率及孔隙形态特征有关。绝对密实的材料、具有闭口孔隙或极细孔隙的材料，实际上是不透水的。浸水饱和的材料在冻、融循环作用下，保持其原有性质的能力称为抗冻性。材料抗冻性通常用抗冻标号（抵抗冻融循环的次数）Fn 来评定。材料抗冻标号的选择是根据结构物的种类、使用条件及气候条件来决定的。 材料受冻融破坏，主要是材料孔隙中的水分结冰造成的。水结冰时体积增大约9。材料抗冻性的好坏，取

17、决于材料吸水饱和程度（即水饱和度）、孔隙形态特征和抵抗冻胀应力的能力。材料的变形能力大，强度及软化系数大，则抗冻性较高。一般认为水饱和度大于0.80 的材料，抗冻性较差。就外界条件来说，材料受冻破坏的程度与冻融温度、结冰速度及冻融频繁程度等因素有关，温度愈低、降温愈快、冻融愈频繁，则受冻破坏愈严重。导热性说明材料传递热量的能力，此能力用导热系数表示。导热系数与材料的化学组成、显微结构、孔隙率、孔隙形态特征、含水率及导热时的温度等因素有关。无机材料的导热系数大于有机材料。化学组成相同，而显微结构不同，导热系数也有很大差异，如晶体的导热系数大于玻璃体的导热系数。宏观结构呈层状或纤维状的材料，其导热

18、系数与层或纤维的方向有关，如木材顺纹导热系数为横纹导热系数的 3 倍。建筑材料的导热系数与孔隙率和孔隙形态特征有很大的关系。空气导热系数很小，构成固体骨架的物质均具有较大的导热系数。由微细而封闭孔隙组成的材料，其导热系数小，而由粗大而连通孔隙组成的材料，其导热系数大，这是因为粗大而连通的孔隙中的空气可能产生热对流，致使传递的热量增加。 水的导热系数是空气的 25 倍，冰的导热系数是空气的 100 倍。材料结冰时，绝热性能显著下降。大多数建筑材料（金属除外）的导热系数随温度升高而增加。热容是指材料受热时蓄存热量或冷却时放出热量的性能。比热容 c 与质量 m 的乘积称为热容。第三节 材料的力学性质

19、对材料所施加的、使材料发生变形的力称为外力或荷载P。作用在材料外表面或内部单位面积的力称为应力。一、强度材料抵抗在应力作用下破坏的性能称为强度。强度通常以材料的强度极限表示。材料破坏时的荷载称为破坏荷载或最大荷载。抗压强度是评定脆性材料（天然石材、混凝土及烧结砖）强度的基本指标；轴向抗拉强度是评定钢材、纤维质材料强度的基本指标，也是其他材料强度指标之一。抗弯强度是评定水泥、木材等材料力学性能的指标。试验测出的强度值除受材料组成、结构等内在因素的影响外，还与试验条件有密切精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - -

20、 - -第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 关系，如试件的形状、尺寸、表面状态、含水率、温度及试验时的加荷速度。强度试验提供的是带有一定条件性的指标。这些强度是在静荷载、短期作用下测得的，严格的说应称作静力强度与暂时强度，以区别于冲击强度与持久强度。脆性材料（水泥、混凝土、砖、砂浆等）主要以抗压强度来划分强度等级，而塑性材料（钢材）主要以抗拉强度来划分。比强度是按材料单位质量计算的强度，其值等于材料的强度值与其体积密度之比。它是衡量材料轻质高强性能的一个指标。二、变形材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，能完全恢复到原来状态的性质称为弹性，这种变形称为弹性变形。受

21、力后材料的应力与材料应变的比值称为材料的弹性模量。材料在外力作用下产生变形，当外力取消后，材料仍保持变形后的形状和尺寸的性质称为塑性。这种变形称为塑性变形。大多数材料在受力不大时表现弹性，受力达到一定程度时表现出塑性特征，故称之为弹塑性材料。根据材料破坏前塑性变形显著与否，将材料分为塑性材料与脆性材料两类。三、冲击韧性冲击韧性是指材料抵抗冲击作用的能力。冲击韧性以标准试件破坏时单位面积所吸收的能量来表示。冲击韧性高，表明材料具有在冲击荷载作用下，吸收较大的能量，产生一定变形而不致破坏的性质，即韧性。四、硬度、磨损及磨耗硬度是指材料抵抗较硬物体压入所产生的局部塑性变形的性能。耐磨性是材料表面抵抗

22、磨损的性能，通常用磨耗率 Km 表示。磨耗是材料抵抗磨损和冲击同时作用的性能。第四节 材料的耐久性耐久性是指材料保持工作性能直到极限状态的性质。建筑材料的耐久性一般是根据具体气候及使用条件下保持工作性能的期限来度量的。材料耐久性的具体内容，因材料组成和结构不同而有所不同。如，钢材易产生电化学腐蚀；无机非金属材料常因氧化、溶蚀、冻融、热应力、干湿交替作用而破坏；有机材料多因腐烂、虫蛀、溶蚀和受紫外线照射而变质。实验室快速试验包括：干湿交替；冻融循环；加湿与紫外线干燥循环；碳化；盐溶液浸渍与干燥循环；化学介质浸渍等。第二章 砖石材料 第一节石材一、岩石的基本知识岩石是由矿物组成的，所以称岩石是矿物

23、的集合体。常用造岩矿物的化学成分及其特点：石英是结晶的二氧化硅（SiO2） ，无色透明至乳白色，硬度、强度及耐腐蚀性高。长石是钾、钠、钙等铝硅酸盐晶体，它是长石系列矿物（如正长石、斜长石等）的总称。其硬度、强度、耐久性也较高，但低于石英，呈白、灰、红、青等多种颜色。角闪石、辉石、橄榄石是铁、镁、钙等的硅酸盐晶体。硬度和强度较高，韧性和耐久性好。具有多种颜色，单均为深色，有暗色矿物之称。方解石为碳酸钙晶体，硬度、强度、耐久性次于上述矿物，遇酸分解。白云石为碳酸钙和碳酸镁的复盐晶体，白色，硬度、强度、耐久性略高于方解石，遇酸分解。黄铁矿为二硫化铁晶体，耐久性差，遇水和氧生成游离硫酸，且体积膨胀，并

24、产生锈迹，是岩石中的有害物质。云母是片状的含水复杂硅铝酸盐晶体，硬度低，具有极完全解理（矿物在外力等作用下沿一定的结晶方向易裂成光滑平面的性质称为解理，裂成的平面称为解理面）易裂成薄片，呈玻璃光泽，耐久性差。具有无色透明、佰、绿、黄、黑等多种颜色。云母中的黑云母易风化，是有害矿物。 岩石结构是指岩石中矿物的结晶程度、颗粒大小、形态及组合方式的特征。按结晶程度有全晶质、半晶质及玻璃质结构。按矿物颗粒大小有显晶质（矿物晶体颗粒较粗，用肉眼或放大镜能识别）及隐晶质精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第

25、5 页，共 7 页 - - - - - - - - - - （矿物颗粒细小，肉眼不能识别）结构。按矿物颗粒相对大小有等粒、不等粒、斑状及似斑状结构。岩石构造是指岩石中不同矿物集合体之间的排列方式和充填方式。岩石构造的类型及其特点：块状构造或称均一构造。块状构造岩石中矿物排列无一定方向，颗 ?笮” 冉暇龋奁渌厥夤乖欤手旅艿恼濉谘摇脸摇罄硌遥闫垂乖欤侵秆沂难丈槌珊徒峁寡卮怪狈较虮浠纬傻牟阒剩浅粱业墓乖焯卣鳎糠直渲恃乙泊嬖诖酥止乖臁 ?（砂岩、页岩、片麻岩）。斑状、杏仁状及结核状构造。斑状构造是较粗大晶粒分布在微晶矿物或玻璃中的构造，如斑岩、安山岩；杏仁状构造是岩石中的气孔为次生矿物（如方解石、蛋白

26、石）所填充而形成，如某些玄武岩、安山岩；结核状构造是指部分沉积岩含有与周围岩石的组成和结构不同的坚硬包裹体。具有斑状、杏仁状及结核状构造的岩石整体均匀性差，易开裂和风化，不易制取规整的块材。气孔状构造是火山碎屑岩、喷出岩的主要构造形式。岩石按地质形成条件分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。岩浆岩或称火成岩，是地壳内部熔融岩浆上升冷却凝固而成，根据岩浆冷却的条件不同分为：深成岩呈显晶质结构，属块状构造，具有体积密度大、强度高、抗冻性好等特点。（花岗岩、闪长岩、正长岩、辉长岩）喷出岩多成隐晶质或玻璃质结构，凝固成较薄岩层时，形成玻璃质结构及多孔构造。（辉绿岩、玄武岩、安山岩）火山岩形成玻璃质结构和多

27、孔构造。（火山灰、浮石、凝灰岩）沉积岩是地表的岩石（称原岩）经风化、剥蚀、搬运、沉积，在压力作用或天然胶粘剂胶结作用下而形成的岩石称为沉积岩或水成岩。沉积岩呈层状构造，各层的组成、颜色、性能均不同，且为各向异性。与岩浆岩相比，其体积密度小、空隙率和吸水率较大，强度和耐久性较低。按沉积形成条件分为机械沉积岩、化学沉积岩、生物沉积岩。变质岩分为正变质岩如花岗岩变质而成的片麻岩和副变质岩如石灰岩变质而成的大理岩。花岗岩其主要矿物组成为石英、长石及少量暗色矿物和云母。呈全晶质结构。技术特性是体积密度大、抗压强度高、吸水率小、耐磨性好、耐久性相当高，而且外观稳重大方。适用于基础、勒脚、柱子、地面等部位. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - - -