材料分析课件

建筑材料分析,建筑材料可分为结构材料、装饰材料和某些专用材料。结构材料包括木材、竹材、石材、水泥、混凝土、金属、砖瓦、陶瓷、玻璃、工程塑料、复合材料等；装饰材料包括各种涂料、油漆、镀层、贴面、各色瓷砖、具有特殊效果的玻璃等；专用材料指用于防水、防潮、防腐、防火、阻燃、隔音、隔热、保温、密封等。,木材篇：,木材在建筑工程中应用十分广泛，如桁架、梁、柱、门窗、地板、护壁、顶棚、模板、脚手架等。作为建筑材料，木材的优点是：质轻，强度大，弹性和韧性比较好，抗冲击性强，导热性小，易于加工，外观好，耐久性好（在干燥条件下）。,原木木条（柱）胶合板,木材作为建筑原材料有哪些缺点：1.湿涨干缩木材的尺寸随含水率的变化而变化。(指没经过处理或处理不当的木材)2.林材容易腐蚀、虫蛀易于燃烧。(指没经过处理或处理不当的的木材)3.木材是各向异性材料不同的树种的木材其材性差异悬殊；就是同一树种、同一生长地区又受生长条件的影响：还有同一棵树木树干的上下、内外因树木生长时期的不同也影响它的力学性能。4.木材本身的缺陷有节子、树干形状、木材构造和不正常沉积物但这些缺陷经过适当的加工和处理可以得到相当程度的减轻或消除如树丫花纹、根基花纹、树瘤花纹利用价值却相当大。,竹材篇：,竹子在建筑方面的优势1)经济性：竹子建筑最重要的优点是成本低廉但不降低建筑质量，而且经久耐用，占用空间少。2)灵活性：竹子建筑的设计和建造更具灵活性，优点之一就是能够通过更换损坏部分得到经常性的维护。3)低技术：竹建筑的技术要求不高。大多数竹房屋的建造基于当地的技术水平，无需高技术的指导，另外，竹建筑比较容易与先进技术结合使用。4)安全性：由于质量轻、弹性好，竹子的抗震功能非常突出。5)舒适性：热带农区夏季气温很高，中国云南南部地区，人们至今仍然喜欢建造竹楼来避暑，享受竹楼的凉爽。,6)耐用性：经过适当处理的竹材使用寿命可达30年之久，而且，竹材种类的精心选择、防腐处理、辅助材料的使用以及老化或损坏部分的定期更换等等都能增加竹房屋的耐用性。7)可持续性：社会、经济和环境的可持续性是当前发展领域中日益重要的问题。竹子本身所具备的特点符合可持续性发展的所有指标。竹子在23年即可成材，而木材至少需要25年。竹子是世界上生长最快的植物，只需利用当地的主要原材料和工具就足以建造简单经济的竹房屋。,竹子在建筑方面的缺点1.易虫蛀，怕湿热：由于竹子内部含有丰富的糖类、脂肪、蛋白质、纤维素等有机物质，这些有机物质是一些昆虫和微生物的营养物质。2.材径小，加工难：竹材径极小，薄壁中空，具有尖削度，且结构不均匀，各向异性非常显著。因此，竹材加工难度比木材大得多，木材的加工方法，加工工艺，加工设备不能直接用于竹材加工。3.干燥快，易竖裂：竹材还极现象吸水、干裂、易燃，受日晒和湿度的影响会出现分层致使在实际应用中常受到限制并影响其耐久性。,石材篇：,1.天然石材-由天然岩石开采的，经过加工而制得的材料。优点：（1）结构致密，抗压强度高;（2）生产成本低：蕴藏量丰富、分布广，便于就地取材；（3）耐久性好，使用年限一般可达到百年以上；（4）装饰性好。它具有自然纹理、质感稳重、肃穆和雄伟的艺术效果。（5）耐水性好（6）耐磨性好。缺点：抗拉强度低、体积密度大、硬度高，开采和加工较困难,2.人造石材-利用各种方法加工制造的具有类似天然石材性质、纹理和质感的合成材料，如人造大理石、花岗石等。优点质轻、强度高、耐污染、耐腐蚀、施工方便。,水泥篇：,混凝土篇：,优点：混凝土作为一种建筑材料，合理的利用水泥和钢筋的特性，充分将水泥的抗压强度高，抗拉强度低与钢筋的抗拉强度高，而稳定性差二者的优点发挥出来，并互补的对方的缺点，因此，具有价格低、施工成形方便、可以预制、可以水下施工（因其固化过程需要吸水）以及比较耐腐蚀（与钢结构相比）的优点。缺点：重量较重（与钢结构相比），一旦表面水泥被破坏，里面钢筋耐腐蚀性差等缺点。因此，高层建筑难以使用。,金属篇（以钢为代表）：,优点：1.强度高。钢结构本身具有的高强度，使得建筑物的载重减轻，建筑物的安全性能提高，特别是耐震性能很高。2.延展性好。钢筋混凝土构件的特性，是硬脆达到某一强度后，就会遭受破坏。而钢结构的延展性可使应力集中点发生变形，但不会马上破坏。3.均一性好。钢筋混凝土构件会因使用时间不一发生变化，而钢构件应力不会因时间的推移而出现劣化现象。4.寿命长。钢结构在适当的养护下，使用时间长；钢筋混凝土构件成分偏碱性，其中水化产生的Ca(OH）2可达10%15%。它一方面是混凝土高碱度的主要提供和保证者(对保护钢筋特别重要)，另一方面，它又是混凝土中最不稳定的成分之一，很容易与环境中的酸性介质发生,中和反应，使混凝土中性化，生成硫酸盐、碳酸盐，降低了寿命。5.便于预制施工。钢构建材在工厂预先加工后，再运往工地，只需要螺栓、铆钉锁紧或部分焊接，即可完成组装，缩短了工期，而钢筋混凝土则需要现场施作，施工受到天气和环境的制约，施工期变长。但钢构也存在着缺点，也即工程施工时需要预防注意的地方。主要是：1.需要维护。钢结构建材暴露在空气中，钢材易被氧化腐蚀，必须使用油漆保养，或使用不锈钢之类耐腐蚀钢材制作。而传统钢筋混凝土不需要养护。2.需要涂防火表层。钢结构建材在高温时强度会减弱，必须涂防火表层，这样当火灾发生时，赢取逃生时间，而,钢筋混凝土本身就是耐火耐燃材料没有此缺点，不需要涂覆防火层。3.易产生扭曲。钢结构建材特别是型钢，有强轴和弱轴断面，当应力超过容许应力值，弱轴断面会产生扭曲现象。所以建筑时必须考虑钢构建的形变量，依托结构解析和钢构技术；钢筋混凝土浇注完成，凝固后则不易产生扭曲。,砖瓦篇（以砖为例）：,优点:1.粘土砖它是很环保的，它是属于资源可再回收类的，所以我们在使用时可以放心大胆的使用这种粘土砖，它是对我们的身体健康无危害的。2.这种粘土砖它是可以很好的防火和隔热效果的，然而使用过的粘土砖它是可以作为混凝土来使用的，可说是节约了很多资源。3.这种粘土砖它的价格不似其他的砖类一样价格昂贵，就拿轻质砖来说吧，它的价格相对而言就比较的昂贵，而这种粘土砖它的价格十分的便宜，而且很是耐用。4.它还有可以很好的防潮功能，即使是平房，遇到下雨天我们也不必担心哪里会漏水的现象。,缺点：1.粘土砖它因为是混凝土混合制造的，所以在重量上是要比其它墙体砌筑材料的重量首要大一些，所以它会使整个建筑物的承受重量要多一些，在整个工程的造价上就有所增加。2.它的隔音效果相对其它的产品是要差那么一些，它的声音传播到粘土砖内，由于它的空间的空隙不是很多，所以就不能够很好的将声音进行很好的隔绝。3.它很破坏环境，因为它是采用的混凝土，需要用到土，在挖土时有可能会损坏到一些树木，很容易造成水土的流失，基于这一原因我们国家现在已经慢慢的开始禁止使用粘土砖。页岩砖、煤矸石砖、粉煤灰砖、灰砂砖、混凝土砖等新型砖已经取代了它的位置,玻璃（以玻璃幕墙为例）篇：,优点：1.玻璃幕墙是当代的一种新型墙体,它赋予建筑的最大特点是将建筑美学、建筑功能、建筑节能和建筑结构等因素有机地统一起来，建筑物从不同角度呈现出不同的色调，随阳光、月色、灯光的变化给人以动态的美。2.反光绝缘玻璃厚6毫米，墙面自重约50kg/，有轻巧美观、不易污染、节约能源等优点。幕墙外层玻璃的里侧涂有彩色的金属镀膜，从外观上看整片外墙犹如一面镜子，将天空和周围环境的景色映入其中，光线变化时，影像色彩斑斓、变化无穷。在光线的反射下，室内不受强光照射，视觉柔和。3.玻璃幕墙是指作为建筑外墙装潢的镜面玻璃，它是在浮法玻璃组成中添加微量的Fe、Ni、Co、Se等，并经钢化制成颜色透明板状玻璃，它可吸收红外线，减少进入室内的太阳辐射，降低室内温度。它既能像镜子一样反射光线，又能像玻璃一样透过光线。,缺点：1.光污染-玻璃幕墙的光污染，是指高层建筑的幕墙上采用了涂膜玻璃或镀膜玻璃，当直射日光和天空光照射到玻璃表面时由于玻璃的镜面反射（即正反射）而产生的反射眩光。生活中，玻璃幕墙反射所产生的噪光，会导致人产生眩晕、暂时性失明，常常发生事故。2.玻璃自爆-由于新建建筑在设计时的玻璃板面尺寸越来越大以及各种玻璃幕墙的日益增多，愈建愈高。各种玻璃在安装后产生破裂“自爆”的现象时有发生。有的建筑的脚手架尚未开始拆除，玻璃就开始连续的发生“自爆”，并且出现伤人事件的发生。3.防火能力差-玻璃幕墙是不可燃烧的材料，但在烈火面前，它可以融化或软化，在烈火中只用很短的时间就会发生玻璃破碎，因此在建筑设计中要充分考虑建筑的防火要求。,4.结构胶易失败-幕墙因长期受自然环境的不利因素，结构胶易老化、失败，造成玻璃幕墙坠落。那么在设计时应尽量采用明框或者半隐框玻璃幕墙，因为即使结构胶失败，由于框架的支撑和约束，也会大大降低玻璃坠落的几率。5.热应力造成玻璃破碎-玻璃受热会膨胀，如果受热不均匀，在玻璃内部会产生拉应力，当玻璃边部有细小的裂纹时，这些小瑕疵很容易受热应力的影响，最后导致玻璃破损。因此在安装玻璃时应对玻璃边部进行精细加工处理，以减少裂纹的出现。6.渗水-玻璃幕墙渗水的原因很多，但主要是以施工与密封材料关系较大，因此应挑选技术过硬的施工方，符合国家标准的材料。以最大限度的降低渗水现象。,新型建筑节能材料的种类建筑节能材料主要包括以下几种。第一种是新型节能墙体材料，其原料是各种工业废渣，这种材料替代了实心砖。第二种是新型化学节能建材，主要是优质塑钢门窗及复合塑料管道，实现了对木材和钢材的替代。第三种是玻璃钢，其功能特点具有保温、隔热、静音功能。,（一）粉煤灰我国火力发电厂每年产生了大量的粉煤灰，它是工业垃圾，能够污染生态环境。为了有效处置粉煤灰，可以将其应用于建材。利用粉煤灰代替部分黏土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等，发展成新型环保节能建筑材料。这样就能够利用粉煤灰为建筑原料，有效节约垃圾占用的土地资源。,（二）玻璃钢玻璃钢作为建筑环保节能材料具有以下优点：轻质高强、力学性能好、抗疲劳性能及减振性能好。玻璃钢耐化学药品性、隔音性能好、良好的热性能等。玻璃钢在建筑中的应用主要有玻璃钢管和玻璃钢门窗两大类。这种环保节能材料可以降低能耗，减少施工费用。,（三）石膏及岩棉建材石膏具有节能和环保的特性，在建筑施工中得到了广泛应用。石膏建材的生产能耗比较低，这样就大大节约能源，石膏建材具有可循环使用性，不好产生建筑垃圾，并且石膏建材无毒无害，具有良好的耐热、耐火性。岩棉