建筑师建筑材料与构造建筑材料—路永华PPT教案

1、会计学1建筑师建筑材料与构造建筑材料建筑师建筑材料与构造建筑材料路永路永华华建筑结构材料：混凝土建筑结构材料：混凝土功功能能分分类类墙体材料：砖、石、空心砖墙体材料：砖、石、空心砖 建筑功能材料：保温、吸声、防水建筑功能材料：保温、吸声、防水建筑器材：给排水、建筑建筑器材：给排水、建筑第1页/共81页粘粘 土土砖砖 3000年年 石石 灰灰三合土三合土 石材石材水水 泥泥混凝土混凝土钢钢钢筋混凝土钢筋混凝土第2页/共81页特点：适用、耐久、量大、价廉特点：适用、耐久、量大、价廉三大建材：水泥、钢材、木材三大建材：水泥、钢材、木材四要素：原料采用四要素：原料采用 产品制造产品制造 产品使用产品使

2、用 产品利用产品利用第3页/共81页GB国家标准国家标准JC建材建材企业标准企业标准 同行标准：同行标准：ISO美国材料协会：美国材料协会：ASTM日日 本：本：JIS 德德 国：国：DIN法法 国：国：NF 英英 国：国：BS第4页/共81页化学组成化学组成矿物组成：硅酸三钙矿物组成：硅酸三钙 微观结构微观结构亚微观结构亚微观结构宏观结构宏观结构宏宏观观结结构构微微观观结结构构亚亚微微观观结结构构第5页/共81页第6页/共81页 0*第7页/共81页第8页/共81页第9页/共81页：孔隙率：孔隙率 强度强度 实验条件：形状、尺寸、表面状态、含水实验条件：形状、尺寸、表面状态、含水、 湿度、加

3、荷速度湿度、加荷速度脆性材料：抗压强度（混凝土）脆性材料：抗压强度（混凝土） 韧性材料：抗拉强度（屈服强度）韧性材料：抗拉强度（屈服强度）材料的强度与其表观密度之比。（轻质高强材料的强度与其表观密度之比。（轻质高强）脆性（混凝土）脆性（混凝土） 韧性（钢材、木材）韧性（钢材、木材）荷载、物理、化学荷载、物理、化学第10页/共81页第11页/共81页 干燥硬化干燥硬化 碳化作用碳化作用 特点：速度慢、强度低、不耐水、体积特点：速度慢、强度低、不耐水、体积 石灰乳、石灰砂浆、石灰土、三合土、石灰乳、石灰砂浆、石灰土、三合土、 制品制品 第12页/共81页第13页/共81页硬化快硬化快 体积膨胀体积

4、膨胀 多孔（保温隔热、吸声）、抗渗多孔（保温隔热、吸声）、抗渗、抗冻、抗冻 防火性好防火性好 强度低强度低 耐水性耐水性第14页/共81页第15页/共81页硅酸盐水泥硅酸盐水泥P 、P 0 5% 混合材混合材普通硅酸盐水泥（普通硅酸盐水泥（P O）矿渣硅酸盐水泥（矿渣硅酸盐水泥（P S）火山灰硅酸盐水泥（火山灰硅酸盐水泥（P P）粉煤灰硅酸盐水泥（粉煤灰硅酸盐水泥（P F）复合硅酸盐水泥（复合硅酸盐水泥（P C）通用水泥、专用水泥、特种水泥通用水泥、专用水泥、特种水泥第16页/共81页原料原料生料生料熟料熟料+石膏石膏水泥水泥 石膏：缓凝作用石膏：缓凝作用硅酸三钙快强度早后水化热硅酸二钙慢强度

5、早后水化热铝酸三钙快强度早后水化热铁铝酸四钙 组成与性能组成与性能第17页/共81页水化产物：水化硅酸钙、氢氧化钙、水化产物：水化硅酸钙、氢氧化钙、 水化铝酸钙、钙矾石等水化铝酸钙、钙矾石等筛余率：筛余率：0.08m 筛余百分率不大于筛余百分率不大于10% 0.045m 筛余百分率不大于筛余百分率不大于30% 细度不合格细度不合格不合格不合格第18页/共81页第19页/共81页 ISO标准标准 水泥：标准砂水泥：标准砂 = 1:3 尺寸尺寸 40mm40mm160mm 养护养护 （201）水中）水中 龄期龄期 3d、28d，抗折、抗压，抗折、抗压 化学指标、凝结时间、安定性、强度化学指标、凝结

6、时间、安定性、强度第20页/共81页内因：水化产物（内因：水化产物（CH、水化铝酸钙等）、孔、水化铝酸钙等）、孔 外因：侵蚀性介质外因：侵蚀性介质 合理选择水泥品种、提高密实度、合理选择水泥品种、提高密实度、 加做保护层加做保护层 砌筑水泥、道路水泥、快硬硅酸盐水泥、白色及彩砌筑水泥、道路水泥、快硬硅酸盐水泥、白色及彩色硅酸盐水泥、铝酸盐水泥（不可混用）色硅酸盐水泥、铝酸盐水泥（不可混用）第21页/共81页硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥（矿渣、火山灰、粉煤灰）（矿渣、火山灰、粉煤灰）水泥水泥凝结硬化凝结硬化快慢强度强度早、后期强度高早期低、后期高、总体强度低水化热水化热大

7、小抗冻性抗冻性高低抗渗性抗渗性好低（火山灰水泥高）耐侵蚀性耐侵蚀性差好矿渣水泥（耐高温）第22页/共81页 防潮防潮 通用通用 3 个月个月 高铝高铝 2 个月个月 快硬快硬 1 个月个月第23页/共81页 重混凝土重混凝土 2800 kg/ m 普通混凝土普通混凝土 2000 2800 kg/ m 轻混凝土轻混凝土 1950 kg/ m 原料丰富、施工方便、和易性好、性能可调、强度高、原料丰富、施工方便、和易性好、性能可调、强度高、 耐久性好、自重大、呈脆性、质量波动大耐久性好、自重大、呈脆性、质量波动大和易性、强度等级、耐久性、经济型和易性、强度等级、耐久性、经济型 分类分类第24页/共8

8、1页 品种：工程特点、所处环境、施工条件品种：工程特点、所处环境、施工条件 强度等级：一般（强度等级：一般（0.9 2.0倍）；倍）； 过大、过小都不宜过大、过小都不宜 细骨料细骨料 5mm 卵石、碎石卵石、碎石第25页/共81页 技术要求技术要求 有害杂质（云母、硫化物、硫酸盐、氯盐、有机物）、泥有害杂质（云母、硫化物、硫酸盐、氯盐、有机物）、泥及粘土块、无定形氧化硅（碱及粘土块、无定形氧化硅（碱-碳酸反应；碱碳酸反应；碱-硅酸反应）硅酸反应） 细骨料的粗细程度与颗粒级配细骨料的粗细程度与颗粒级配 粗细程度：粗粗细程度：粗 表面积小，节省水泥表面积小，节省水泥 颗粒级配：大小搭配颗粒级配：大

9、小搭配 空隙率的大小空隙率的大小 确定：筛分实验确定：筛分实验 （500克）克） uf: 3.7 3.1 粗粗第26页/共81页 uf：3.0 2.3 中中 uf：2.2 1.6 细细 级配区：级配区：4.75、0.6mm筛，其余筛，其余 5% 粗骨料粗骨料 形状：卵石（流动性形状：卵石（流动性 强度强度 ） 碎石（流动性碎石（流动性 强度强度 ） 针片（流动性针片（流动性 强度强度 ） 强度：岩石抗压比混凝土强度高强度：岩石抗压比混凝土强度高20% 压碎指标压碎指标第27页/共81页 最大粒径：最大粒径： 1/4 截面尺寸截面尺寸 3/4 钢筋最小净距钢筋最小净距 1/3 板厚，但小于板厚，

10、但小于40 mm 泵送混凝土：泵送混凝土：100 m, 1:4 1:5 级配：符合要求级配：符合要求 水水 饮用水、海水（素混凝土）饮用水、海水（素混凝土）第28页/共81页 流动性、粘聚性、保水性流动性、粘聚性、保水性 塑性：塌落度法塑性：塌落度法 T 干硬：维勃稠度干硬：维勃稠度 S 内因：水泥（品种）、水灰比、水泥浆数量、砂率（砂内因：水泥（品种）、水灰比、水泥浆数量、砂率（砂 占砂石总量百分比）、砂石品种、级配、粗细占砂石总量百分比）、砂石品种、级配、粗细 外因：温度、湿度、龄期（时间）、外加剂、掺合料、外因：温度、湿度、龄期（时间）、外加剂、掺合料、 掺料工艺掺料工艺疏密程度、泵送疏

11、密程度、泵送第29页/共81页第30页/共81页第31页/共81页 实验条件影响：实验条件影响： 尺寸尺寸 形状形状 棱柱体棱柱体 立方体立方体 表面表面 光滑光滑 含水含水 加荷速度加荷速度 强度非破损检测：回弹法强度非破损检测：回弹法 抗压强度抗压强度 超声回弹法超声回弹法 抗压强度抗压强度 钻芯法钻芯法 混凝土强度混凝土强度 提高强度措施提高强度措施 内因、外因内因、外因第32页/共81页第33页/共81页第34页/共81页第35页/共81页第36页/共81页第37页/共81页第38页/共81页第39页/共81页胶结材料胶结材料 + 细骨料细骨料 + 掺合料掺合料 + 水水应用：砌筑、抹

12、面、勾缝应用：砌筑、抹面、勾缝第40页/共81页第41页/共81页水泥砂浆水泥砂浆基础、地下室、特殊部位基础、地下室、特殊部位 水泥混合砂浆水泥混合砂浆砌体砌体 石灰砂浆石灰砂浆平房、临时性建筑平房、临时性建筑三层（底层、中层、面层）三层（底层、中层、面层）加气混凝土墙面：基层上抹树脂胶或挂钢丝网抹灰加气混凝土墙面：基层上抹树脂胶或挂钢丝网抹灰第42页/共81页第43页/共81页 尺寸：尺寸：240mm115mm90mm 190mm190mm190mm 强度：强度：MU30、MU25、MU20、MU15、MU10 A、B、C 三个等级三个等级 尺寸：尺寸：290mm190mm190mm 240

13、mm180mm115mm 强度：强度：MU2.5、MU3.5、MU5.0、MU7.5、MU10 密度：密度：800、900、1000、1100 第44页/共81页第45页/共81页石膏板石膏板、GRCGRC板板、硫化石灰板硫化石灰板、纤维增强水泥板纤维增强水泥板TKTK板板、砼空砼空心板心板、钢丝网水泥夹芯板钢丝网水泥夹芯板( (八种：二样、三样、四样、五样、六样、七样八种：二样、三样、四样、五样、六样、七样、 八样、九八样、九 样样 垂号：五样、六样、七样垂号：五样、六样、七样) )第46页/共81页低碳钢：低碳钢：0.25%中碳钢：中碳钢：0.250.60%高碳钢：高碳钢：0.60%低合金

14、钢：低合金钢：5%中合金钢：中合金钢：510%高合金钢：高合金钢：10%沸腾钢：沸腾钢：F半镇静钢：半镇静钢：bZ镇静钢：镇静钢：Z特殊镇静钢：特殊镇静钢：TZ普通钢普通钢优质钢优质钢高级优质钢高级优质钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢冶烧冶烧质量质量第47页/共81页第48页/共81页布氏硬度布氏硬度HBHB交变应力作用下，在规定的周期基数内不发生交变应力作用下，在规定的周期基数内不发生 断裂的最大应力断裂的最大应力 铁素体铁素体（C C少少）、）、渗碳体渗碳体（C C多多）、）、珠光体珠光体（二者二者） Fe Fe、C C、SiSi、MnMn、V V、NbNb、TiTi、P P（冷脆性冷脆性）、）

15、、 S S（热脆性热脆性）、）、O O、N N第49页/共81页第50页/共81页第51页/共81页 冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋 LL500 LL500非预应力非预应力 LL650 LL650、LL800LL800中中、小型预应力小型预应力混凝土混凝土的受力钢筋的受力钢筋 热处理钢筋热处理钢筋 直径直径6mm6mm、8.2mm8.2mm、10mm10mm预应力预应力混凝土混凝土 冷轧扭钢筋冷轧扭钢筋 预应力及承重荷载较大预应力及承重荷载较大 预应力预应力混凝土混凝土用钢丝及钢绞线用钢丝及钢绞线 优质碳素结构钢加工优质碳素结构钢加工 七七股股 大荷载、大跨及曲线配筋的预应力大荷载、大跨及曲线配筋的

16、预应力混凝土混凝土第52页/共81页 热轧型钢热轧型钢、冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢、钢板钢板、轻钢龙骨轻钢龙骨 原因：潮湿原因：潮湿 气体（气体（O O2 2、COCO2 2、SOSO2 2、Q Q2 2等）等） 电电化学锈蚀化学锈蚀 防护：表面涂除锈漆防护：表面涂除锈漆 防止：密实度防止：密实度 保护层厚度保护层厚度 氯盐氯盐第53页/共81页针叶树：强度针叶树：强度、密度、密度、湿胀、湿胀、易加工、易加工阔叶树：阔叶树： 密度密度、湿胀、湿胀、加工困难、加工困难第54页/共81页处理方式：涂刷有机及无机涂料（丙烯酸）处理方式：涂刷有机及无机涂料（丙烯酸） 防火剂浸注木材（磷防火剂浸注木材（磷

17、- -氮系列、硼化物氮系列、硼化物）第55页/共81页第56页/共81页第57页/共81页第58页/共81页沥青沥青类类防水涂料：石灰膏乳化沥青防水涂料：石灰膏乳化沥青- 地下室、卫生间地下室、卫生间高聚物改性沥青：再生沥青高聚物改性沥青：再生沥青合成高分子防水涂料：聚氨酯合成高分子防水涂料：聚氨酯常用：聚氨酯防水涂料（有毒）常用：聚氨酯防水涂料（有毒）- 复杂屋面复杂屋面 硅橡胶防水涂料（成型快）硅橡胶防水涂料（成型快）- 地下、屋面地下、屋面 第59页/共81页 弹性高弹性高、粘性力粘性力、防水性防水性 F F类：建筑类：建筑 G G类：镶嵌玻璃类：镶嵌玻璃第60页/共81页第61页/共8

18、1页第62页/共81页吸声材料类型：多孔吸声材料吸声材料类型：多孔吸声材料 薄板薄板振振动吸声动吸声结构结构 共振吸声结构共振吸声结构 穿孔板组合吸声结构穿孔板组合吸声结构 特殊吸声结构特殊吸声结构传导越大，隔声效果传导越大，隔声效果第63页/共81页 特点：强度高，吸水率小特点：强度高，吸水率小 耐酸、耐磨、耐久性好耐酸、耐磨、耐久性好 耐火性差耐火性差 不耐氢氟酸、氟硅酸不耐氢氟酸、氟硅酸 矿物：方解石、白云石矿物：方解石、白云石 成分：成分：CaCOCaCO3 3 特点：不易于室外（特点：不易于室外（COCO2 2、O O2 2、水、酸反应）、水、酸反应） 第64页/共81页原料：石英砂

19、原料：石英砂( (长碱、长碱、长石长石、石灰石）石灰石）成分：成分：SiOSiO2 2、NaNa2 2O O、CaO CaO 或或 MgO MgO第65页/共81页产量以标准箱计产量以标准箱计 厚度厚度2mm2mm平板平板 10m 10m2 2 一标准箱一标准箱 50kg 50kg钢化钢化、头丝头丝、头层头层热反射镀膜热反射镀膜、低辐射镀膜低辐射镀膜、镁、镁面镀膜面镀膜膜物质膜物质、溶剂溶剂、散粒状材散粒状材建筑涂料建筑涂料：有机有机（溶剂溶剂型、型、水溶性水溶性、乳胶乳胶） 无机无机（碱金属碱金属 液态二氧化硅系液态二氧化硅系） 复合复合第66页/共81页塑料的特点：密度小、比强度高、耐油浸

20、、耐腐蚀、耐磨、塑料的特点：密度小、比强度高、耐油浸、耐腐蚀、耐磨、隔声、绝缘、绝热隔声、绝缘、绝热塑料的组成（一）合成树脂：基本组成材料 加聚树脂 缩聚树脂 热塑料树脂：受热软化，冷却凝固，化学反应 （），密度、强度、熔点低 热固性树脂：坚硬、脆性大第67页/共81页常用建筑塑料的特性与用途：常用建筑塑料的特性与用途：聚乙烯（聚乙烯（PEPE）：）：特性：预韧性好，介电性能和耐化学腐蚀性能优良，成型工特性：预韧性好，介电性能和耐化学腐蚀性能优良，成型工艺性好，但刚性差，燃烧时少烟，低压聚乙烯使用温度可达艺性好，但刚性差，燃烧时少烟，低压聚乙烯使用温度可达100100用途：主要用于防水材料、给

21、排水管和绝热材料等用途：主要用于防水材料、给排水管和绝热材料等（二）（二）填充料填充料（三）（三）增塑剂增塑剂（四）（四）其他其他第68页/共81页聚丙烯（聚丙烯（PPPP）：特性：耐腐蚀性优良，力学性能和刚性超过）：特性：耐腐蚀性优良，力学性能和刚性超过聚乙烯，耐疲劳和耐应力开裂性好，可在聚乙烯，耐疲劳和耐应力开裂性好，可在100100以上使用，以上使用，但收缩率较大，低温脆性大。但收缩率较大，低温脆性大。用途：管材、卫生洁具、模板等。用途：管材、卫生洁具、模板等。第69页/共81页ABSABS塑料塑料 特性：具有韧、硬、刚相均衡的优良力学特性，电绝缘性与特性：具有韧、硬、刚相均衡的优良力学

22、特性，电绝缘性与耐化学腐蚀性好，尺寸稳定性好，表面光泽性好，易涂装和耐化学腐蚀性好，尺寸稳定性好，表面光泽性好，易涂装和着色，但耐热性不太好，耐候性差着色，但耐热性不太好，耐候性差用途：用于生产建筑五金和各种管材、模板，异形板等用途：用于生产建筑五金和各种管材、模板，异形板等第70页/共81页聚丙烯（聚丙烯（PPPP）：特性：耐腐蚀性优良，力学性能和刚性超过）：特性：耐腐蚀性优良，力学性能和刚性超过聚乙烯，耐疲劳和耐应力开裂性好，可在聚乙烯，耐疲劳和耐应力开裂性好，可在100100以上使用，以上使用，但收缩率较大，低温脆性大。但收缩率较大，低温脆性大。用途：管材、卫生洁具、模板等。用途：管材、

23、卫生洁具、模板等。第71页/共81页不饱和聚酯树脂不饱和聚酯树脂 特性：可在低压下固化成型，用玻璃纤维增强后具有优良的特性：可在低压下固化成型，用玻璃纤维增强后具有优良的力学性能，良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性能，但固化收缩力学性能，良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性能，但固化收缩率较大率较大用途：主要用于玻璃钢、涂料和聚酯装饰板等用途：主要用于玻璃钢、涂料和聚酯装饰板等聚氨酯（聚氨酯（PURPUR） 特性：强度高，耐化学腐蚀性优良，耐热、耐油、耐溶剂性特性：强度高，耐化学腐蚀性优良，耐热、耐油、耐溶剂性好、粘结性和弹性优良好、粘结性和弹性优良用途：主要以泡沫塑料形式作为隔热材料及优质涂料、粘结用途：

24、主要以泡沫塑料形式作为隔热材料及优质涂料、粘结剂、防水涂料和弹性嵌缝材料等剂、防水涂料和弹性嵌缝材料等第72页/共81页三、粘结剂（又称粘合剂、粘接剂或粘结剂等）三、粘结剂（又称粘合剂、粘接剂或粘结剂等）能直接将两种材料牢固地粘结在一起的物质通称胶粘剂。传能直接将两种材料牢固地粘结在一起的物质通称胶粘剂。传统的有机胶粘剂如皮胶、骨胶、淀粉等，强度不高，耐统的有机胶粘剂如皮胶、骨胶、淀粉等，强度不高，耐热、耐水及耐老化等性能也差。目前建筑上广泛使用由热、耐水及耐老化等性能也差。目前建筑上广泛使用由合成高分子材料配置的胶粘剂。合成高分子材料配置的胶粘剂。（一）胶粘剂的组成与分类（一）胶粘剂的组成与

25、分类1 1、组成、组成（1 1）粘料。是胶粘剂的基本组分，决定胶粘剂的性能。通常）粘料。是胶粘剂的基本组分，决定胶粘剂的性能。通常的粘料有天然高分子化合物（如淀粉、动物的皮胶等）的粘料有天然高分子化合物（如淀粉、动物的皮胶等）、合成高分子化合物（如环氧树脂等）以及无机化合物、合成高分子化合物（如环氧树脂等）以及无机化合物（如水玻璃等）三类（如水玻璃等）三类（2 2）溶剂。其作用为溶解粘料、调节胶粘剂的粘度使之便于）溶剂。其作用为溶解粘料、调节胶粘剂的粘度使之便于施工。常用的溶剂有二甲苯、丁醇及水等。施工。常用的溶剂有二甲苯、丁醇及水等。第73页/共81页（3 3）固化剂与催化剂。固化剂能使线型

26、分子形成网状体形结构）固化剂与催化剂。固化剂能使线型分子形成网状体形结构，从而使胶粘剂固化。加入催化剂是为了加速高分子化合物的，从而使胶粘剂固化。加入催化剂是为了加速高分子化合物的硬化过程。硬化过程。（4 4）填料。可改善胶粘剂的性能（如提高强度、减少收缩等）填料。可改善胶粘剂的性能（如提高强度、减少收缩等），并可降低胶粘剂成本。常用石棉粉、石英粉、氧化铝粉、金，并可降低胶粘剂成本。常用石棉粉、石英粉、氧化铝粉、金属粉等。属粉等。胶粘剂必须具有下列条件：足够的流动性，保证被粘物表面能胶粘剂必须具有下列条件：足够的流动性，保证被粘物表面能充分浸润，不易老化，易调节粘结性与硬化速度，胀缩变形小充分

27、浸润，不易老化，易调节粘结性与硬化速度，胀缩变形小，粘结强度高。，粘结强度高。2 2、分类、分类（1 1）按强度特性分类：可分为以下三种：）按强度特性分类：可分为以下三种：结构胶：对强度、耐热、耐油和耐水等有较高要求。使用于金结构胶：对强度、耐热、耐油和耐水等有较高要求。使用于金属的结构胶，其室温剪切强度要求在属的结构胶，其室温剪切强度要求在1030MPa1030MPa，106106次循环剪次循环剪切疲劳后强度为切疲劳后强度为48 MPa48 MPa。非结构胶：介于结构胶与非结构胶之间。非结构胶：介于结构胶与非结构胶之间。第74页/共81页（2 2）按固化形式分类：可分为溶剂挥发型、乳液型、反应型和）按固化形式分类：可分为溶剂挥发型、乳液型、反应型和热熔型四种。热熔型四种。（3 3）按主要成分分类：可分为无机与有机两大类。）按主要成分分类：可分为无机与有机两大类。1 1）无机类：某种硅酸盐及磷酸盐等。）无机类：某种硅酸盐及磷酸盐等。2 2）有机类：有天然类与合成树脂类两大类。）有机类：有天然类与合成树脂类两大类。 天然类天然类 葡萄糖衍生物（如淀粉、糊精等）葡萄糖衍生物（如淀粉、糊精等） 氨基酸衍生物（如骨胶、鱼胶等）氨基酸衍生物（如骨胶、鱼胶等） 天然树脂（如松脂、虫胶等）天然树脂（如松脂、虫胶等） 沥青类沥青类 合成树脂类合成树脂类 树脂类树脂类 热固性