建筑材料（第二版）

　　本書主要講述水利工程建筑中常用建筑材料的組成成分、技術(shù)性能、質(zhì)量檢驗、合理使用、運輸和保管等，其中以材料的性能，影響性能的主要因素、改善性能的途徑及質(zhì)量檢驗為重點。全書分為材料的基本性質(zhì)、磚石材料、無機(jī)膠凝材料、混凝土、砂漿、瀝青及瀝青防水材料、合成樹脂、建筑鋼材、木材等九章及建筑材料試驗。本書為中等專業(yè)學(xué)校水利水電類專業(yè)的教材。書中的內(nèi)容實踐性較強(qiáng)，也可供水利水電工程施工、建筑材料質(zhì)量檢測等的技術(shù)人員參考。請讀片斷：第一章建筑材料的基本性質(zhì)建筑材料在建筑物中，要承受各種外力及環(huán)境的物理、化學(xué)等因素的作用。如承重材料要受到力的作用；防水材料經(jīng)常受水的侵蝕等等。這些都是促使材料破壞的因素。在選擇和使用材料時，必須了解材料在建筑物中所處的條件，從而在性能上滿足使用要求。因此，掌握各種材料的技術(shù)性質(zhì)是非常重要的。建筑材料的技術(shù)性質(zhì)是多種多樣的。現(xiàn)從各種材料性能中選擇一些帶共性的基本性質(zhì)，列述一些初步概念，為深入討論各種材料的技術(shù)性質(zhì)打好基礎(chǔ)。第一節(jié)材料的組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造一、材料的組成成分材料的性質(zhì)取決于材料的成分。如在煉鋼時，加入適量的鉻和鎳，鋼材就不易生銹；在混凝土中摻入外加劑或混合材料，可改善混凝土的性能。由此可見，掌握成分對材料性質(zhì)的影響，就可在制造或使用過程中調(diào)整材料的成分，以達(dá)到符合技術(shù)要求的性能。二、材料的結(jié)構(gòu)材料的結(jié)構(gòu)是指其微觀組織而言，可分為晶體、玻璃體和膠體三種結(jié)構(gòu)形式。（一）晶體結(jié)構(gòu)晶體結(jié)構(gòu)是由離子、原子或分子等質(zhì)點在空間按照規(guī)則的幾何形狀排列而成的固體格子組成的，稱為晶格。組成晶格的最基本單元叫晶胞。晶格具有各向異性的性質(zhì)。而在晶體材料中由大量晶胞形成的晶粒是雜亂排列的，所以晶體材料又是各向同性的。材料的性質(zhì)受晶粒的排列方式、晶格中質(zhì)點密集程度和各質(zhì)點的相互結(jié)合力的影響。晶格中質(zhì)點密集程度很高的材料，其塑性變形能力很強(qiáng)（如鋼材）呈現(xiàn)塑性。反之，則材料的變形能力很小，呈現(xiàn)脆性（如天然石料）。從晶體材料的整體看，晶粒越小，分布的越均勻，材料的強(qiáng)度越高。所以在使用鋼材時常采用熱處理的方法使晶粒細(xì)化，或?qū)︿摻钸M(jìn)行冷加工使晶體滑動和晶格扭曲，都能達(dá)到提高強(qiáng)度的目的。（二）玻璃體結(jié)構(gòu)玻璃體結(jié)構(gòu)是晶體物質(zhì)經(jīng)加熱熔融后，使其驟然冷卻到低于凝固點溫度時，熔融體內(nèi)部質(zhì)點來不及有規(guī)則的排列，便凝固成固體，這種結(jié)構(gòu)形態(tài)稱為玻璃體。因玻璃體的質(zhì)點排列沒有一定規(guī)律性，無固定的幾何形狀，顯示各向同性，沒有固定的熔點，熔融時只出現(xiàn)軟化現(xiàn)象。玻璃體形成時沒有結(jié)晶放熱過程，在其內(nèi)部儲存著大量的內(nèi)能，因而呈現(xiàn)出化學(xué)不穩(wěn)定性，故具有較高的化學(xué)活性。如硅酸鹽水泥中摻用的粒化高爐礦渣、火山灰、粉煤灰、硅灰等都屬于這類物質(zhì)。（三）膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu)是指含有粒徑為10－6～10－4mm的固體顆粒分散在介質(zhì)中的分散體系組成的結(jié)構(gòu)。分散介質(zhì)為液體時的膠體稱為溶膠。膠體的微小膠粒其總表面積很大，因此具有很大的表面能，吸附能力很強(qiáng)；膠粒之間也有相互吸引凝聚的能力；所以膠體有很大的粘結(jié)力。當(dāng)膠粒凝聚后構(gòu)成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，包圍了全部液體，使分散體系失去流動性，成為半固體狀態(tài)時，稱為凝膠。一般凝膠體均有觸變性，即在攪拌、振動力作用下凝膠變成溶膠而恢復(fù)其流動性。當(dāng)外力除去后，則又緩慢恢復(fù)為凝膠。新拌的水泥漿、石灰漿等都具有觸變性。三、材料的構(gòu)造材料的構(gòu)造是指材料的宏觀組織狀態(tài)。由于材料的質(zhì)點排列不同，有層狀、纖維狀、致密狀及多孔狀等構(gòu)造。材料的性質(zhì)除受成分及結(jié)構(gòu)的影響外，還與材料的構(gòu)造有密切關(guān)系。材料構(gòu)造越密實、越均勻，其表面密度越大、強(qiáng)度越高。如混凝土的孔隙率每增加1％，其強(qiáng)度降低3％～5％。具有層狀或纖維狀構(gòu)造的材料，由于質(zhì)點排列是有方向性的，常表現(xiàn)為各向異性。如木材順紋與橫紋的強(qiáng)度相差很大，云母很易分離成薄片等。第二節(jié)材料的物理性質(zhì)一、與質(zhì)量有關(guān)的性質(zhì)（一）密度與視密度（1）密度（比重）密度是材料在絕對密實狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計算：ρ＝m/V（1－1）式中ρ——材料的密度，g/cm3或kg/m3；m—材料在干燥狀態(tài)下的質(zhì)量，g或kg；V————材料在絕對密實狀態(tài)下的體積，稱絕對體積，cm3或m3。（2）視密度（視比重）視密度是指散粒材料的密度。當(dāng)測定散粒材料（砂子、石子等）的密度時，其計算體積是指顆粒的體積（包括顆粒內(nèi)部所含的封閉孔隙），算得的密度稱為視密度。計算公式與密度相同。（二）表現(xiàn)密度及堆密度表觀密度（容重）是指材料在自然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量。按下式計算：mρ0＝V0（1－2）式中ρ0——材料的表觀密度，g/cm3或kg/m3；V0——一材料在自然狀態(tài)下的體積，cm3或m3；m——材料的質(zhì)量，g或kg。本書前言本教材按照1990～1995年《中等專業(yè)學(xué)校水利水電類專業(yè)教材選題和編審出版規(guī)劃》和水利電力部教育司1988年4月頒布的中等專業(yè)學(xué)校水利水電專業(yè)的4年制建筑材料教學(xué)大綱編寫的。本教材是綜合水利水電工程建筑，水利工程、農(nóng)田水利工程、水利工程管理、水利工程管理與經(jīng)濟(jì)管理等專業(yè)建筑材料教學(xué)大綱內(nèi)容編寫的，教學(xué)時可按專業(yè)要求選用。編寫過程中貫徹理論與實踐相結(jié)合的原則，為加強(qiáng)學(xué)生基本理論、基本技能和基本知識的訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生分析問題，解決問題能力的提高，力爭做到內(nèi)容精煉、敘理清楚、特色鮮明、文字通俗流暢、插圖形神兼?zhèn)?，涉及到?biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的內(nèi)容均采用現(xiàn)行國標(biāo)、部標(biāo)和規(guī)范。為便于學(xué)習(xí)，各章均設(shè)有思考與練習(xí)。為達(dá)到學(xué)以致用，在材料試驗部分除編寫了試驗方法外，還在某一種原材料試驗后編寫了材料質(zhì)量評定報告。兼顧某些專業(yè)需要，在單項試驗之后增加了綜合試驗指導(dǎo)。本教材由遼寧省水利學(xué)校張丕和主編，并編寫緒論、第三、四、六章；鄭州水利學(xué)校方秀鳳編寫第二、七、八章及建筑材料試驗一、四、五；黃河水利學(xué)校李修亭編寫第一、五、九章及建筑材料試驗二、三、六。本教材是由建材課程組教學(xué)研討會對編寫大綱充分研究討論修改后開始編寫的，成稿后由編寫組、課程組長、主審等匯稿討論修改，并由黃河水利學(xué)校副教授王應(yīng)鼎主審。在編寫過程中，兄弟學(xué)校的同行在課程教研會上對編寫大綱提出了很多寶貴意見，黃河水校崔長江還提供部分手寫材料，建材課程組副組長柳家鼎同志參加主持了匯稿討論，為編寫教材盡了不少力，遼寧水校崔瑞也參加了匯稿討論，在此一并表示衷心的感謝。由于編者的水平有限，教材中的缺點和不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。編者1995年1月

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