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)學校水利水電類專業(yè)的教材。書中的內(nèi)容實踐性較強，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?，F(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。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（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，材料的強度越高。所以在使用鋼材時常采用熱處理的方法使晶粒細化，或?qū)︿摻钸M行冷加工使晶體滑動和晶格扭曲，都能達到提高強度的目的。（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)出化學不穩(wěn)定性，故具有較高的化學活性。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；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其流動性。當外力除去后，則又緩慢恢復為凝膠。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、強度越高。如混凝土的孔隙率每增加1％，其強度降低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)學校水利水電專業(yè)的4年制建筑材料教學大綱編寫的。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)濟管理等專業(yè)建筑材料教學大綱內(nèi)容編寫的，教學時可按專業(yè)要求選用。編寫過程中貫徹理論與實踐相結(jié)合的原則，為加強學生基本理論、基本技能和基本知識的訓練，促進學生分析問題，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)?，涉及到標準和?guī)范的內(nèi)容均采用現(xiàn)行國標、部標和規(guī)范。為便于學習，各章均設有思考與練習。為達到學以致用，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。本教材由遼寧省水利學校張丕和主編，并編寫緒論、第三、四、六章；鄭州水利學校方秀鳳編寫第二、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，并由黃河水利學校副教授王應鼎主審。在編寫過程中，兄弟學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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