《建筑材料绪论》课件

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1、建筑材料绪论0.1材料的定义与分类0.1.1材料的定义将原料通过物理或化学方法加工制成的金属、无机非金属、有机高分子、复合材料等固体物质。它们一方面作为构件、器件或物品的原材料或半成品，如金属、硬质材、有机高分子、木材、人造纤维、天然石材和某些玻璃等，另一方面可以在单级工艺过程中同时制成最终产品，如陶瓷和玻璃制品。有些材料除应具有一定的性能和功能外，它们还必须符合结构上的要求。材料科学：研究材料的组成、结构、加工、性能以及材料应用的一门学科。——解决的是”为什么”科学范畴材料工程——解决“怎么做”的问题0.1.1材料的分类根据材料化学组成可分为：金属材料（metalmaterials）、无机

2、非金属材料（inorganic-non－metallicmaterials）、有机高分子材料（polymericmaterials）和复合材料（compositematerials或composites），复合材料是由前三者相互构成的。根据材料性能特征可分为：结构材料（structurematerials）和功能材料（functionmaterials），前者以力学性能为主，后者以物理、化学特性为主。根据材料用途可分为：建筑材料（buildingmaterials）、航空材料（aviationmaterials）、电子材料（electronicmaterials）和半导体材料（semicon

3、ductormaterials）等等。（2）按使用功能：建筑材料、能源材料、机械材料、环境材料、智能材料……（3）按材料来源：天然、人造等……0.2无机非金属材料的定义和特点0.2.1无机非金属材料的定义无机非金属材料几乎包括了除金属材料、高分子材料之外的所有材料，主要有陶器、瓷器、砖、瓦、玻璃、搪瓷、胶凝材料（水泥、石灰和石膏等）、混凝土、耐火材料和天然矿物材料等传统材料以及氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷、复合陶瓷、微晶玻璃、光纤玻璃、MDF水泥、纤维增强混凝土等新型材料。0.2.1无机非金属材料的特点①比金属的晶体结构复杂；②没有自由电子（金属的自由电子密度高）；③具有比金属键稳定的共价键、离

4、子键和混合键；④结晶化合物的熔点比许多金属和有机高分子高；⑤硬度高，抗化学腐蚀能力强；⑥绝大多数是绝缘体，高温导电能力比金属低；⑦光学性能优良，制成薄膜时大多是透明的；⑧一般比金属的导热性低；⑨在大多数情况下观察不到变形。0.3无机非金属材料的发展无机非金属材料和高分子材料、金属材料一起构成工程材料的三大支柱。从使用天然原料发展到使用专门生产的化工原料；除水泥、陶瓷、搪瓷、玻璃、耐火材料等传统硅酸盐材料外，还出现了氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、微晶玻璃、生物玻璃、光导玻璃等许多具有特殊性能的新型材料；其应用从建筑及日常生活领域发展到冶金、化工、交通、能源、窑炉、建筑、机械设备、电工电子

5、、食品、光学、医药、照明、新闻、情报技术以及尖端科技领域。无机非金属材料已成为各种结构、信息及功能材料的主要来源，如耐高温、抗腐蚀、耐磨损的氧化铝（AL2O3）、氮化硅（Si3N4）、碳化硅（SiC）。氧化锆（ZrO）增韧陶瓷，大量用作切削刀具的金属陶瓷，将电信息转变为光信息的铌酸锂和改性的锆钛酸铅压电陶瓷，耐久性优良的高性能水泥基材料等。无机非金属材料的原料资源丰富，成本低廉。大多数无机非金属材料是用硅酸盐原料制作的，我国硅酸盐原料（高岭土、粘土、砂等）储量充足，再加上有丰富的石灰石、石膏，这些条件对生产和制作无机非金属材料是最重要的。无机非金属材料应用范围的日益扩大不仅与原材料储量有关，

6、而且与生产能耗有关。生产无机非金属材料消耗的能量比其他材料低得多。有机高分子材料：按使用性质：橡胶、塑料、涂料、纤维等；按主链结构：碳链、杂链、元素高聚物等；按热学性质：热塑性、热固性、热稳定性等。高分子材料基本性质：（1）结合键主要是共价键，部分为范氏力；（2）分子量大，无明显熔点；（3）有玻璃态、高弹态、粘流态，强度较高；（4）质量轻；（5）绝缘性好；（6）化学稳定性相对较好；（7）耐高温性能差金属材料：黑色金属、有色金属金属材料基本性质：（1）结合键为金属键；（2）熔点高；（3）具有金属光泽；（4）延性好、可加工性好；（5）强度高、韧性好；（6）导热导电性好；（7）易被氧化。3.材料的

7、历史与发展①新材料出现与发展②材料的不断发展推动了社会物质文明的发展各种材料出现的历史陶瓷水泥混凝土新材料的不断出现与发展，人类社会与历史、文明也不断的发展。水泥混凝土强度发展历程年代强度等级20世纪50年代C2020世纪60年代C3020世纪70-80年代C6020世纪90年代C80本世纪C90、C100、C115各时期最高建筑的高度年份大厦名称层数高度(m)备注1870纽约公正大厦7约251885芝加哥家