学习项目1 建筑材料的基本性质
学习情境1.1 建筑材料概述
应用于土木工程建设中的无机材料、有机材料和复合材料的统称为土木工程材料。通常根据工程类别在材料名称前加以适当区分,如建筑工程常用材料称为建筑材料;道路(含桥梁)工程常用材料称为道路建筑材料;主要用于港口码头时,则称为港工材料;主要用于水利工程的称为水工材料。此外,还有市政材料、军工材料、核工业材料等。本书主要以建筑材料为主。
建筑材料在建设工程中有着举足轻重的地位。第一,建筑材料是建设工程的物质基础。土建工程中,建筑材料的费用占土建工程总投资的60%左右,因此,建筑材料的价格直接影响到建设投资。第二,建筑材料与建筑结构和施工之间存在着相互促进、相互依存的密切关系。一种新型建筑材料的出现,必将促进建筑形式的创新,同时结构设计和施工技术也将相应改进和提高。第三,构筑物的功能和使用寿命在很大程度上取决于建筑材料的性能。如装饰材料的装饰效果、钢材的锈蚀、混凝土的劣化、防水材料的老化问题等,无一不是材料问题,也正是这些材料特性构成了构筑物的整体性能。因此,从强度设计理论向耐久性设计理论的转变,关键在于材料耐久性的提高。第四,建设工程的质量,在很大程度上取决于材料的质量控制。因此,作为一名建筑技术人员,无论从事设计、施工或管理工作,均必须掌握建筑材料的基本性能,并做到合理选材和正确使用。
材料科学的发展标志着人类文明的进步。人类的历史也是按制造生产工具所用材料的种类划分的,由史前的石器时代,经过青铜器时代、铁器时代,发展到今天的人工合成材料时代,均标志着材料科学的进步。同样,建筑材料的发展也标志着建设事业的进步。高层建筑、大跨度结构、预应力结构、海洋工程等,无一不与建筑材料的发展紧密相连。
建筑材料的种类繁多,为了研究、使用和叙述上的方便,通常根据材料的组成、功能和用途分别加以分类。按建筑材料的使用性能分类通常分为承重结构材料、非承重结构材料及功能材料三大类;按建筑材料的使用部位分类通常分为结构材料、墙体材料、屋面材料、楼地面材料、路面材料、路基材料、饰面材料和基础材料等;按建筑材料的化学组成分类通常可分为无机材料、有机材料和复合材料三大类。
作为有关生产、设计应用、管理和研究等部门应共同遵循的依据,对于绝大多数常用的建筑材料,均由专门的机构制定并颁布了相应的“技术标准”,对其质量、规格和验收方法等作了详尽而明确的规定。在我国,技术标准分为四级:国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。
建筑工程中不同的部位要求相关的材料具有其相适应的物理、力学、耐久性能:如主体结构材料应具有所需要的力学性能和耐久性能;墙体材料应具有保温隔热、隔声、耐老化性能;路面材料应具有耐磨、抗滑性能等。建筑材料的这些性能可以通过其组成、结构等特征参数来体现和描述,因此,通过实验了解建筑材料的基本性质,对于掌握材料的特性和使用功能是十分必要的。
本项目包含了密度、表观密度、体积密度、堆积密度、孔隙率及空隙率等实验内容。试验参照《水泥比重测定方法》(GB 208—1994)、《建筑用砂》(GB/T 14684—2001)、《建筑用卵石、碎石》(GB/T 14685—2001)、《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》(JGJ 52—2006)等标准进行。