建 筑 材 料
绪论
1、水泥在使用过程中是怎样发挥作用的？
2、教室的墙上为什么要抹砂浆？
3、怎样判断两垛砖的质量？
建筑材料定义,
是指建筑结构物中使用的各类材料及制品。
构成建筑物本身的材料。即从基础、地面、
墙体、直到屋顶所用的材料
分类
1、按材料在建筑中的部位不同,
承重构件材料 墙体材料
地楼面材料 屋面材料
2、按材料的功能,
结构材料 防水材料 吸声材料
保温隔热材料 装饰材料
材料的发展历史,
建筑材料的发展就是人类社
会生产力和科学技术水平的发
展历史。
利用天然材料（穴居巢处 → 石器、铁器
时代的挖土、凿石为洞，伐木搭竹为棚 →
利用天然材料建造非常简陋的房屋） → 人
工生产材料（粘土烧制砖瓦，岩石烧制石
灰、石膏） → 18,19世纪钢材、水泥、混
凝土的发明 → 20世纪新型建材的发展，大
量以有机材料为主的化学建材（特种胶凝
材料、混凝土外加剂、高性能混凝土、塑
料建材、其它特殊功能材料）。
材料的发展趋势
建筑材料的品种增多, 科技含量
增加, 功能增强 。 建筑材料正朝轻
质, 高强, 多功能, 耐久, 可持续
发展方向发展 。
建筑材料的高科技化（ 基础理论的巨大突破 ）
不同建材的机械、物理、化学性质总是
由他们的化学组成、结构状况决定的，因而
有关建材的研究也总是围绕材料的组成、结
构、性质、加工以及使用功能而开展的。由
于化学、物理等基础科学的不断发展，产生
了很多新理论、新技术，在这些新理论指导
下，采用新的实验技术不断加以验证，推动
着建筑材料领域的基础理论不断取得突破。
建筑材料的高科技化（ 基础理论的巨大突破 ）
从分析建筑材料的组成、性质、显微结构（包
括原子排列方式及缺陷、电子运动状态与能量转
换、化学键种类等）和宏观结构入手，许多基础
理论及分支学科相继出现，，如胶体化学、表面
物理化学、材料流变学、硅酸盐物理化学、水泥
混凝土化学、材料打猎理论、高分子物理与化学
等。应用这些理论，将材料的组成、显微结构与
宏观性能结合起来，可以预见性低设计出具有高
性能的新型建筑材料，甚至还可以采用计算机辅
助进行各种复杂的设计工作，从而结束了人类盲
目寻找优质靠机遇取得突破的历史，跨入了按照
人类的愿望构建建筑材料的新时代。
建筑材料的高科技化（ 基础理论的巨大突破 ）
人类发现水泥、石灰、石膏这些胶凝
材料都是靠偶然机遇，而现代的各种具
有特殊功能的水泥、混凝土以及复合材
料的出现则都是靠理论指导，甚至还可
以建立模型以预见其它目前尚未存在的
新型建筑材料。
建筑材料的高科技化（建材生产的高科技化 ）
建筑材料生产常常被错误地认为不需要科
学技术，以为生产中的配料误差、生产工艺
及制度的变化等材料性能的影响不大。目前，
随着人们对建筑材料性能要求日益提高，建
材生产也越来越受到重视。如水泥生产时由
于生料配制、煅烧方式、煅烧温度、煅烧时
间、冷却速度、粉磨细度等不同，生产出的
水泥性能（强度及其发展、水化放热及放热
速度、凝结时间等）千差万别；建筑钢材、
陶瓷、玻璃等建筑材料的生产也都无不如此。
所以，很多建材的生产都引入了高科技手段。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
建筑物的不同部位要求采用不同性
能的建筑材料；如结构材料应该具有高
的强度和好的耐久性；装饰材料应该具
有好的色泽、质感和耐久性；墙体材料
则应该具有轻质、绝热、隔声性能好的
特点。在高科技时代，由于基础理论研
究的发展，对建筑材料的性能可根据要
求在较大范围内加以改变，并制订出相
应的标准规范要求。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
以应用面广量大的混凝土为例，可
以看出科学技术在建材应用发明的发展。
在建筑工程中混凝土的强度直接决定建
筑物的高度、自重、跨度以及结构件的
尺寸等。如果显著提高混凝土的强度，
建筑物的自重会大大降低，结构件的尺
寸可大大缩小，其可建高度可大大增加，
跨度可以显著增大。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
原来一般采用的混凝土标号为 C20-
C40，几乎所有的国家的标准规范都定
在 C60以下，且对原材料水泥、砂、石
和水的质量要求不严格，现代采用的
混凝土不仅对原材料的质量控制要求
严格，有的还有对砂、石进行多次清
洗，并通过掺加超细活性混合材和超
塑化剂，使混凝土标号到 C150以上。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
目前以常规方法配制的在建筑工程中已有一
定用量的混凝土最高标号为 C135，有的还通过
改变和替换混凝土中石和砂，可达更高标号。
加拿大目前正在修建的一座桥的桁架采用钢段
混凝土（以钢段替换混凝土中的石子做集料），
标号达到 C800，与钢材的强度相近，弹性模量
比钢材大。现在混凝土不仅强度标号大大提高，
韧性增加（如钢管混凝土、三维约束钢筋混凝
土等），而且更加密实，内部缺陷减少或变得
有利，气密性、水密性更好，耐久性大大提高，
因而工程的使用寿命大大提高。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
目前，许多国家都在重新制订混凝
土应用标准规范，例如挪威、日本、加
拿大、美国都走在世界的前列。在大坝
工程，对混凝土的要求更高。因为混凝
土在水化硬化过程要释放热量，而在大
体积混凝土中，热量很难相外散发，势
必造成混凝土内部温度升高，并产生巨
大的温度应力，导致混凝土破坏。
建筑材料的高科技化（建材使用的高科技化 ）
另外在混凝土水化硬化过程中会产生收缩和徐
变, 且产生的净收缩值很大, 导致巨大的收缩应
力, 如不加以控制, 更易引起混凝土破坏, 所以
大坝水泥应解决好水化热和收缩两大难题 。 我国
正在修建的三峡大坝主体工程约需要 2000多万
m3混凝土, 而混凝土的性能基本上决定着这项
举世瞩目的宏伟工程的质量 。 该大坝使用的是特
制水泥, 该水泥在保证混凝土强度发展的同时能
大大降低水化热, 再利用自身的双组分水化膨胀
刚好补偿水泥的收缩 。 如此, 大坝混凝土的两大
难题可望解决 。
建筑材料的高科技化（ 建材检测的高科技化 ）
建材检测包括宏观性能检测及材料组成、
内部显微结构及形貌观察与测定。宏观性
能检测一般是对材料的外观尺寸、质量、
强度、导热、隔音、颜色、光洁度、耐腐
蚀、耐疲劳、抗老化等性能进行测定，通
常是采用宏观手段来实现，但这些性能的
测定方法和所用仪器在高科技时代都包含
着现代科学技术理论与知识。
建筑材料的高科技化（ 建材检测的高科技化 ）
以强度检测为例，对一般建筑材料均可将其
制成规定的试件采用液压机等设备完成，还可在
测定的过程中辅以其它仪器设备记下各个时刻材
料的变形与受力情况，得出应力 -位移图或应力 -
应变图，并可对检测数据和图谱进行处理。但由
于试件制作条件、养护环境、受力状况与建材在
实际工程中的使用条件不同，且有些工程不能直
接取样进行试验，因此采用非破损检测技术检测
建材强度和缺陷等，已经成为建筑工程质量管理
的重要手段。
建筑材料的高科技化（ 建材检测的高科技化 ）
当今, 非破损检测技术发展很快, 形
式多种多样, 常用的方法有回弹法, 超
声脉冲法, 射线法, 回弹 -超声综合法,
超声衰减综合法等, 还有不影响结构总
体使用性能的半破损检测法 （ 有时也列
入非破损检测法 ）, 如钻芯法, 拔出法,
压痕法, 射击法等 。
建筑材料的高科技化（ 建材检测的高科技化 ）
微观检测技术发展更是日新月异，对材
料组成、内部显微结构以及形貌的观察与
测定可通过多种方法并加以综合分析。一
般用 红外光谱分析,X射线衍射分析、激
光拉曼分析、色谱 -质谱分析、原子吸收光
谱分析等可定性或定量测定材料中 物相组
成；差热分析、热重分析、能谱分析等方
法可测定材料组成。
建筑材料的高科技化（ 建材检测的高科技化 ）
用扫描电镜、投射电镜、电子探针、
背反射电子显微镜等可通过较大的放大
倍数和较高的分辨率观察材料内部、表
面结构和组成粒子的形貌；材料内部总
是不可避免地存在孔隙，常用压汞仪等
就可以测定材料内部孔隙的体积、孔的
分布、最可几孔的孔径等。
建筑材料在建筑工程中的地位
1、材料的选用关系到工程的造价
2、新材料的出现和发展，促使建筑形式、
结构设计和施工方法的革新
