(建筑材料)第一章緒論

建筑材料

Building

materials

問題1.你們知道哪些建筑材料？2.最古老的建筑材料都有哪些？3.今天用量最大、用途最廣的是什么建筑材料？4.在建筑設計中如何選擇建筑材料？前言

建筑材料是一切建筑工程的物質基礎。建筑材料工業(yè)推動著建筑業(yè)的發(fā)展，是國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)之一?！督ㄖ牧稀肥墙ㄖO計專業(yè)的一門專業(yè)基礎課。本課程主要講解建筑材料的基本概念與問題（分類、特點、性能、規(guī)格及應用）。廣泛地介紹目前國內已有的各種建筑材料及發(fā)展中的綠色材料與新技術，從而合理選擇建筑材料。

第一章緒論第一節(jié)建筑材料的定義與分類第二節(jié)建筑材料的基本性質第三節(jié)建筑材料發(fā)展簡史與可持續(xù)發(fā)展第四節(jié)建筑材料課程的目的、任務和學習方法

第一節(jié)建筑材料定義與分類一.建筑材料與建筑工程的關系

建筑材料是指在建筑工程中所應用的各種材料的總稱，它所包含的門類、品種極多，不僅包括構成建筑物的材料，而且包括建筑工程施工中的一些輔助性材料。

建筑工程是指通過對各類房屋建筑及其附屬設施的建造和與其配套的線路、管道、設備的安裝活動所形成的工程實體。

第一節(jié)建筑材料及其分類一.建筑材料與建筑工程的關系二.建筑材料的分類

材料來源、基本成分、使用功能等幾種。1.按材料來源分類：天然材料和人工材料天然材料：是指對自然界中的物質只進行簡單的形狀、尺寸、表面狀態(tài)等物理加工，而不改變其內部組成和結構，如天然的石材、木材、砂、土等。人工材料：是對自然界取得的素材進行煅燒、冶煉、提純或合成等加工得到的材料，如鋼材、鋁合金、磚瓦、玻璃、塑料等。2.按材料的基本成分，可分無機材料和有機材料兩大類以及這兩類的復合材料。見表1。3.按材料使用功能分，可分結構材料、墻體材料、功能材料、建筑器材。見表2。二.建筑材料的分類第一節(jié)建筑材料及其分類

無機化合物即無機物，一般指碳元素以外各元素的化合物，如水、食鹽、硫酸、無機鹽等。但一些簡單的含碳化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸鹽和碳化物等，由于它們的組成和性質與其他無機化合物相似，因此也作為無機化合物來研究。絕大多數(shù)的無機化合物可以歸入氧化物、酸、堿、鹽四大類。現(xiàn)在人們已經(jīng)知道，有機化合物其分子組成中都含有碳元素，絕大多數(shù)還含有氫、氧、氮等元素，少數(shù)還含有硫、磷、鹵素等。由于有機化合物分子的氫原子可以被其他的原子或原子團所取代，從而衍生出許許多多其他有機化合物，所以現(xiàn)代人們普遍認為碳氫化合物及其衍生物稱為有機化合物，簡稱為有機物。由碳、氫、氧、氮等元素組成的材料統(tǒng)稱為有機材料。比如木材、塑料、橡膠、油漆等等，簡單的說，有機材料都能夠在常溫常壓下燃燒。而無機材料則不能，比如鋼筋、水泥、黏土磚等等。

二.建筑材料的分類第一節(jié)建筑材料及其分類知識補充站2.建筑材料按化學組成分類表1分類實例無機材料非金屬材料天然石材毛石、料石、石板、卵石、花崗巖、大理石、石灰石燒土制品黏土磚、黏土瓦、陶瓷玻璃及熔融制品玻璃、礦棉、巖棉、鑄石膠凝材料氣硬性：石灰、石膏、菱苦土、水玻璃水硬性：各種水泥砂漿及混凝土砂漿、混凝土、硅酸鹽制品金屬材料黑色金屬鐵、鋼材、不銹鋼、合金鋼有色金屬鋁、銅及其合金、金、銀有機材料植物質材料木材、竹材、植物纖維及其制品瀝青材料石油瀝青、煤瀝青及其制品合成高分子材料建筑塑料、合成橡膠、建筑膠粘劑、有機涂料、建筑密封材料復合材料金屬材料-非金屬材料復合鋼筋混凝土、鋼纖維混凝土、夾絲玻璃金屬材料-有機材料復合涂層鋼板、輕質金屬夾芯板非金屬材料-有機材料復合玻纖增強塑料、聚合物混凝土、瀝青混凝土、水泥刨花板、玻纖增強塑料3.按使用功能分類

分類

定義實例建筑結構材料構成建筑物承重系統(tǒng)系統(tǒng)（基礎、墻、柱、梁、板、框架、屋架）的材料磚、石材、鋼材、木材、混凝土墻體材料構成建筑物內、外墻體及內分隔墻體的材料各種磚、石材、多孔磚、空心磚、加氣混凝土、各種砌塊、混凝土墻板、石膏板、墻板及復合板建筑功能材料不用來承受荷載，且具有某種特殊功能的材料保溫隔熱材料（絕熱材料）：膨脹珍珠巖及其制品、加氣混凝土吸聲材料：毛氈、泡沫塑料采光材料：各種玻璃防水材料：瀝青及其制品、樹脂基防水材料防腐材料：煤焦油裝飾材料：石材、陶瓷、玻璃、涂料、木材建筑器材為了滿足使用要求，與建筑物配套的各種器材及設備給水及排水器材電工器材及燈具采暖、通風及空調器材消防器材電信及通信器材燃氣設備及器材建筑五金表2

建筑材料分類天然材料：天然的石材、木材、砂、土等。人工材料：鋼材、鋁合金、磚瓦、玻璃、塑料等。建筑結構材料：磚、石材、鋼材、混凝土等墻體材料：各種磚、多孔磚、砌塊、墻板等建筑功能材料：保溫材料、防水材料等建筑器材：設備器材等材料來源基本成分使用功能無機材料：金屬、非金屬有機材料：植物、瀝青材料、高分子復合材料：以上兩種材料的組合二.建筑材料的分類

三、建筑材料在建筑工程中的地位和作用建筑材料的質量直接關系到建筑工程的質量。在一項工程中，各種建筑材料的用量十分龐大，在工程造價中，材料費所占比例可達50～70%。因此，合理使用建筑材料，對降低造價，節(jié)約能源和資源，都有巨大的經(jīng)濟意義和社會意義。建筑功能的實現(xiàn)，建筑藝術的發(fā)揮，必須有品種多樣質量良好的建筑材料。三、建筑材料在建筑工程中的地位和作用第一節(jié)建筑材料及其分類建筑材料品種繁多，性能各異，價格相差懸殊，建筑材料的質量與選用，直接影響建筑物的堅固性、適用性、耐久性及經(jīng)濟要求。建筑師應對各種建筑材料的性能具有充分了解，以便能正確選擇和使用建筑材料。二.建筑材料的分類

第二節(jié)建筑材料的基本性質一.建筑物的性能要求現(xiàn)代社會人類的日常生活、工作、學習、購物以及度假旅游等活動，無不與各種功能的社會基礎設施緊密相關。因此，現(xiàn)代人對建筑物的要求不再局限于遮風避雨、擋風保暖等基本的物理性能，還要求具有舒適性、健康性、美觀性和經(jīng)濟性和安全性等綜合性能。第二節(jié)建筑材料的基本性質一.建筑物的性能要求二.建筑材料的性能要求保證安全性：要求材料具有足夠的強度；為防止火災，要求表層材料具有不燃性和難燃性，以及燃燒時不發(fā)煙、不產(chǎn)生有毒氣體。保證耐久性：要求材料具有抵抗酸、堿、鹽類物質侵蝕的能力，以及在大氣因素作用下抗老化、抗蟲蛀的能力。保證美觀性：要求材料外表尺寸完好，質感高雅，顏色與環(huán)境協(xié)調。保證健康性：要求裝飾、裝修材料不含有毒、有害物質等。二.建筑材料的性能要求第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（物理、力學、耐久性）㈠材料的物理性質（水、熱、光學、聲學、質量）

水對于正常使用階段的建筑材料，絕大多數(shù)都有不同程度的有害作用。但在建筑物使用過程中，材料又不可避免地會受到外界雨、雪、地下水、凍融等因素的影響，故要特別注意建筑材料和水有關的性質，包括材料的親水性和憎水性，以及材料的耐水性、吸水性、吸濕性、抗?jié)B性、抗凍性等。三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質第二節(jié)建筑材料的基本性質1.材料與水有關的性質⑴親水性與憎水性(疏水性)

一般可以按潤濕邊角的大小將材料分為親水性材料與憎水性材料.A.當水與建筑材料在空氣中接觸時，會出現(xiàn)兩種不同的現(xiàn)象。圖1-1(a)中水在材料表面易于擴展，這種與水的親合性稱為親水性。表面與水親合力較強的材料稱為親水性材料。

建筑材料大多為親水性材料,如磚、混凝土、木材、鋼材、石材等。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質B.材料不能被水潤濕的性質稱為憎水性圖1-1(b)

，而像瀝青一類的憎水性材料則對水有排斥作用，故常用作防水材料。沿水滴表面的切線與水和固體接觸面所成的夾角。水在憎水性材料表面上呈現(xiàn)圖1-1(b)所示的狀態(tài)，。三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質⑵吸水性與吸濕性A.材料的吸水性是指材料在水中吸收水分達到飽和的能力,用吸水率表示。B.材料的吸濕性是指材料在潮濕空氣中吸收水分的能力，以含水率表示。⑶耐水性與抗?jié)B性A.材料長期在水的作用下不被損壞，其強度也不顯著降低的性質稱為耐水性。B.材料抵抗壓力水或其他液體滲透的性質。地下建筑物、水上建筑物或屋面材料都需要具有足夠的抗?jié)B性，以防止?jié)B水、漏水現(xiàn)象。⑷抗凍性材料在使用環(huán)境中，經(jīng)受多次凍融循環(huán)而不被破壞，強度也無顯著降低的性質稱為抗凍性。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質材料的抗凍性oC-20-1001020304050601.材料的內部一般都充滿著孔隙，2.如果浸入水中，孔隙中便會吸水3.氣溫下降，孔隙中的水會結冰并膨脹4.氣溫上升，孔隙中的冰會逐漸融化5.經(jīng)過反復的浸水、冰凍、融化、干燥，材料的內部逐漸出現(xiàn)裂縫，表面會逐漸脫落，使材料的強度逐漸損失，質量變小。6.材料的質量損失>5％，強度損失>25％時，凍融的循環(huán)次數(shù)為材料的抗凍等級由于結冰產(chǎn)生的膨脹會導致材料的表面部分破裂，內部產(chǎn)生裂紋。

第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質⑴耐燃性和耐火性耐燃性是指材料在火焰或高溫作用下可否燃燒的性質。

我國相關規(guī)范把材料按耐燃性分為非燃燒材料(如鋼鐵、磚、石等)、難燃材料(如紙面石膏板、水泥刨花板等)和可燃材料(如木材、竹材等)。在建筑物的不同部位，根據(jù)其使用特點和重要性的不同可選擇不同耐燃性的材料。耐火性是指材料在火焰或高溫作用下，保持其不破壞、性能不明顯下降的能力。用其耐受時間(h)來表示，稱為耐火極限。注意：耐燃性和耐火性概念的區(qū)別，耐燃的材料不一定耐火，耐火的一般都耐燃。如鋼材是非燃燒材料，但其耐火極限僅為0.25h，故鋼材雖為重要的建筑結構材料，但其耐火性卻較差，使用時須進行特殊的耐火處理。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質2.材料與熱有關的性質常用材料的熱性能⑵導熱性是指當材料兩側存在溫度差時，熱量從溫度高的一側向溫度低的一側傳導的性質。材料的導熱性通常用導熱系數(shù)表示。⑴透光率光透過透明材料時，透過材料的光能與入射光能之比稱為透光率(透光系數(shù))。玻璃的透光率與其組成及厚度有關。厚度越厚，透光率越小。普通窗用玻璃的透光率約為0.75~0.90。⑵光澤度材料表面反射光線能力的強弱程度稱為光澤度。它與材料的顏色及表面光滑程度有關，一般來說，顏色越淺，表面越光滑，其光澤度越大。光澤度越大，表示材料表面反射光線能力越強。光澤度用光澤計測得。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質3.材料的光學性能⑴吸聲性吸聲性是指聲音能穿透材料和被材料消耗的性質。材料吸聲性能用吸聲系數(shù)表示。

吸聲材料有抑制噪聲和減弱聲波的反射作用。為了改善聲波在室內傳播的質量，保持良好的音響效果和減少噪聲的危害，在進行音樂廳、電影院、大會堂、播音室等內部裝飾時，應使用適當?shù)奈暡牧?。在噪聲大的廠房內有時也采用吸聲材料。⑵隔聲性隔聲與吸聲是兩個不同的概念。隔聲是指材料阻止聲波的傳播，是控制環(huán)境中噪聲的重要措施。磚及混凝土等材料的結構，隔聲效果都很好。

聲波在空氣中傳播遇到密實的圍護結構(如墻體)時，聲波將激發(fā)墻體產(chǎn)生振動，并使聲音透過墻體傳至另一空間中?？諝鈱w的激發(fā)服從“質量定律”，即墻體的單位面積質量越大，隔聲效果越好。因此，磚及混凝土等材料的結構，隔聲效果都很好。結構的隔聲性能用隔聲量表示，隔聲量是指入射與透過材料聲能相差的分貝(dB)數(shù)。隔聲量越大，隔聲性能越好。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質4.材料的聲學性能

材料與質量有關的性質主要是指材料的各種密度和描述其孔隙與空隙狀況的指標，在這些指標的表達式中都有質量這一參數(shù)。根據(jù)材料所處狀態(tài)的不同，材料的密度可分為密度、表觀密度和堆積密度。⑴密度、表觀密度、堆積密度密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質量，又稱比重。材料的內部密實而沒有孔隙密實材料，如金屬材料、花崗巖等三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質5.與質量有關的材料性質B.表觀密度(亦稱體積密度)是指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質量，俗稱容重。材料的內部有許多孔隙孔隙材料，如磚頭、混凝土、木材等第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質C.堆積密度為在堆積狀態(tài)下的單位體積的質量，僅適用于粉狀材料（如水泥）或粒狀材料（如砂、石）的一個指標。堆積材料顆粒之間存在許多空隙堆積材料顆粒的內部有許多孔隙⑵.密實度與孔隙率、空隙率A.密實度是指材料體積內被固體物質所充實的程度。B.孔隙率是指材料中孔隙體積所占整個體積的百分率。

孔隙率反映了材料內部孔隙的多少，它會直接影響材料的多種性質?？紫堵试酱?，則材料的表觀密度、強度越小，耐磨性、抗凍性、抗?jié)B性、耐腐蝕性、耐水性及耐久性越差，而保溫性、吸聲性、吸水性與吸濕性越強。

C.空隙率是指散粒狀材料在堆積體積內顆粒之間的空隙體積所占的百分率。空隙率考慮的是材料顆粒間的空隙，這對填充和粘結散粒材料、研究散粒狀材料的空隙結構和計算膠結材料的需要量十分重要。在建筑工程中，計算材料的用量和構件自重、進行配料計算、確定材料堆放空間及組織運輸時，經(jīng)常要用材料的密度、表觀密度和堆積密度進行計算。常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度及孔隙率見下表。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（一）材料的物理性質常用建筑材料的密度、表觀密度、堆積密度及孔隙率⑴材料的強度是指材料在外力（荷載）作用下抵抗破壞的能力。

建筑材料受外力作用時，內部就產(chǎn)生應力。外力增加，應力相應增大，直至材料內部質點結合力不足以抵抗所作用的外力時，材料即發(fā)生破壞，此時的應力值，就是材料的強度，也稱極限強度。

㈡材料的力學性質材料的力學性質是指材料在外力作用下，抵抗破壞和變形方面的性質。其對建筑物的正常、安全及有效使用至關重要。1.材料的強度、強度等級第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質抗拉強度抗壓強度抗彎（抗折）強度抗剪強度外力作用方式材料承受各種外力示意圖第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質

各種建筑材料的強度特點差異很大，見下表。有的材料抗壓強度大于抗拉強度，如普通混凝土的抗拉強度大約只有抗壓強度的1/5～1/15，而木材的順紋抗拉強度則有順紋抗壓強度的2～3倍。因此，使用材料時，必須注意取長而避短。⑵強度等級

對于以強度為主要指標的材料，通常按材料強度值的高低劃分成若干等級，稱為強度等級。

如硅酸鹽水泥按7d,28d抗壓、抗折強度值劃分強度等級。強度等級是人為劃分的，是不連續(xù)的。根據(jù)強度劃分強度等級時，規(guī)定的各項指標都合格，才能定為某強度等級，否則就要降低級別。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質常用建筑材料的強度值2.材料的彈性與塑性彈性和塑性是材料的變形性能，它們主要描述的是材料變形的可恢復特性。

⑴彈性材料在承受外力作用的過程中，必須產(chǎn)生變形，如撤除外力的作用后，若材料幾何形狀恢復原狀，則材料的這種性能稱為彈性。⑵塑性若材料的幾何形狀只能部分恢復，而殘留一部分不能恢復的變形，該殘留部分的變形稱為塑性變形。

實際上，只有單純的彈性或塑性的材料都是不存在的。各種材料在不同的應力下都會表現(xiàn)出不同的變形性能。

第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質3.材料的脆性與韌性⑴脆性材料受力時，在無明顯變形的情況下突然破壞，這種現(xiàn)象稱為脆性破壞。如玻璃、普通磚、石材、混凝土、陶瓷等。⑵韌性在沖擊、振動荷載的作用下，材料在破壞過程中吸收能量的性質稱為韌性，吸收的能量越多韌性越好。建筑鋼材、木材、塑料等都是較典型的韌性材料。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質4.材料的硬度和耐磨性⑴硬度是指材料抵抗較硬物質壓入其表面或刻劃的能力，通過硬度可大致推知材料的強度。

木材、塑料、橡膠、金屬及混凝土等韌性材料的硬度，往往采用壓入法來測定，

壓入法測硬度的指標有布氏硬度（HB可用來表示）和洛氏硬度。而陶瓷、玻璃等脆性材料的硬度往往采用刻劃法來測定，稱為莫氏硬度，根據(jù)刻劃礦物(滑石、石膏、磷灰石、正長石、硫鐵礦、黃玉、金剛石等)的不同分為十級。⑵耐磨性是指材料表面抵抗磨損的能力，用磨損率表示。磨損率越大，材料的耐磨性越差。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（二）材料的力學性質

莫斯硬度,表示礦物硬度的一種標準。1812年由德國礦物學家莫斯(Frederich

Mohs)首先提出。應用劃痕法將棱錐形金剛鉆針刻劃所試礦物的表面而發(fā)生劃痕，習慣上礦物學或寶石學上都是用莫氏硬度。提出測定礦物相對硬度的10種標準礦物。由小到大分為10級：滑石1，石膏2，方解石3，螢石4，磷灰石5，正長石6，石英7，黃玉8，剛玉9，金剛石10。如某礦物能將方解石刻出劃痕，而不能刻螢石，則其莫氏硬度為3～4，其他類推。莫氏硬度僅為相對硬度，比較粗略。雖滑石的硬度為1，金剛石為10，剛玉為9，但經(jīng)顯微硬度計測得的絕對硬度，金剛石為滑石的4192倍，剛玉為滑石的442倍。莫氏硬度應用方便，野外作業(yè)時常采用。除了原本列出的1~10種礦物，這里也另外收集了其他常見物品的硬度值供參考。

第二節(jié)建筑材料的基本性質知識補充站：硬度代表物常見用途延伸閱讀1滑石(Talc)、石墨(Graphite)滑石為已知最軟的礦物，常見應用有滑石粉。1.5皮膚(skin),天然砒霜2石膏(Gypsum)用途廣泛的工業(yè)材料2~3冰塊(ice)2.5指甲(nail)、琥珀(Amber)、象牙(Ivory)2.5~3黃金(puregold)、銀(silver)、鋁(aluminium)黃金、銀常見用於飾品，鋁則常見於工業(yè)應用。至少要認識的黃金、K金、白金3方解石(Calcite)，銅(copper)、珍珠(Pearl)銅最早用於裝飾，常見還有用於合金制作，電子工業(yè)的傳輸媒材等。3.5貝殼(shell)4螢石(Fluorite)又稱氟石，可作雕刻材料，常見應用於冶金、化工、建材工業(yè)。4~4.5鉑金(Platinum)稀有金屬，亦是貴金屬中最硬的。鉑金常用於軍事工業(yè)或飾品加工。至少要認識的黃金、K金、白金4~5鐵(Iron)常見用於煉鋼、其他工業(yè)應用5磷灰石(Apatite)磷是生物細胞質的重要組成元素，常見用於飼料、肥料工業(yè)，亦是重要的化工原料。5.5玻璃

(glass)、不銹鋼

(stainlesssteel)工藝時尚材質解碼－不銹鋼(Stainlesssteel)6正長石(Orthoclase)、Tanzanite丹泉石（坦桑石)、純鈦正長石可作為陶瓷、玻璃、琺郎，以及制造鉀肥的原料6~7牙齒(齒冠外層)主要成分為羥基磷灰石6~6.5軟玉-新疆和田玉6.5黃鐵礦

(Ironpyrite)硫酸原料來源、提煉黃金、藥用等6.5~7硬玉-緬甸翡翠或翠玉7石英

(Quartz)，

紫水晶

(Amethyst)為常見的耐火材料與玻璃的主要原料9.25莫桑寶石

(Moissanite)人造寶石，明亮的程度為鉆石2.5倍，但價格約為1/1010鉆石

(Diamond)地球最硬天然寶石，常見於飾品應用。偶然相遇的彩鉆大于10聚合鉆石納米棒

(aggregateddiamondnanorod,ADNR)德國科學家于2005年研制出比鉆石更硬的材料，具有廣泛的工業(yè)應用前景。㈢材料的耐久性建筑材料的耐久性是指材料使用過程中，在內、外因素的作用下，經(jīng)久不破壞、不變質，保持原有性能的性質。1.影響材料耐久性的因素材料在使用中，除受荷載作用外，還會受周圍環(huán)境中各種自然因素的影響，如物理、化學及生物等方面的作用。物理作用包括干濕變化、溫度變化、凍融循環(huán)、磨損等，這些都會使材料遭到一定程度的破壞，影響材料的長期使用?；瘜W作用包括受酸、堿、鹽類等物質的水溶液及有害氣體作用，發(fā)生化學反應及氧化作用、受紫外線照射等使材料變質或遭損。生物作用是指昆蟲、菌類等對材料的蛀蝕及腐蝕作用。

第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（三）材料的耐久性材料的耐久性是一項綜合性能，不同材料的耐久性往往有不同的具體內容。如混凝土的耐久性，主要通過抗?jié)B性、抗凍性、抗腐蝕性和抗碳化性來體現(xiàn)。鋼材的耐久性，主要取決于其抗銹蝕性，而瀝青的耐久性則主要取決于大氣穩(wěn)定性和溫度敏感性。對于結構材料要重點考慮力學性能、耐久性能、化學性能以及生產(chǎn)性能；對于裝飾裝修材料要重點考慮外觀性能、健康性能、防火耐久性能、物理性能；對于隔斷材料則重考慮耐久性、保溫隔熱性能等等。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（三）材料的耐久性2.材料耐久性的測定材料耐久性的測定需長期的觀察和測定，而這樣往往滿足不了工程的即時需要。因此通常根據(jù)使用要求，用一些實驗室可測定又能基本反映其耐久性特性的短時試驗指標來表達。

由此可見，建筑材料涉及的學科范圍廣泛，要求具有化學、物理學、力學、美學、經(jīng)濟學等各學科的基礎知識。對不同種類、不同用途的材料所重點考慮的性能有所不同。第二節(jié)建筑材料的基本性質三.建筑材料的基本性質（三）材料的耐久性第三節(jié)建筑材料發(fā)展簡史與可持續(xù)發(fā)展一.建筑材料的歷史天然材料→磚、瓦→石灰、石膏→鋼材、水泥、混凝土等→化學建材、新型功能材料、新型建筑裝飾材料→智能建材……第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)一.建筑材料的歷史1.材料構筑了人類的物質文明大自然中存在著木、草、土、石等天然材料，為人類營造自己的居所提供了最基本的建筑材料。原始時代——天然材料：木材、巖石、竹、粘土一.建筑材料的歷史

半坡遺址(陜西省西安市東郊灞橋區(qū)滻河東岸)是黃河流域一處典型的新石器時代仰韶文化母系氏族聚落遺址，距今5600－6700年之間。該遺址1953年春發(fā)現(xiàn)，遺址面積50000平方米。半坡遺址屬新石器時代仰韶文化的村落遺址。

半坡遺址分為居住、制陶、墓葬三個區(qū)，居住區(qū)是村落的主體。半坡人屬于新石器時代，使用的工具主要是木制和石器。婦女是半坡人中主要的生產(chǎn)力，制陶、紡織、飼養(yǎng)家畜都由她們承擔，男人則多從事漁獵。該館現(xiàn)有陳列室三個，遺址大廳一個。在這里，您既能看到人類童年時代的純樸，也能尋覓到中華先祖艱辛的足跡。

一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)一.建筑材料的歷史

河姆渡遺址(寧波市余姚市河姆渡鎮(zhèn)蘆山寺村)發(fā)現(xiàn)于1973年，遺址總面積達5萬平方米，疊壓著四個文化層。經(jīng)測定，最下層的年代為7000年前。河姆渡遺址兩次發(fā)掘范圍內發(fā)現(xiàn)大量干欄式建筑遺跡，特別是在第四文化層底部，分布面積最大，數(shù)量最多，遠遠望去，密密麻麻，蔚為壯觀。建筑專家根據(jù)樁木排列、走向推算，第四文化層時至少有6幢建筑，其中有幢建筑長23米以上，進深6.4米，檐下還有1.3米寬的走廊。這種長屋里面可能分隔成若干小房間，供一個大家庭住宿。清理出來的構件主要有木樁、地板、柱、梁、枋等，有些構件上帶有榫頭和卯口，約有幾百件，說明當時建房時垂直相交的接點較多地采用了榫卯技術。河姆渡遺址的建筑是以大小木樁為基礎，其上架設大小梁，鋪上地板，做成高于地面的基座，然后立柱架梁、構建人字坡屋頂，完成屋架部分的建筑，最后用葦席或樹皮做成圍護設施。其中立柱的方法也可能從地面開始，通過與樁木綁扎的辦法樹立的。這種底下架空，帶長廊的長屋建筑古人稱為干欄式建筑，它適應南方地區(qū)潮濕多雨的地理環(huán)境，因此被后世所繼承，今天在我國西南地區(qū)和東南亞國家的農(nóng)村還可以見到此類建筑。建造龐大的干欄式建筑遠比同時期黃河流域居民的半地穴式建筑要復雜，數(shù)量巨大的木材需要有專人策劃，計算后進行分類加工，建筑時需要有人現(xiàn)場指揮，否則七高八低，彎彎曲曲的房子是不牢固的。建筑技術說明河姆渡人已具有現(xiàn)代人一樣較高的智商。

石器、鐵器時代——

金字塔（2000-3000BC）：石材、石灰、石膏 萬里長城（200BC）:條石、大磚、石灰砂漿羅馬圓形劇場（70-80AC）:石材、石灰砂漿 布達拉宮（631AC）：花崗石材、石灰砂漿

一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)胡夫金字塔，高146.59m,底部232m建方，用230多萬塊、每塊重2.5T的巖石砌成。第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)萬里長城（200BC):條石、大磚、石灰砂漿

八達嶺長城城墻雄偉壯觀，兩面都用抗腐蝕性能好、硬度大的花崗巖石包砌，剖面為梯形，城墻高6至9米，最高處10米，平均高度7.8米，底寬6.5至7.5米，頂寬4.5至5.8米。八達嶺關城兩側城墻頂面寬闊平坦，可以“五馬并騎，十行并進”。城墻下部就地開采花崗巖石條，上部特制大磚，縫部灌以灰漿，墻上面鋪三四層方磚封頂，用糯米汁摻石灰粘結灌縫，墻體內填泥土、石塊，用夯筑實，砌墻的石條有的長達2米，重1000多公斤。墻頂部兩邊用磚砌成矮墻，外側叫做垛墻，內側叫做宇墻。垛墻為迎敵面，高1.7至2米，上有垛口，擋垛上面留有瞭望孔。宇墻高約1米，主要是保護人馬行走安全。城墻頂部還建有兩邊有墻的巷道，在一定的位置砌有小水槽，在較低處經(jīng)吐水嘴把水排出墻外。長城內側每隔一段距離，還有一個登城口，叫作券門，是官兵登城之處。一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)羅 馬斗獸場（70-80AC):石材、石灰砂漿一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)布達拉宮：石材、石灰砂漿

公元631年（藏歷鐵兔年），松贊干布開始興建布達拉宮。當時吐蕃王朝(松贊干布是第33任吐蕃國王)正處于強盛時期，松贊干布為迎娶文成公主而修建這座宮殿。據(jù)說當時修建的宮殿有999間，加上修行室共1000間。布達拉宮主體建筑為紅宮和白宮，從外觀看顏色就可以很明顯地區(qū)分出來。2.新型建材促進結構工程發(fā)展19世紀中葉——鋼材、水泥(1824）19世紀末——鋼筋混凝土（1890-1892）20世紀——預應力混凝土、高分子材料21世紀——輕質、高強、節(jié)能、高性能綠色建材建筑材料隨著人類社會生產(chǎn)力的不斷發(fā)展和人民生活水平的不斷提高而向前發(fā)展。如：●古羅馬萬神殿，素混凝土半球穹頂直徑43.3m，重12000噸。

●波蘭世紀大廳鋼筋混凝土肋形拱頂直徑65m，重1500噸。

●墨西哥一飯店雙曲拋物面鋼混薄殼屋蓋直徑32m、厚4cm，重僅100噸。

●德國園藝展覽廳雙曲拋物面玻璃纖維增強水泥屋蓋，直徑31m、厚1cm，重25噸。

●現(xiàn)代的輕鋼彩板僅厚1mm，可現(xiàn)場加工成大跨度屋面，重量進一步減輕；而膜建筑厚度僅為0.2mm，用其搭建的新型膜結構每平方米重量才20Kg。一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)古羅馬萬神殿穹頂直徑達43.3m，頂端高度也達43.4m，象征天宇，它的中央開了直徑8.9m的園洞，象征著神的世界和人的世界的聯(lián)系。第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)1850年9月26日，水晶宮奠基。6個月不到就竣工了。這個偉大的建筑由鋼鐵，玻璃和木頭制成，主要由30萬塊玻璃覆蓋。整幢建筑是現(xiàn)代化大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)技術的結晶。1851年5月1日早上9時，水晶宮開門接納來參加開幕式的客人。世博會結束后水晶宮移至倫敦南部的西得漢姆，并以更大的規(guī)模重新建造，1854年6月10日由維多利亞女王主持向公眾開放。它作為倫敦的娛樂中心存在了82年。1936年11月30日晚上6點，在中央大廳的員工廁所內突然著火。很快大火燒遍了整幢建筑，第二天早上，除了一堆扭曲的金屬和融化的玻璃，其它什么都沒有留下。水晶宮的焚毀也宣告了輝煌的維多利亞時代結束。

一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)近100年人類社會進入了高速發(fā)展階段，但同時人類賴以生存的地球環(huán)境也遭到了前所未有的破壞。

到目前為止已經(jīng)威脅人類生存并已被人類認識到的環(huán)境問題主要有：全球變暖、臭氧層破壞、酸雨、淡水資源危機、能源短缺、森林資源銳減、土地荒漠化、物種加速滅絕（全世界每天有75個物種滅絕，每一小時就有3個物種被貼上死亡標簽）、垃圾成災、有毒化學品污染等眾多方面。從可持續(xù)發(fā)展的角度看，資源有限不容揮霍。盡管我國今天的建設規(guī)模還未達到高峰，可是燒制水泥用的優(yōu)質礦料已感短缺，配制混凝土的砂石在許多地方已十分緊張。一些地區(qū)過分開采砂石已經(jīng)嚴重損毀河床、破壞植被。2010年8月7號晚舟曲特大泥石流（造成千人死亡百人失蹤）

。一.建筑材料的歷史第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)一.建筑材料的歷史人在大自然中顯得那么脆弱和渺小二、我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向解放后，建筑材料工業(yè)的發(fā)展隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展而迅猛發(fā)展。改革開放后，我國建筑材料工業(yè)更是得到突飛猛進的發(fā)展。在世界工程材料生產(chǎn)中占的比例大幅度地提高。特別是裝飾材料的發(fā)展，更是日新月異。名稱解放前解放后水泥100萬4億多鋼材幾十萬噸1000多萬建筑陶瓷單一品種上千品種普通玻璃108萬標箱1億多標箱第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)二、我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向在材料性能方面:需要輕質、高強、多功能和耐久；在產(chǎn)品形式方面:要求大型化、構件化、預制化和單元化；在生產(chǎn)工藝方面:要求采用新工藝和新技術，改造和淘汰陳舊設備和工藝，提高產(chǎn)品質量；在資源利用方面:既要研制和開發(fā)新材料，又要充分利用工農(nóng)業(yè)廢料和地方材料；在經(jīng)濟效益方面:需降低材料消耗方面，進一步提高勞動生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。在我國，“三大建筑材料”不斷發(fā)生著變化。通常將水泥、鋼材及玻璃稱為一般建筑工程的三大材。上古時代，先人們利用天然材料建造房屋，“三大建材”為石頭、黏土和樹木；秦磚漢瓦時代，“三大建材”為磚瓦、黏土和木材；發(fā)現(xiàn)石灰后，“三大建材”為磚瓦、石灰和木材；解放初期，“三大建材”為磚瓦、水泥和木材；改革開放時期，“三大建材”為鋼材、水泥和木材；進入21世紀后，“三大建材”為水泥、鋼材和玻璃。第一節(jié)建筑材料及其分類二、我國建材工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向城市建設和運營需要消耗大量的資源、能源。據(jù)統(tǒng)計，城市作為主要的人類聚居地，消耗了世界70%的能源，產(chǎn)生了75%的垃圾。

建筑材料生產(chǎn)消耗大量自然資源、能源，并產(chǎn)生廢氣、廢渣，對環(huán)境構成污染。如冶煉1噸鋼耗煤1.66噸、水48.6m3

；生產(chǎn)1噸水泥耗煤178kg，排放約1噸CO2。全世界目前每年生產(chǎn)25億多噸水泥（我國占其中52%）；排放的CO2，約占全世界總排放量的7％。同時，建筑材料生產(chǎn)又可以消納與利用許多工、農(nóng)業(yè)廢料，包括有毒或放射性的廢料。如電廠的粉煤灰；冶煉鐵、鋁、銅排放的礦渣以及許多農(nóng)產(chǎn)品的秸稈、谷殼等。三.建筑材料的可持續(xù)發(fā)展三.建筑材料的可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)萬科企業(yè)館命名為“2049”，2049年既可意味著一個人的未來，也可意味著一個城市、一個國家甚至整個地球的未來。展館以天然麥秸板為建筑材料，由七個相互獨立的筒狀建筑組成，各筒之間通過頂部的藍色透光ETFE膜連成一體。

一般工程的材料費用占建筑工程總造價的50-70%。所以在建筑工程中恰當選擇和合理使用材料對降低工程造價，提高建筑工程質量及建筑的使用壽命有著重要的意義。

二十世紀的現(xiàn)代主義稱，所有的建筑都是用三種材料組成的———混凝土、鋼材、玻璃。玻璃工業(yè)一直在改革創(chuàng)新，玻璃的開發(fā)研究已經(jīng)超越了傳統(tǒng)的熔化工藝，進入涂層技術、太陽能控制技術、微電子線路綜合技術。有些專家指出，30年后的建筑材料還是鋼材，300年以內的建筑材料都將是鋼材。除非有人制造出一種可以建100層樓房的材料，而這種材料和鋼材一樣既堅固又經(jīng)濟，否則，鋼材將永遠無法取代。

三.建筑材料的可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)

有些專家斷言，鋼材是唯一一種幾乎全部回收使用的材料。事實上，從廢墟上回收的廢鋼有95%可以按原等級重復使用。當被3000度高溫熔化時，鋼材就失去了從前的記憶，可以被制造成另一種完全不同的東西。事實上，從世界貿易中心廢墟回收上來的20萬噸鋼材已經(jīng)用來生產(chǎn)一艘新潛水艇甲板。鋼鐵產(chǎn)業(yè)預言，到2030年，樓房、汽車和許多產(chǎn)品制造都將使用回收鋼材。三.建筑材料的可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)

混凝土是無可非議的最古老的建筑材料，它的建筑歷史已經(jīng)上千年。雖然它本身較為堅硬、輕巧，更易于加固，但混凝土的成份一直沒有變化———水泥、沙子、水以及聚合劑。混凝土成本低，耐用，在有創(chuàng)造性的人手中，它是一種能夠創(chuàng)造美的材料。據(jù)業(yè)內統(tǒng)計，混凝土是世界上使用最廣泛的人造材料，作為被人類使用最多的物質，混凝土的地位僅次于水。全世界混凝土的年產(chǎn)量達到60億噸，地球人平均每人一噸多。美國的混凝土年產(chǎn)量達到美國人均2.5噸。

三.建筑材料的可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)馬賽公寓的出現(xiàn)進一步體現(xiàn)了柯布西耶的“新建筑的五個特征”，建筑被巨大的支柱支撐著，看上去像大象的四條腿，它們都是未經(jīng)加工的混凝土做的，也就是大家都知道的粗面混凝土，它是柯布西耶在那個時代所使用的最主要的技術手段，立面材料形成的粗野外觀與戰(zhàn)后流行的全白色的外觀形式形成鮮明對比，引起當時評論界的爭論。

1952年在法國馬賽市郊建成了一座舉世矚目的超級公寓住宅——馬賽公寓，是勒·柯布西耶著名的代表作之一。是20世紀最建筑師重要的建筑師之一，是現(xiàn)代建筑運動的激進分子和主將。

中央電視臺主樓包括兩座斜塔樓，鏈接兩座斜塔樓頂部的十四層高的懸臂結構，一號塔樓51層，二號塔樓44層，總建筑面積約為38萬平方米，高159m。工程采用了世界罕見的大懸臂結構，最大懸臂長度達75.165m，懸臂結構平均高度56米，施工難度極大。工程中的超厚大體積混凝土的防裂、建筑結構變型的控制等均為施工中要解決的技術攻關課題。位于阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜的一棟已經(jīng)建成的摩天大樓，有160層，總高828米，比臺北101足足高出320米。迪拜塔由韓國三星公司負責營造，2004年9月21日開始動工，2010年1月4日竣工啟用，同時正式更名哈利法塔。鋼筋混凝土結構【設計單位】SOM--阿德里安·史密斯

四.發(fā)展綠色建材綠色建材是指采用清潔生產(chǎn)技術、不用或少用天然資源和能源、大量使用工農(nóng)業(yè)或城市固態(tài)廢物生產(chǎn)的無毒害、無污染、無放射性，達到使用周期后可回收利用，有利于環(huán)境保護和人體健康的建筑材料。它具有消磁、消聲、調光、調溫、隔熱、防火、抗靜電的性能，并具有調節(jié)人體機能的特種新型功能建筑材料。四.發(fā)展綠色建材第三節(jié)建筑材料的歷史與可發(fā)展持續(xù)綠色建材又稱生態(tài)建材、環(huán)保建材和健康建材。作為綠色建材應具有四個基本要素：1.原料采用

必須是大量利用廢棄物（如稻殼、秸稈、粉煤灰、煤矸石、爐渣等）、最少使用天然資源或一次性資源（如水泥、混凝土等），在原料采集過程中不會對環(huán)境或生態(tài)造成破壞。2.產(chǎn)品制造必須是清潔的生產(chǎn)技術，在生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢氣、廢水、廢渣應符合環(huán)保要求，不能造成污染，生產(chǎn)中使能耗盡可能少，高耗能材料不能稱為綠色建材。3.產(chǎn)品使用

綠色建材應具有優(yōu)異的使用性能，如：輕質、高強、保溫隔熱、使用壽命長等。且無污染、無毒害、無放射性。即達到“健康、環(huán)保、安全及優(yōu)質”四大目的。4.材料使用周期后

當材料使用壽命終結后，廢棄時，不應造成二次污染，并可以再次被利用，具有最高循環(huán)再利用。綠色建材是在傳統(tǒng)建材基礎上產(chǎn)生的新一代建筑材料，主要包括新型墻體材料、保溫隔熱材料、防水密封材料和裝飾裝修材料。

2010中國國際綠色建筑綠色建材貿易博覽會召開

以“綠色、節(jié)能、健康”為主題的

2010第十五屆神州國際綠色建筑綠色建材貿易廣發(fā)展覽會于5月13日-15日在國際會議中心圓滿舉行。

展出包括硅藻泥，綠色建筑模板，紙質墻材，光學采光技術，新型防火材料，自然材料榻榻米，低碳蜂窩復合墻板，新型建材礦棉，納米滅菌飾面刨花板，環(huán)保新型地熱輻射模塊等多種新型綠色建材，多達20%以上的新型建材產(chǎn)品是通過展會這個平臺