具体描述
《建筑材料》是普通高等教育“十二五”国家级规划教材（高职高专教育），是根据目前高职高专院校建筑工程专业的教学基本要求，依据我国最新修订的相关规范、标准编写的。《建筑材料》系统讲述了建筑工程中常用材料的基本性质、技术性能、质量标准及合理应用等内容，为突出实用性，在主要介绍石灰、水泥、混凝土、砂浆、钢材的同时，对装饰材料、防水材料、其他功能材料亦作了相应介绍。
《建筑材料》除可作为高等职业技术学院建筑工程专业的教材外，还可作为土建类其他专业的教学用书，以及土建类一般工程技术人员的参考用书。
建筑材料：跨越时空的材料科学与工程实践 导言 建筑，作为人类文明最持久的物质载体，其质量与耐久性，无不深植于我们所使用的材料之中。本书《建筑材料》，并非仅仅是一本罗列常见建筑石材、水泥或钢筋的工具书，而是一部深入探讨材料科学原理、工程应用挑战与未来发展趋势的综合性著作。它旨在为土木工程、建筑学、材料科学及相关领域的学习者和从业者，构建一个坚实而广阔的知识框架，理解材料的“前世今生”及其在现代复杂工程环境中的行为机制。 第一篇：材料的本源与基础科学 本篇聚焦于建筑材料的微观结构与宏观性能之间的内在联系，这是理解一切材料行为的基石。 第一章：晶体结构与材料微观形貌 建筑材料，无论是天然的石英还是人造的硅酸盐水泥熟料，其核心都是基于晶体学原理构成的多相体系。本章将详细剖析晶体点阵、晶界、缺陷（如空位、位错）如何影响材料的力学性能、渗透性及热稳定性。我们将探讨X射线衍射（XRD）在确定材料相组成和晶粒尺寸中的关键作用，并以水泥水化早期形成的钙矾石（AFt）和单硫铝酸钙（AFm）晶体结构为例，解析水化动力学对早期强度的贡献。 第二章：热力学与相变 建筑材料的生产过程（如烧制陶瓷、熔炼钢材）本质上是受控的热力学过程。本章深入探讨吉布斯自由能、相图在材料选择与加工中的指导意义。我们将重点分析硅酸盐化学在水泥熟料煅烧中的平衡与非平衡态转变，解释为何不同的冷却速率会导致玻璃相或晶体相的比例发生显著变化，并讨论这些相变如何转化为材料的抗冻融循环能力和长期耐久性。 第三章：界面化学与胶凝体系 现代建筑工程高度依赖胶凝材料（如水泥、石膏、地聚合物）。本章将着重于界面现象——固体颗粒表面与水或反应介质接触时的化学行为。我们将详细阐述水泥颗粒表面的吸附与溶解过程，水化反应生成物在固-液界面的沉淀机制，以及这些界面层如何决定了材料的粘结强度和微裂纹的萌生与扩展。此外，对新型胶凝材料中活性矿物粉末与碱性激活剂的反应动力学分析，将为绿色建材的开发提供理论支撑。 第二篇：核心结构材料的性能与应用 本篇将转向工程实践中最核心的几类结构材料，剖析其强度、延展性、刚度及长期老化机制。 第四章：混凝土的力学行为与本构模型 混凝土，作为现代工程的“骨骼”，其复杂性远超简单强度指标所能描述。本章将超越传统的抗压强度，深入探讨混凝土的非线性力学行为。我们将详细解析应力-应变曲线的各个阶段，包括裂纹萌生、扩展和宏观断裂过程。重点讨论多尺度模型（如损伤力学和内聚力模型）如何精确预测厚大构件中的温度应力、收缩应力和荷载下的疲劳性能。同时，对高强混凝土（HSC）和超高性能混凝土（UHPC）中超细粉末和纤维增强作用的微观机理进行剖析。 第五章：钢材的冶金学与腐蚀防护 钢筋是现代钢筋混凝土结构中不可或缺的受拉构件。本章从钢铁冶金角度出发，阐述碳含量、合金元素（如铬、镍、钼）如何调控铁素体、奥氏体和渗碳体等微观组织，进而决定钢材的屈服强度、韧性-脆性转变温度和焊接性能。针对钢材的耐久性，本章将详尽分析氯离子侵蚀、碳化作用以及电化学腐蚀的机理，并评估不同防护涂层、阴极保护技术和不锈钢在海洋、工业环境中的长期有效性。 第六章：木材的生物学与工程改性 木材作为一种可再生材料，其应用正经历复兴。本章将从生物结构（细胞壁、木射线、纹理）的角度理解木材的各向异性力学特性。我们将研究水分、温度对木材尺寸稳定性的影响（如干缩湿胀），并重点探讨化学处理（如防腐、阻燃）和工程改性（如胶合木Glulam、交错层积材CLT）如何克服天然木材的局限性，使其能够承载更高、更复杂的设计荷载。 第三篇：耐久性、环境响应与前沿技术 本篇关注材料在实际服役环境中的长期表现，以及可持续发展背景下的创新材料体系。 第七章：材料的渗透性与环境侵蚀 材料的耐久性很大程度上取决于其孔隙结构和对外来介质（水、气体、离子）的渗透能力。本章将引入渗流理论和毛细吸附理论，量化分析水泥基材料中的孔隙率分布（通过NMR或压汞测试）。我们将详细探讨冻融循环对内部微裂纹网络的影响机制，酸雨和硫酸盐侵蚀对材料化学键的破坏过程，并提供评估材料抵抗侵蚀潜力的加速老化试验方法。 第八章：功能化与智能材料 未来的建筑材料将不再是被动的结构支撑，而是具有感知和反馈能力的系统。本章介绍功能性材料的设计思路。例如，自修复混凝土中封装的修复剂（如细菌或环氧树脂微囊）如何在裂缝出现时被触发并进行现场填补。此外，我们还将探讨导电混凝土（利用碳纳米管或石墨烯增强导电网络）在结构健康监测（SHM）中的应用潜力，以及温敏或光敏变色材料在节能建筑中的前景。 第九章：绿色建材与循环经济 面对资源枯竭和碳排放压力，建材行业的转型刻不容缓。本章系统梳理了低碳替代材料的研发与应用。重点分析粉煤灰、粒化高炉矿渣等工业副产品在水泥替代品中的潜力和技术瓶颈。讨论了建筑垃圾的破碎、分选和再生骨料的应用标准，以及地聚合物混凝土相对于传统波特兰水泥体系的固化机理、环境效益和工程性能对比。 结论与展望 建筑材料的研究是一门融合了经典物理化学、现代工程力学与环境科学的交叉学科。本书的最终目标是培养读者对材料“知其然，更知其所以然”的深刻理解，从而能够在严苛的工程实践中，做出最优化、最安全且最可持续的材料选择与设计决策。未来的挑战将聚焦于极端环境适应性（如高熵合金在超高压下的应用）、数字化制造（如3D打印材料的界面控制）以及完全生命周期的环境足迹最小化。 本书特色： 微观-宏观联动： 始终强调材料的微观结构变化如何直接决定其宏观工程性能。 实践导向： 每一个理论章节后都附有典型的工程案例分析或性能测试方法的介绍。 前沿性： 包含了对UHPC、地聚合物、自修复技术等当前研究热点和未来趋势的深入探讨。
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