砂浆钢材西南交通大学建筑材料PPT课件

1、（一）、建筑砂浆的技术性质(Properties of the dry mixed mortar)1. 拌合物的和易性(the workability) 和易性良好的砂浆能涂抹成均匀的薄层，而且与基层黏结和易性良好的砂浆能涂抹成均匀的薄层，而且与基层黏结牢固，既便于操作，又能保证工程质量，和易性主要有流动牢固，既便于操作，又能保证工程质量，和易性主要有流动性和保水性。性和保水性。 流动性(fluidity) 流动性指砂浆拌合物在自重或外力作用下产生流动的性质。流动性指砂浆拌合物在自重或外力作用下产生流动的性质。 砂浆流动性以砂浆流动性以砂浆稠度仪砂浆稠度仪(mortar consistomet

2、er)测定，测定，以以沉入度沉入度(Sinking degree)或或稠度稠度(consistometer)表表示，流动性选择与砌体材料类型、施工气候有关。示，流动性选择与砌体材料类型、施工气候有关。第1页/共35页n保水性保水性(water retention) 新拌砂浆能够保持水分不泌新拌砂浆能够保持水分不泌出的能力称为保水性。出的能力称为保水性。 砂浆的保水性用砂浆的保水性用分层度分层度(segregation degree)表表示。用分层度测定仪测定。示。用分层度测定仪测定。详见实验部分。详见实验部分。 分层度值越小，则保水性越分层度值越小，则保水性越好。砌筑砂浆的分层度以在好。砌筑砂

3、浆的分层度以在30mm以内为宜以内为宜。（一）、建筑砂浆的技术性质(Properties of the dry mixed mortar)第2页/共35页2. 强度(Strength) 砂浆强度是以边长为砂浆强度是以边长为70.7mm70.7mm70.7mm的立方体的立方体试块，在温度为试块，在温度为203，一定湿度下养护，一定湿度下养护28d，测得的极限抗，测得的极限抗压强度。砂浆按其抗压强度平均值分为压强度。砂浆按其抗压强度平均值分为M2.5、M5.0、M7.5、M10、M15、M20等六个强度等级。等六个强度等级。 对于基层不吸水的材料，水泥强度和水灰比影响强度，公式为：对于基层不吸水的

4、材料，水泥强度和水灰比影响强度，公式为： fm,0=0.29fce(C/W-0.4) 其中其中 fm,0砂浆砂浆28d抗压强度（抗压强度（MPa）；）； fce 水泥实测强度（水泥实测强度（MPa）；）； 对于基层不吸水的材料，水泥强度和水泥用量影响强度，公式为：对于基层不吸水的材料，水泥强度和水泥用量影响强度，公式为： fm,0=AfceQc/1000+B 其中其中 Qc每立方米砂浆的水泥用量（每立方米砂浆的水泥用量（kg/m3）；）； A, B 经验系数。经验系数。 此外砂浆还有静力受压弹性模量、抗冻性能等指标。此外砂浆还有静力受压弹性模量、抗冻性能等指标。（一）、建筑砂浆的技术性质(Pr

5、operties of the dry mixed mortar)第3页/共35页一、砌筑砂浆(Masonry mortar)第4页/共35页（一）砌筑砂浆的组成材料(constituents)1. 胶凝材料及掺加料 (Binder) 砌筑砂浆常用的胶凝材料是水泥，其品种应根据砂浆的用途和使用环境来选择；砌筑砂浆常用的胶凝材料是水泥，其品种应根据砂浆的用途和使用环境来选择； 其强度等级宜为砂浆强度等级的其强度等级宜为砂浆强度等级的45倍，用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于倍，用于配制水泥砂浆的水泥强度等级不宜大于32.5级；级； 用于配制混合砂浆的水泥强度等级不宜大于用于配制混合砂浆的水泥

6、强度等级不宜大于42.5级。级。 掺加料的选用及质量要求见下表。掺加料的选用及质量要求见下表。常用种类常用种类质质 量量 要要 求求块状生石灰经熟化成块状生石灰经熟化成石灰膏后使用石灰膏后使用消化时应用孔径不超过消化时应用孔径不超过3mm3mm的网过滤，消化时间不得少于的网过滤，消化时间不得少于7d 石灰膏应洁白细腻，不得含未消化颗粒，脱水硬化的石灰膏不得使用；石灰膏应洁白细腻，不得含未消化颗粒，脱水硬化的石灰膏不得使用；消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。消石灰粉不得直接用于砌筑砂浆中。建筑石膏建筑石膏凝结时间应符合有关规定，电石渣应经凝结时间应符合有关规定，电石渣应经20 min加热至没乙炔味

7、方可使用。加热至没乙炔味方可使用。砂质粘土砂质粘土干法时，应将其烘干磨细再使用湿法时，应将其淋浆过筛沉淀再使用。干法时，应将其烘干磨细再使用湿法时，应将其淋浆过筛沉淀再使用。第5页/共35页2. 砂 砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂，宜用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。砌筑砂浆用细骨料主要为天然砂，宜用中砂，其中毛石砌体宜选用粗砂。 砂的含泥量要求：砂的含泥量要求： 水泥砂浆、强度等级水泥砂浆、强度等级M5的混合砂浆不应超过的混合砂浆不应超过5%； 强度等级强度等级 M5的水泥混合砂浆，不应超过的水泥混合砂浆，不应超过10%。3. 水和外加剂 满足满足混凝土拌合用水标准混凝土拌合用水标准（JGJ63

8、-1989)。 为改善或提高砂浆的性能，可掺入一定的外加剂，但对外加剂的品种和掺量为改善或提高砂浆的性能，可掺入一定的外加剂，但对外加剂的品种和掺量必须通过试验确定，并出具相应检测报告。必须通过试验确定，并出具相应检测报告。（一）砌筑砂浆的组成材料(constituents)第6页/共35页（二）主要技术性质(technical properties)强度等级为强度等级为M20M2.5；拌合物表观密度不宜小于拌合物表观密度不宜小于1900kg/m3，混合物表观密度不宜小于，混合物表观密度不宜小于1800kg/m3 ；稠度稠度3090mm，与工程有关；，与工程有关；分层度不大于分层度不大于30m

9、m；水泥用量不小于水泥用量不小于200kg/m3；有抗冻等要求有抗冻等要求有搅拌时间的限制有搅拌时间的限制第7页/共35页（三）砌筑砂浆的配合比设计(designing of mixing proportion of masonry mortar)1. 计算砂浆配制强度m,o m,o = z+0.6452.计算每立方米砂浆中的水泥用量 QC 3.计算掺加料用量Qd Qd= QaQc4.确定每立方米砂浆中砂的用量QS 1m3干燥状态砂的堆积密度，即干燥状态砂的堆积密度，即1m3砂浆所用的干砂用量。砂浆所用的干砂用量。ceom,c1000fABfQ）（第8页/共35页5.确定每立方米砂浆的用水量Q

10、W 根据砂浆稠度要求可选用根据砂浆稠度要求可选用240310kg6.配合比的试配、调整与确定 首先按计算所得配合比进行试拌，测定其分层度和沉入度，根据要求调整材料用量，得到基准配合比。首先按计算所得配合比进行试拌，测定其分层度和沉入度，根据要求调整材料用量，得到基准配合比。（三）砌筑砂浆的配合比设计(designing of mixing proportion of masonry mortar)第9页/共35页二、一般抹灰砂浆 (plastering mortar) 第10页/共35页（一）定义、作用、种类(definition, function and categories1. 定义及作

11、用 大面积薄层涂抹于建筑物表面的砂浆保护基层，满足使用要求和增加美观的作用。大面积薄层涂抹于建筑物表面的砂浆保护基层，满足使用要求和增加美观的作用。2.普通抹面砂浆的种类 按所用材料不同可分为石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰砂浆和纸筋按所用材料不同可分为石灰砂浆、水泥混合砂浆、水泥砂浆、麻刀石灰砂浆和纸筋石灰砂浆。石灰砂浆。 按功能不同可分为底层抹面砂浆、中层抹面砂浆和面层抹面砂浆。按功能不同可分为底层抹面砂浆、中层抹面砂浆和面层抹面砂浆。第11页/共35页（二）配合比及选用(mixing proportion)1.普通抹面砂浆的配合比确定抹面砂浆的组成材料及其配合比，主要是依据工程

12、使用部位及基层确定抹面砂浆的组成材料及其配合比，主要是依据工程使用部位及基层材料。常用抹面砂浆的参考配合比及应用范围见下页表。材料。常用抹面砂浆的参考配合比及应用范围见下页表。2.抹面砂浆的选用 用于砖墙的底层抹灰，多选石灰砂浆；有防水、防潮要求时选水泥砂浆；用于砖墙的底层抹灰，多选石灰砂浆；有防水、防潮要求时选水泥砂浆；混凝土基层的底层抹灰，多选水泥混合砂浆；中层抹灰多选石灰砂浆或混凝土基层的底层抹灰，多选水泥混合砂浆；中层抹灰多选石灰砂浆或水泥混合砂浆；面层抹灰多用水泥混合砂浆、麻刀灰和纸筋灰。水泥砂水泥混合砂浆；面层抹灰多用水泥混合砂浆、麻刀灰和纸筋灰。水泥砂浆不得涂在石灰砂浆层上。在易

13、碰撞或潮湿部位应采用水泥砂浆。浆不得涂在石灰砂浆层上。在易碰撞或潮湿部位应采用水泥砂浆。第12页/共35页组成材料组成材料配合比（体积比）配合比（体积比）应用范围应用范围石灰石灰:砂砂1 :3干燥砖石墙面打底找平干燥砖石墙面打底找平1 :1墙面石灰面层墙面石灰面层水泥水泥:石灰石灰:砂砂1 : 1 : 6内外墙面混合砂浆找平内外墙面混合砂浆找平1 :0.3 :3墙面混合砂浆面层墙面混合砂浆面层水泥水泥:石膏石膏:砂砂:锯末锯末1:1:3:5吸声粉刷吸声粉刷水泥水泥:砂砂1 :2地面顶棚墙面水泥砂浆面地面顶棚墙面水泥砂浆面石灰膏石灰膏:磨刀磨刀100 :2.5（质量比）（质量比）木板条顶棚底层木

14、板条顶棚底层100 :1.3（质量比）质量比）木板条顶棚面层木板条顶棚面层石灰膏石灰膏:纸筋纸筋100 :3.8（质量比）质量比）木板条顶棚面层木板条顶棚面层1m3石灰膏石灰膏3.6kg纸筋纸筋墙面及顶棚墙面及顶棚常用抹面砂浆参考配合比常用抹面砂浆参考配合比（二）配合比及选用(mixing proportion)第13页/共35页三、装饰砂浆 (decorative mortar) 第14页/共35页一、材料要求(requirements of the raw material)p 装饰砂浆的组成材料胶凝材料。装饰砂浆所用胶结材料与普通抹面砂浆基本相同，胶凝材料。装饰砂浆所用胶结材料与普通抹面

15、砂浆基本相同，只是灰浆类饰面更多地采用白色水泥或彩色水泥。只是灰浆类饰面更多地采用白色水泥或彩色水泥。集料。装饰砂浆所用集料，除普通天然砂外，石碴类饰面常使集料。装饰砂浆所用集料，除普通天然砂外，石碴类饰面常使用石英砂、彩釉砂、着色砂、彩色石碴等。用石英砂、彩釉砂、着色砂、彩色石碴等。颜料。装饰砂浆中的颜料，应采用耐碱和耐光晒的矿物颜料。颜料。装饰砂浆中的颜料，应采用耐碱和耐光晒的矿物颜料。颜 色品 种 及 成 分白氧化钛(TiO2)红合成氧化铁，铁丹(Fe203)黄合成氧化铁(Fe203H2O)绿氧化铬(Cr203)青群青 2(A12Na2Si3O10)Na2SO4，钴青(CoOn A12O

16、3)紫钴Co3(PO4)2，紫氧化铁(Fe2O3的高温烧成物)黑炭黑(C)，合成氧化铁(Fe2O3FeO)第15页/共35页第六章 钢材(Steel)第16页/共35页5-1 概 述(summerize)第17页/共35页前言(foreword) 金属材料一般分为金属材料一般分为黑色金属黑色金属(black metal)和和有色金属有色金属(non-ferrous metal)两大类。两大类。 黑色金属 黑色金属是以铁元素为主要成分的铁金属及其合金。黑色金属是以铁元素为主要成分的铁金属及其合金。 钢材即是一种含碳量钢材即是一种含碳量2%、杂质含量较少的、杂质含量较少的铁碳合金铁碳合金。 有色金

17、属 指除铁以外的其他金属，如铝、铜、锡等。指除铁以外的其他金属，如铝、铜、锡等。第18页/共35页前言(foreword) 钢材的优点 强度高，比强度高（大跨度结构）。强度高，比强度高（大跨度结构）。 品质均匀致密、结构可靠度高。品质均匀致密、结构可靠度高。 具有良好的塑性和韧性，能接受冲击和振动荷载。具有良好的塑性和韧性，能接受冲击和振动荷载。 具有良好的加工性能，可锻压、焊接、铆接和切割，便于装配。具有良好的加工性能，可锻压、焊接、铆接和切割，便于装配。 钢的缺点 耐腐蚀性差耐腐蚀性差，易锈蚀；，易锈蚀； 耐火性差耐火性差，温度，温度300以上，强度明显下降，耐火时间仅以上，强度明显下降，

18、耐火时间仅2030min 钢筋混凝土结构 充分发挥钢筋性能特点，节约钢材；充分发挥钢筋性能特点，节约钢材； 克服钢结构易锈蚀、耐火性差、成本高的缺点。克服钢结构易锈蚀、耐火性差、成本高的缺点。第19页/共35页一、 钢的冶炼方法简介(smelt technology of steel) 按照炼钢炉的种类，炼钢方法可分为：1. 空气空气转炉转炉炼钢法炼钢法 一般炼制普通碳素钢。一般炼制普通碳素钢。2 .氧气氧气转炉转炉炼钢法炼钢法 炼制优质碳素钢和合金钢。炼制优质碳素钢和合金钢。3 .平炉平炉炼钢法炼钢法 用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专用钢。用来炼制优质碳素钢、合金钢或有特殊要求的专

19、用钢。4.电炉电炉炼钢法炼钢法生铁生铁液态生铁液态生铁吹入空气或氧气吹入空气或氧气钢钢浇注成钢锭浇注成钢锭脱脱 氧氧熔融熔融第20页/共35页 生产方法对钢材性能的影响 生铁的冶炼是一个碳还原铁的过程，钢的冶炼是将生生铁的冶炼是一个碳还原铁的过程，钢的冶炼是将生铁中的杂质及碳氧化的过程。铁中的杂质及碳氧化的过程。 根据钢材冶炼脱氧程度的不同，钢材可分为根据钢材冶炼脱氧程度的不同，钢材可分为沸腾钢沸腾钢（F）、镇静钢（镇静钢（Z）、半镇静钢（半镇静钢（b）和和特殊镇静钢特殊镇静钢（TZ）等等转炉炼钢平炉炼钢一、 钢的冶炼方法简介(smelt technology of steel)第21页/共3

20、5页 钢材的热加工(heat processes of the steel) 通过将钢坯加热至塑性（通过将钢坯加热至塑性（9001200），可将钢材），可将钢材辗轧或锻造（锻击或静压）的方法进行的变形加工。辗轧或锻造（锻击或静压）的方法进行的变形加工。 热加工可使钢材大部分气孔焊合、晶粒细化、钢材质热加工可使钢材大部分气孔焊合、晶粒细化、钢材质量提高。量提高。锻造轧钢一、 钢的冶炼方法简介(smelt technology of steel)第22页/共35页二、钢的分类(categories)1.按化学成分(by chemical compositions)2.按用途分(by purpose

21、) 分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。分为建筑钢、结构钢、工具钢、特殊性能钢（如不锈钢、耐酸钢、耐碱钢、磁钢等。钢钢中碳钢中碳钢低合金钢低合金钢高碳钢高碳钢低碳钢低碳钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢中合金钢中合金钢高合金钢高合金钢C0.25%C=0.25%0.60C0.60合金总含量合金总含量5%5%1010第23页/共35页3. 按冶炼方法分(by smelting technology)4. 按质量分(by mass) 按按S和和P元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。元素含量，分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢。钢钢转炉钢转炉钢沸腾钢（沸腾钢（F

22、）电炉钢电炉钢平炉钢平炉钢按冶炼方法分按冶炼方法分按脱氧程度分按脱氧程度分半镇静钢（半镇静钢（b）镇静钢（镇静钢（Z）特殊镇静钢（特殊镇静钢（TZ）按炉衬材料分为按炉衬材料分为酸性钢和碱性钢酸性钢和碱性钢二、钢的分类(categories)第24页/共35页 金属材料的晶体结构(crystal structure of the metal) 固体金属是晶体或晶粒的聚集体（多晶体）。固体金属是晶体或晶粒的聚集体（多晶体）。 在金属晶体中，各原子或离子间以金属键结合，即晶格结在金属晶体中，各原子或离子间以金属键结合，即晶格结点上的原子将其最外层的价电子提供出来，弥散于整个晶体的点上的原子将其最外层

23、的价电子提供出来，弥散于整个晶体的空隙中，形成所谓自由电子空隙中，形成所谓自由电子“气气”，通过自由电子把晶格结点，通过自由电子把晶格结点上的原子或离子结合在一起，这种结合力称为金属键。上的原子或离子结合在一起，这种结合力称为金属键。 金属键没有方向性和饱和性，金属键没有方向性和饱和性，金属键金属键是金属材料具有强度和延展性的根本原因。是金属材料具有强度和延展性的根本原因。 当金属晶体受外力作用时，其中的原子或离子可产生滑移，当金属晶体受外力作用时，其中的原子或离子可产生滑移，而它们虽然改变了位置，但仍由自由电子联系着，即金属键并而它们虽然改变了位置，但仍由自由电子联系着，即金属键并未断裂。未

24、断裂。三、钢材的晶体组织(steel crystal structure)第25页/共35页 液态金属冷却至凝固点或凝固点以下时，原子按规则几何形态排列成固体的过液态金属冷却至凝固点或凝固点以下时，原子按规则几何形态排列成固体的过程称为结晶，原子排列成的空间格子称为晶格。程称为结晶，原子排列成的空间格子称为晶格。晶格滑移三、钢材的晶体组织(steel crystal structure)第26页/共35页 钢中的晶体组织与性能(properties and crystal structures of the steel) 同素异晶转变同素异晶转变 金属结晶后，温度改变导致的晶格类型改变的固态下

25、晶格类型发生变化称金属结晶后，温度改变导致的晶格类型改变的固态下晶格类型发生变化称为同素异晶转变。为同素异晶转变。 液态铁 -Fe(体心立方) -Fe(面心立方) -Fe(体心立方) 合金：溶合两种及以上元素（至少一种金属）所组成的具有金属特性的物质。合金：溶合两种及以上元素（至少一种金属）所组成的具有金属特性的物质。、钢材的晶体组织(steel crystal structure)第27页/共35页 钢材在常温下有三种晶体组织钢材在常温下有三种晶体组织 铁素体铁素体(ferritite)：碳在：碳在-Fe中的固溶体，塑性、韧性好；但强度、硬度低。中的固溶体，塑性、韧

26、性好；但强度、硬度低。 渗碳体渗碳体(cementite)：铁和碳的化合物：铁和碳的化合物Fe3C，含碳量高达，含碳量高达6.67，塑性差，塑性差，性硬脆，抗拉强度低。性硬脆，抗拉强度低。 珠光体珠光体(pearlite)：铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量较低：铁素体和渗碳体的机械混合物，含碳量较低(0.8)，层状结构，塑性较好，强度和硬度较高。层状结构，塑性较好，强度和硬度较高。 温度高于温度高于723 时，还存在时，还存在奥氏体奥氏体(austenomartensitite)。碳在。碳在-Fe中的固中的固溶体，其强度、硬度不高，但塑性好，碳钢处于红热状态时即存在这种组织，这溶体，其强度、硬度不高，但塑性好，碳钢处于红热状态时即存在这种组织，这时钢易于轧制成型。时钢易于轧制成型。 三、钢材的晶体组织(steel crystal structure)第28页/共35页铁碳合金含碳量、晶体组织与性能关系铁碳合金含碳量、晶体组织与性能关系Fe-Fe3C合金相图合金相图珠光体珠光体铁素体铁素体渗碳体渗碳体三、钢材的晶体组织(steel crystal structure)第29页/共35页四、化学