建筑材料总结

1、第一章 建筑材料概论1. 按化学成分分类： （1）有机材料：植物、沥青、合成高分子（2）无机材料：金属铁、钢、铝、铜 非金属烧土制品、胶凝材料、混凝土及硅酸盐制品 （3）有机-无机复合材料：钢筋混凝土2.建筑材料的技术标准国家标准（GB）、行业标准、地方标准、企业标准第二章 建筑材料的基本性质一、物理性质：（与质量有关、与水有关、与热有关）（一）与质量有关的性质 密度、表观密度、堆积密度、密实度与孔隙率、填充率与空隙率 (1)密度：材料在绝对密实状态下，单位体积所具有的质量。 材料的密度只与构成材料的固体物质的化学成分和分子结构有关，所以对于同种物质构成的材料，密度为恒定值。(2)表观密度：材

2、料在自然状态下单位体积的质量。 常将包括所有孔隙在内时的密度称为表观密度,也称体积密度。 只包括闭口孔在内时的密度称为视密度。 大多数材料的体积中包含有内部孔隙，其孔隙的多少，孔隙中是否含有水及含水的多少，均可能影响其总质量，因此，材料的表观密度除了与其微观结构和组成有关外，还与其内部构成状态及含水状态有关。(3)堆积密度：散粒材料(粉状、颗粒状）在堆积状态下单位体积的质量。(4)密实度：材料体积内被固体物质所填充的程度。(5)孔隙率：材料中孔隙体积占总体积的比例。孔隙率反映材料内部孔隙的多少，直接影响材料的多种性质。孔隙率越大,则材料的表观密度、强度越小，耐磨性、抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、耐

3、久性越差，而吸水性、吸声性、保温性越强。(6)填充率：散粒材料在某种堆积体积内被其颗粒填充的程度。(7)空隙率：散粒材料在某种堆积体积内，颗粒之间的空隙体积所占的体积。（二）与水有关的性质 亲水性与憎水性、吸水性、吸湿性、耐水性、抗渗性、抗冻性 （1）亲水性材料在空气中与水接触时，容易被水润湿的性质。90° 憎水性材料不易被水润湿的性质。 90 °（2）吸水性 定义：材料在水中吸收水分的性质称为吸水性。 指标：吸水率表示，有质量吸水率和体积吸水率两种。质量吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的质量占干燥质量的百分率。体积吸水率是指材料吸水饱和时，所吸水分的体积占干燥体积的百分

4、率。质量吸水率与体积吸水率的关系： W体=W质0 材料的吸水率与其孔隙率有关，更与其孔特征有关。材料内与外界连通的细微孔隙愈多，其吸水率就愈大。（3）吸湿性 定义：吸湿性是材料在空气中吸收水分的性质。 指标：含水率等于材料吸入水分质量占干燥时质量的百分率。（4）耐水性 定义：材料长期在饱和水的作用下不破坏，其强度也不显著降低的性质称为材料的耐水性，用软化系数表示。工程中通常将0.85的材料称为耐水性材料，可以用于水中或潮湿环境中的重要工程。（5）抗渗性（不透水性）定义：材料在压力水作用下抵抗水渗透的性能。用渗透系数或抗渗等级表示。材料的抗渗等级是指用标准方法进行透水试验时，材料标准试件在透水前

5、所能承受的最大静水水压力，并以字母P及可承受的水压力（以0.1MPa为单位）来表示抗渗等级。影响材料抗渗性的因素：材料亲水性和憎水性、材料的密实度、材料的孔隙特征（6）抗冻性定义：材料在吸水饱和状态下，能经受反复冻融循环作用而不破坏，强度也不显著降低的性能。抗冻性以试件在冻融后的质量损失、外形变化或强度降低不超过一定限度时所能经受的冻融循环次数来表示，或称为抗冻等级（F）。影响抗冻性的因素：1.材料的密实度：密实度越高则其抗冻性越好。2.材料的孔隙特征：开口孔隙越少则其抗冻性越好。3.材料的强度：强度越高则其抗冻性越好。4.材料的耐水性：耐水性越好则其抗冻性也越好。5.材料的吸水量大小：吸水量

6、越小则其抗冻性越好。（三）与热有关的性质（1）导热性 定义：材料传导热量的性质称为导热性。材料导热性用导热系数表示。导热系数越小，材料的隔热性能越好（2）热容量 定义：材料在加热时吸收热量，冷却时放出热量的性质，称为热容量。比热容：质量为1g材料温度升高lK所需的热量或温度降低1K时放出的热量。（3）耐燃性和耐火性耐燃性：是材料抵抗燃烧的性质。它是影响建筑物防火和耐火等级的主要因素。耐火性：材料在火焰或高温作用下，保持其不破坏、性能不明显下降的能力。用耐受时间来表示。（也可以用用耐火度表示）二、材料的力学性质（1）强度和比强度 强度：材料在外力(荷载)作用下，抵抗破坏的能力。 材料主要有抗拉、

7、抗压、抗剪、抗弯四种强度。 比强度=材料的强度/表观密度（2）弹性与塑性弹性：在外力作用下产生变形，当外力消失时，材料的变形即可消失并能完全恢复原来形状的性质。塑性：在外力作用下产生变形，当外力消失时，仍能保持变形后的形状和尺寸，并有不产生裂缝的性质。（3）脆性和韧性脆性：材料在外力作用下，无明显塑性变形而突然破坏的性质。韧性：在冲击或震动荷载作用下，能吸收较大能量，产生一定的变形而不致被破坏的性能。（4）硬度和耐磨性硬度：材料表面抵抗其他硬物压入或刻划的能力。耐磨性：材料表面抵抗磨损的能力。常以磨损率衡量。三、材料的耐久性定义：材料 在使用过程中能长久保持其原有性质的能力。包括：抗冻性、抗风

8、化性、抗老化、耐化学腐蚀性 影响耐久性的主要因素为：1）内在因素：化学成分或组成性质；结构和构造特征。2）外在因素：物理作用：光、热、电、干湿变化、温度变化及冻融变化等。化学作用：大气、环境水以及酸、碱、盐等或有害气体的侵蚀作用。机械作用：使用荷载的持续作用，交变荷载引起材料疲劳等生物作用：包括菌类、昆虫等的作用而使材料腐朽、蛀蚀而破坏。大气作用：阳光、空气及辐射作用下，有机材料等的老化。第三章 气硬性胶凝材料胶凝材料：在一定条件 下，经自身一系列的物理、化学作用后，能将散粒材料或块状材料粘结成具有一定强度的整体的材料，统称胶凝材料。按照化学性质的不同可分为有机和无机胶凝材料两大类。气硬性胶凝

9、材料：只能在空气中凝结硬化，保持和继续发展其强度，在水中不能硬化，也就不具有强度。（石灰、石膏、水玻璃、菱苦土）水硬性胶凝材料：既能在空气中硬化，又能更好地在水中硬化，保持并继续发展其强度。（水泥）一、石灰1.原料 主要原料是以碳酸钙为主要成分的天然岩石，常用的有石灰石、白云石等，这些天然原料中常含有粘土杂质，一般要求控制在8以内。2.常用的石灰种类生石灰粉：由块状生石灰磨细生成。CaO消石灰粉：将生石灰用适量水经消化和干燥而成的粉末，主要成分为Ca(OH)2。石灰膏：其主要成分为Ca(OH)2和水。3.石灰的熟化 工地上使用石灰时，通常将生石灰加水，使之消解为消（熟）石灰氢氧化钙，这个过程称

10、为石灰的“消化”，又称“熟化”。为了消除过火石灰的危害，生石灰熟化形成的石灰浆应在储灰坑中放置两周以上，这一过程称为石灰的“陈伏”。4.石灰的硬化石灰浆体在空气中逐渐硬化，是由下面两个同时进行的过程来完成的：结晶作用：游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶。 碳化作用：氢氧化钙与二氧化碳化合生成碳酸钙结晶，释出水分并被蒸发。5.石灰的技术要求建筑石灰的技术指标有细度、CaO+MgO含量、CO2含量和体积安定性等。并按技术指标分为优等品、一等品和合格品三个等级。 6. 石灰的技术性质（1）可塑性好、保水性好（2）硬化慢、强度低（3）硬化时体积收缩大（4）耐水性差，不易贮存7.石灰的应用 （1

11、）石灰乳 、涂料 （2）砂浆、石灰砂浆、石灰水泥混合砂浆 （3）石灰土和三合土 （4）硅酸盐制品原材料二、石膏1.石膏CaSO4为主要成分。分为建筑石膏和高强度石膏两种。2. 建筑石膏的水化与硬化：1）建筑石膏的凝结与硬化机理主要有两种:结晶理论（又称溶解沉淀理论）；胶体理论（又称局部反应理论）。2）按照结晶理论，建筑石膏的凝结硬化过程可分为三个阶段，即:水化作用的化学反应阶段结晶作用的物理变化阶段硬化作用的强度增强阶段3.建筑石膏的技术要求：建筑石膏的技术要求有强度、细度和凝结时间。按强度和细度分为优等品、一等品和合格品。4.建筑石膏的特性：（1）凝结硬化速度快（2）凝结硬化时的微膨胀性（3

12、）硬化后的多孔性，重量轻，但强度低（4）良好的隔热和吸音，吸湿能力（5）防火性好（原因）（6）耐水性差、抗冻性差5.建筑石膏的应用：（1）石膏砂浆及粉刷石膏（2）建筑石膏制品：石膏板、石膏砌块等（3）制作建筑雕塑和模型三、水玻璃1.水玻璃俗称泡花碱，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，属可溶性的硅酸盐类。2.水玻璃的特性：粘结力强、强度较高。耐酸性好。耐热性好。耐碱性和耐水性差。3.水玻璃的应用：涂刷材料表面加固土壤（与氯化钙）水玻璃砂浆，修补砖墙裂缝耐酸砂浆，耐酸混凝土第四章 水泥一、水泥的分类通用水泥：六大品种水泥专用水泥：如砌筑水泥、油井水泥、道路水泥、大坝水泥等特性水泥：如铝酸盐水泥、膨胀水

13、泥、彩色水泥等二、水泥的生产1.原料：（1）石灰质原料：主要提供CaO。采用石灰岩、凝灰岩和贝壳等。（2）粘土质原料：主要提供SiO2、Al2O3及Fe2O3。采用粘土、黄土等。（3）校正原料（辅助原料）：为满足成分要求用。2.生产过程：硅酸盐类水泥的生产过程是“两磨一烧”，即： （1）将原料按一定比例配料并磨细成符合成分要求的生料：（2）将生料煅烧使之部分熔融形成熟料； （3）将熟料与适量的石膏共同磨细成为硅酸盐类水泥。3.硅酸盐类水泥的矿物组成硅酸盐类水泥熟料的主要矿物有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）,铝酸三钙C3A），铁铝酸四钙（C4AF），以上矿物中硅酸钙约占70%以上。除此之

14、外，还有少量游离氧化钙和游离氧化镁等。矿物种类硅酸三钙硅酸二钙铝酸三钙铁铝酸四钙缩写C3SC2SC3AC4AF水化速度快慢最快较快水化热高低最高中强度高早低后高低中4.水泥的水化产物：水化硅酸钙 70%（凝胶） 氢氧化钙20%（晶体）水化铝酸钙（晶体） 水化硫铝酸钙晶体（也称钙矾石）7%5.影响硅酸盐水泥凝结硬化的主要因素（1）矿物组成：水泥的矿物组成是影响水泥凝结硬化的最重要的因素.（2）水泥的细度：在矿物组成相同的条件下，水泥磨得愈细，水泥颗粒平均粒径小，总表面积大，水化时与水的接触面大，水化速度快，相应地水泥凝结硬化速度就快，早期强度就高。（3）水泥浆的水灰比：在熟料矿物组成大致相同为情

15、况下，水灰比的大小是影响水泥石强度的主要因素。（4）龄期（时间）：在水泥和水作用的最初几天内强度增长最为迅速（5）环境温度和湿度:（6）石膏掺量（7）外加剂的影响：选择适当外加剂，如减水剂、引气剂等可改善水泥的性能。6.硅酸盐水泥的技术性质（1）细度：是指水泥颗粒的粗细程度。水泥细度通常采用筛分法或比表面积法（勃氏法）测定。（2）标准稠度用水量：是指水泥净浆达到规定稠度时所需的拌合水量，以占水泥重量的百分率表示。（3）凝结时间： 硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于6.5 h；普通硅酸盐水泥初凝不得早于45min，终凝不得迟于10 h。（4）体积安定性：体积安定性是指水泥浆硬化后体积

16、变化的均匀性。水泥安定性不良的原因：熟料中含有过量的游离氧化钙（fCaO），或含有过量的游离氧化镁（fMgO）；生产水泥时掺入的石膏过量；水泥中三氧化硫含量超标。（5）强度：以水泥3d、28d的抗折强度和抗压强度划分硅酸盐水泥的强度等级。（6）水化热：大体积混凝土应选用低热水泥。（7）密度与体积密度7.技术标准：废品水泥：氧化镁、三氧化硫含量、初凝时间、体积安定性中的任一项不符合标准规定；不合格品水泥：细度、终凝时间、不溶物、烧失量和混合材料掺加量中的任一项不符合规定，或强度低于商品强度规定的指标；水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全。三、五大品种水泥1.硅酸盐水泥和普通

17、水泥特性与应用：特性： （1）凝结硬化快，强度高，尤其早期强度高。（2）抗冻性好。（3）水化热大。（4）不耐腐蚀。（5）不耐高温。 应用：1) 适用于重要结构的高强混凝土及预应力混凝土工程；2) 适用于早期强度要求高的工程及冬季施工的工程；3) 适用于严寒地区，遭受反复冻融的工程及干湿交替的部位；4) 不宜用于受流动的软水和水压作用工程、受海水和矿物水作用的工程；5) 不宜用于大体积混凝土；6) 不宜用于高温的工程。 2.矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥特性：1) 凝结硬化较慢，早强强度较低，后期强度增长较快；2) 水化热较低，放热速度慢；3) 抗硫酸盐腐蚀和抗淡水性较好；4) 对温度敏感性较

18、高，适合蒸汽养护；5) 抗冻性、耐磨性及抗碳化性能较差。四、水泥的储存及保管1.水泥在储运过程中要防潮、防水，以免水泥吸收空气中的水分，使表面颗粒水化，丧失胶结能力，使强度降低；2.水泥仓库应通风，存放袋装水泥时，地面要有垫板，垫板离地300 mm，四周离墙300 mm。堆放高度一般以10袋为宜，水泥的储存应按照到货先后依次堆放，尽量作到先到先用，防止存放过久。3.不同品种、不同强度及不同出厂日期的水泥应分别贮存，不得混杂。4.水泥的贮存期不宜超过3个月，过期水泥或有受潮结块现象的水泥应重新检验强度。五、水泥石的腐蚀与防止 1. 水泥石腐蚀的基本原因是： 水泥石中存在有易被腐蚀的氢氧化钙和水化铝酸钙； 水泥石本身不密实而使侵蚀性介质易于进入其内部； 外界因素的影响，如腐蚀介质的存在，环境温度等。2.腐蚀类型：1）软水腐蚀（溶出性侵蚀）2）盐类腐蚀3）酸类腐蚀4）强碱腐蚀 3.